|
В данном кейсе для решения проблем высокого энергопотребления и недостаточного контроля влажности традиционных термостатирующих и влагорегулирующих установок в литейном цехе применены технологии теплоутилизации с помощью тепловых труб и частотно-регулируемого регулирования температуры и осушения. Оборудование работает при параметрах обратного воздуха 25 °C / 45 %; за счёт предварительного охлаждения тепловыми трубами, глубокого охлаждения и осушения и безэнергетического перегрева достигается низкотемпературный контроль влажности и значительная экономия энергии.
145 → 11,7 кВт
Рабочая мощность системы |
1 млн+
Годовая экономия на электроэнергии |
60% → 98%
Рост выхода годной продукции |
10,3 / 16
Холодильный COP / общий COP |
Частотно-регулируемый осушитель с регулированием температуры и теплоутилизацией на тепловых трубах |
Интерфейс управления и работы на объекте |
01 | Проблемы клиента и предпосылки проекта
- Традиционные термостатирующие и влагорегулирующие установки используют охлаждённую воду для охлаждения и осушения, а также электронагрев для перегрева и контроля температуры и влажности, что приводит к высокому энергопотреблению; работа двухступенчатых насосов также создаёт дополнительные затраты на обслуживание.
- Новая продукция клиента требует более низкой влажности; исходное оборудование с трудом стабильно достигает 25 °C / 35 % RH, а выход годной продукции составляет лишь 60 %.
- В проекте применён частотно-регулируемый водяного охлаждения осушитель с регулированием температуры и рекуперацией тепла и холода; цель — снизить рабочую мощность, повысить равномерность влажности и улучшить выход годной продукции.
02 | Сравнение решений и энергосберегающий эффект
При расходе 10 000 м³/ч и параметрах обратного воздуха 25 °C / 45 % проведено сравнение традиционного решения с охлаждённой водой и двухступенчатого решения с теплоутилизацией:
Сравнение различных решений 10000CMH обратный воздух 25 °C / 45 %
| Наименование |
Влагосъём |
Холодопроизводительность |
Электронагрев |
Общая мощность |
Годовое электропотребление |
| Охлаждённая вода + электронагрев для подогрева |
26 кг/ч |
117 кВт |
96 кВт |
145 кВт |
1 270 200 |
| Частотное охлаждение + рекуперация тепла конденсации |
46 кг/ч |
96 кВт |
0 |
19,2 кВт |
168 192 |
| Частотное охлаждение + рекуперация холода и тепла + рекуперация тепла конденсации |
46 кг/ч |
96 кВт |
0 |
11,7 кВт |
102 492 |
После модернизации рабочая мощность системы снизилась с 145 кВт до 11,7 кВт. По сравнению с традиционным решением «охлаждённая вода + электронагрев» экономия электроэнергии составляет около 120 кВт·ч в час; по сравнению с традиционным энергоёмким роторным осушителем — около 130 кВт·ч в час, годовая экономия на электроэнергии превышает 1 млн юаней.
03 | Фактические данные измерений клиента
27 ноября 2025 года клиент провёл испытания при полной нагрузке с фиксацией температуры, влажности и данных рекуперации энергии по тепловым трубам, поверхностным охладителям, компрессору и стороне подачи воздуха.
Фактические данные измерений частотно-регулируемого осушителя с теплоутилизацией на тепловых трубах
| Время |
Охлаждение 2
Δt (℃) |
Нагрев 1
Δt (℃) |
Нагрев 2
Δt (℃) |
Разность энтальпий
A3B3 (кДж/кг) |
Разность энтальпий
B3C3 (кДж/кг) |
Разность энтальпий
C3D3 (кДж/кг) |
Разность энтальпий
D3E3 (кДж/кг) |
Холод предварительного охлаждения
(кВт) |
Холодопроизводительность
(кВт) |
Тепло предварительного нагрева
(кВт) |
Теплопроизводительность
(кВт) |
Холодильный COP |
COP охлаждения и нагрева |
| 2025/11/27 7:30 |
13,9 |
12,9 |
10,1 |
7,72 |
25,03 |
-16,29 |
-7,095 |
43,9 |
142,3 |
-92,7 |
-40,4 |
10,1 |
17,3 |
| Среднее значение |
11,1 |
10,9 |
8,1 |
10,3 |
19,8 |
-12,0 |
-5,5 |
38,9 |
82,6 |
-50,2 |
-22,8 |
10,2 |
16,0 |
Испытание при производственной нагрузке
Условия испытания: осушительная камера при полной нагрузке, все промышленные вентиляторы подключены параллельно и работают на полной мощности, осушительная камера поддерживается в рабочем состоянии.
