林建東

2014年至今，許多凹印企業(yè)為凹印設備安裝了熱泵，在使用過程中收到了良好的節(jié)能效果。由于當前國家對VOCs排放的強力管制，凹印企業(yè)又需要引入新技術來實現(xiàn)VOCs減排，通過多年探索，高溫熱解VOCs技術可作為主流技術方向。但事實上，不管采取哪種熱解技術，所伴隨的都是大量煙氣余熱的產生，這部分煙氣余熱大大超過了凹印行業(yè)所需的烘干熱能。所以，對于企業(yè)用熱來說，只要想辦法將煙氣余熱轉換成適用于烘干或其他使用即可。這樣一來，熱泵就變得多余，因為不管熱泵的制熱能效比有多高，運行起來都需要耗電，關鍵是無法解決VOCs減排的問題。凹印企業(yè)既然已經投資熱泵，如果將其全部作廢，實在太過可惜。根據(jù)凹印企業(yè)的用熱情況，其實仍然可以讓熱泵繼續(xù)發(fā)揮作用，最起碼將其部分價值利用起來，讓投資損失降低到最低。

由于目前應用于凹印行業(yè)的有機廢氣熱解技術尚處于探索階段，現(xiàn)階段最符合凹印企業(yè)利益的做法是實現(xiàn)進一步的節(jié)能減排，并為未來VOCs的徹底治理做好準備。這里提到的“減排”，是指減少VOCs的末端排放量，以減少凹印企業(yè)的VOCs排污處罰額度。如果有些凹印企業(yè)在未來一段時間內還沒有計劃安裝VOCs治理設備，但又希望降低廢氣排放量并實現(xiàn)節(jié)能，可以嘗試對原來已經投資的熱泵進行改造，再配合新的節(jié)能減排設備，重新發(fā)揮熱泵的價值。

主要有三個方向，一是給凹印機ESO系統(tǒng)或LEL系統(tǒng)的新風加熱；二是熟化室改造；三是改為暖風機用于冬季取暖。

與凹印機節(jié)能減排系統(tǒng)的配合使用

以一臺安裝了熱泵的8色凹印機為例，工況為：原總排風量為26000m3/ h，包括通過熱泵新風口進入的新風20000m3/h和通過烘箱負壓進入的新風6000m3/h，熱泵壓縮機功率為50kW。

1.與凹印機LEL系統(tǒng)的配合使用

在凹印機上安裝LEL系統(tǒng)，對熱泵進行再改造后，總排風量下降至8000m3/h，包括通過有組織進入的新風2000m3/h，通過烘箱負壓無組織進入的新風6000m3/h。加熱新風從原來的20000m3/h下降至2000m3/h，相當于通過有組織進入的新風加熱量減少了90%。原來采用8臺熱泵，如今只需要1臺再加上適量電輔加熱就可以滿足新風預熱和精確調溫的需求。熱泵的任務就是將總新風預熱到接近工藝的溫度，待新風進入烘箱內循環(huán)后，余下部分溫差采用LEL系統(tǒng)的電熱管進行最后的精確調整。

2.與凹印機ESO系統(tǒng)的配合使用

在凹印機上安裝ESO系統(tǒng)，對熱泵進行再改造后，由于烘箱內的氣壓平衡可以控制在臨界狀態(tài)，總排風量甚至可以下降至5000m3/h，包括通過有組織進入的新風2000m3/h，通過烘箱負壓無組織進入的新風3000m3/ h。加熱新風從原來的20000m3/h下降至2000m3/h，原理和取得的效果和熱泵與凹印機LEL系統(tǒng)配合使用的情況相同。

3.能耗對比

對熱泵改造后，通過公式計算可對比LEL系統(tǒng)和ESO系統(tǒng)采用全部電加熱與熱泵配合電加熱之間的能耗，熱泵的平均制熱能效比按3.5計算。

（1）熱泵配合LEL系統(tǒng)前后加熱能耗計算

LEL系統(tǒng)有組織新風電加熱的功率為：（2000/20000）m3/h×50kW×3.5=17.50kW

LEL系統(tǒng)有組織新風熱泵加熱的功率為：（2000/20000）m3/h×50kW=5.00kW

LEL系統(tǒng)無組織新風電加熱的功率為：（6000/20000）m3/h×50kW×3.5=52.50kW

（2）熱泵配合ESO系統(tǒng)前后加熱能耗計算

ESO系統(tǒng)有組織新風電加熱的功率為：（2000/20000）m3/h×50kW×3.5= 17.50kW

ESO系統(tǒng)有組織新風熱泵加熱的功率為：（2000/20000）m3/h×50kW=5.00kW

ESO系統(tǒng)無組織新風電加熱的功率為：（3000/20000）m3/h×50kW×3.5=26.25kW

能耗結果如表1所示。在凹印設備上安裝LEL系統(tǒng)或ESO系統(tǒng)后，如果再采用熱泵對有組織進入的新風進行加熱，可以進一步實現(xiàn)節(jié)能。值得一提的是，由于熱泵內空氣流道沒有參與LEL系統(tǒng)或ESO系統(tǒng)內的空氣循環(huán)，所以熱泵內部的換熱器風阻不會對能耗帶來影響。

用于熟化室加熱

一臺5.50kW的印刷機熱泵可以滿足北方地區(qū)30m2或南方地區(qū)45m2的制熱需要，將熱泵的熱風出風口和回風口接入熟化室，用三通管的其中兩個接頭將熱泵新風口與排風口連通，三通管的另一個接頭安裝調節(jié)風閥，這樣熟化室與熱泵之間就形成了閉環(huán)循環(huán)，可以通過調節(jié)三通管上的風閥開合度進行少量換氣。

實踐證明，熱泵用于熟化室加熱是最合適不過的，比電熱管或紅外線燈加熱節(jié)能70%以上，而且熱風加熱均勻，更不會產生過熱而損壞產品，更沒有火災風險，可以無人值守，避免了采用蒸汽或導熱油加熱在節(jié)假日需要專門安排人留守管理的問題。

改為暖風機

將熱泵改為暖風機需要對熱泵做點“小手術”，將熱泵熱風機內部的疊片式氣氣換熱器取下，增加一些導流板，取消原來的后級換熱，讓廢氣只通過蒸發(fā)器后就直接排出，目的是防止原來氣密性不高的氣氣換熱器內部有少量的串風，廢氣通過間隙滲入對新風造成污染。按照上述方法對熱泵改造后，把熱泵回風口接入凹印機的總廢氣排風口，熱泵的熱風出口接入凹印企業(yè)廠房空調系統(tǒng)，熱泵的新風入口通過管道連通室外吸取干凈新鮮的空氣，熱泵排風口連接至煙囪。

如此一來，凹印機排出的約50℃的廢氣余熱通過熱泵蒸發(fā)器吸收后，將新風加熱到60℃左右再送入室內用于冬季取暖。由于蒸發(fā)器能吸收足夠的廢氣余熱，熱泵的制熱能效比能達到4以上，節(jié)能效果非常高。而且，通過改造后的熱泵可以將新風和廢氣完全隔離，杜絕廢氣混入凹印企業(yè)的空調系統(tǒng)。

通過以上改造，原來熱泵的一部分能重新發(fā)揮價值，剩余部分可折價出讓，用于其他烘干行業(yè)，為凹印企業(yè)減少投資損失。