Цель испытания: проверить осушающую способность при полной нагрузке, предельную влажность, COP оборудования в производственных условиях, а также равномерность температуры и влажности в осушительной камере.
Методика испытания: установлены максимальный расход воздуха 17 354 м³/ч и минимальный расход 10 412 м³/ч, оборудование прогревалось на внешнем контуре более 10 минут; после включения всех циркуляционных вентиляторов подключён воздушный клапан, проведено сравнение температуры и влажности в четырёх углах цеха и в пяти точках зон; одновременно собрана статистика по одной партии шаровых головок со 2-го по 6-й уровень.
Фактические данные измерений при полной нагрузке
| Время испытания |
Заданные температура и влажность |
Температура и влажность в помещении |
Температура и влажность предварительного охлаждения |
Температура и влажность глубокого охлаждения |
Температура и влажность предварительного нагрева |
Температура и влажность подаваемого воздуха |
Мощность |
Холодильный COP при полной загрузке материала |
11/26–11/27
16:30–21:00 |
25 °C; 40 % |
24,2 °C; 43,9 % |
12,7 °C; 75,2 % |
2,1 °C; 95,3 % |
15,0 °C; 51,7 % |
25,1 °C; 21,4 % |
18,4 кВт |
10,1 |
Средние данные за интервал испытания
| Отклонение температуры |
Отклонение влажности |
Средняя температура и влажность |
Средний расход воздуха |
Средняя скорость осушения |
Доля теплообменника |
Средняя мощность |
Общий холодильный COP |
| 0,22 % (±0,22 %) |
0,28 % (±0,60 %) |
25,4 °C; 40,9 % |
12 283 м³/ч |
33,8 мин |
32 % |
12,2 кВт |
10,3 |
Схема обработки воздуха при испытании под производственной нагрузкой |
Примечание: период полной нагрузки — 27 ноября, 07:30. Эффективность осушения зависит от конструкции оборудования, эффективности отвода тепла и способа работы; данные отражают эффективность осушения данной партии шаровых головок.
04 | Ключевые особенности продукта
- Применена технология DC-инвертора, минимально достижимая точка росы — 3~5 °C.
- Теплообменник на тепловых трубах обладает высокой теплопроводностью; в сочетании с теплоутилизацией значительно снижает холодильную нагрузку.
- В существующих кейсах при параметрах входящего воздуха 25 °C / 45 % и расходе 10 000 м³/ч можно рекуперировать около 54 кВт холода.
- Энергосберегающая работа при низкой влажности: влажность обратного воздуха регулируется до 30 % @ 25 °C.
- Используются собственный DDC-контроллер и сенсорный экран с поддержкой нескольких групп адаптивных алгоритмов регулирования.
- При режиме 30 % @ 25 °C может заменить энергоёмкий роторный осушитель; энергопотребление ниже 10 % от роторного решения.
- Поддерживается удалённый мониторинг через мобильное приложение, удалённое OTA-обновление и глобальное удалённое обслуживание.
- Отработанное тепло компрессора используется для рекуперации тепла конденсации и перегрева, что снижает или заменяет электронагрев.
- Одновременное регулирование температуры и влажности: одно устройство совмещает функции традиционного кондиционера и осушителя.
Удалённое OTA-обновление
Оборудованию клиента требуется охлаждение и зимой, когда температура наружного воздуха ниже 0 °C. После внутреннего обсуждения техническая команда своевременно предложила решение и выполнила OTA-обновление в течение 3 часов, обеспечив непрерывную стабильную работу оборудования.
Удалённое OTA-обновление для зимнего режима охлаждения |
Удалённое управление и мониторинг работы |
05 | Принцип работы оборудования и технология тепловых труб
Оборудование совместно с системой тепловых труб и компрессором выполняет предварительное охлаждение, глубокое охлаждение, перегрев и подачу воздуха; весь процесс регулирования температуры и влажности максимально минимизирует использование электронагрева.
- Безэнергетический рекуператор на тепловых трубах предварительно охлаждает воздух примерно до 15 °C.
- Хладагент компрессора обеспечивает глубокое охлаждение, доводя воздух примерно до 2 °C и значительно снижая влагосодержание воздуха.
- Рекуператор на тепловых трубах предварительно нагревает воздух до 15~18 °C.
- Отработанное тепло компрессора рекуперируется для перегрева, повышая температуру подаваемого воздуха до 25~35 °C и удовлетворяя потребность сушильной камеры в тепле.
- Процессы предварительного охлаждения, предварительного нагрева и перегрева выполняются безэнергетической технологией теплоутилизации.
Схема обработки воздуха с совместной работой тепловых труб и компрессора |
Что такое тепловая труба?
Тепловая труба — это теплопередающий компонент с высокой теплопроводностью, который эффективно передаёт тепло за счёт фазовых превращений (испарения и конденсации) рабочего вещества на холодном и горячем концах.
- Высокая теплопроводность: теплопроводящая способность значительно выше большинства твёрдых металлов.
- Пассивная работа: не требует внешней энергии, работает за счёт собственных физических процессов.
- Быстрый тепловой отклик: способна быстро передавать тепло от источника тепла к теплоотводящему концу.
- Области применения: подходит для задач с высоким тепловыделением — охлаждение полупроводников, аэрокосмическая отрасль, энергоэффективные кондиционеры и осушительные системы.
Принцип теплообмена тепловой трубы |
Сравнение теплопроводности тепловой трубы и распространённых материалов
Таблица сравнения теплопроводности тепловой трубы и распространённых материалов
| Материал |
Теплопроводность, Вт/(м·К) |
| Тепловая труба |
5 000–100 000 |
| Серебро |
429 |
| Медь |
401 |
| Алюминий |
273 |
| Чистое железо |
80 |
| Нержавеющая сталь 304 |
14 |
06 | Измеренные характеристики и рабочие данные
Измеренный клиентом холодильный COP составил 9,5, общий COP — 19. Система объединяет ряд энергосберегающих технологий, снижая эксплуатационные затраты при сохранении технологических параметров температуры и влажности.
Кривые данных непрерывной работы на объекте клиента |
Подробные рабочие данные за 04.06.2025
Интервал выборки — 4 июня 2025 г., 19:10–19:43; в 19:15 запись отсутствует. Полные рабочие данные приведены ниже:
| Время |
Температура обратного воздуха
(°C) |
Влажность обратного воздуха
(%) |
Сторона охлаждения тепловой трубы
|
Температура поверхностного охладителя |
Температура глубокого охлаждения |
Сторона нагрева тепловой трубы |
Температура на выходе воздуха |
Мощность компрессора |
Высокое давление компрессора |
Количество рекуперированного тепла
(кВт) |
| 2025/6/4 19:10 |
25 |
44,8 |
13,6 |
4,2 |
3,2 |
20 |
38,5 |
10,1 |
23,7 |
52,614 |
| 2025/6/4 19:11 |
25 |
44,9 |
13,7 |
4,3 |
3,2 |
20,2 |
39 |
10,2 |
24,2 |
52,947 |
| 2025/6/4 19:12 |
25,1 |
44,9 |
13,7 |
4,4 |
3,2 |
20,4 |
38,8 |
10,5 |
25,4 |
53,28 |
| 2025/6/4 19:13 |
24,9 |
44,7 |
13,4 |
3,4 |
3 |
19,6 |
37,2 |
10,3 |
23,7 |
53,946 |
| 2025/6/4 19:14 |
24,9 |
44,9 |
13,9 |
4 |
3,2 |
19,4 |
37,2 |
9,6 |
22,3 |
51,282 |
| 2025/6/4 19:16 |
|
