电镀冷热机组

高效节能热泵机组及冷热机组在电镀生产中的应用

东莞市卓远冷热设备有限公司   南锋华18666402988

电镀往往在一定的温度下进行的，室温是电镀的理想温度。一般来说，提高温度，可以增加镀液的导电性，提高反应允许的电流密度，也可以达到提高反应速度和镀层均匀性。温度对添加剂的影响也很明显，温度升高，电流密度可以升高，这对达到增光剂的吸附电位有利。

镍槽、铬槽、碱铜，电解除油、高温除油、超声波除油等都需要加热到50℃~80℃左右。而酸性镀铜的光亮剂一般温度超过40℃其作用就完全消失，只有在30℃以下，才会有理想的光泽。

冷冻有助于把金属离子稳定下来，使金属离子迅速附着于电镀件上，不但增加密度及平滑，并可减少电镀时间，提高生产效率。而且冷冻还有助迅速回收各种化学药品，减少浪费，节约成本。在镀锡、镀锌等工艺中，镀液要维持在10℃~25℃的范围内，也需要冷冻机。

在以往，工厂大部分采用的加热方式是电热管、蒸汽加热（柴油锅炉、燃煤锅炉）等，这些能源方式存在高耗能、高污染、不安全、需要专业人员管理等明显缺陷，而制冷基本都采用电镀冷冻机降温，由于工业冷冻机组在制冷工况运行时，需通过风扇或散热水塔直接向大气环境排放大量的冷凝热，不仅造成能源的浪费，也使得周围的环境温度升高。

我们对冷冻机组采取热回收，将其用于焦铜、碱铜、光镍、除油槽的加热等，利用现有的工业冷冻机，不需要重复投资，一机多用，自动化控制、环保安全，采用内置定时开关，可用夜间谷电提前加热，到早上上班时，即可进行生产。

1 空调型电镀热泵机组

1.1 工作原理

遵循能量守恒和热力学第二定律，运用热泵的原理，只需要消耗一小部分的机械功（电能），即可将处于低温环境（大气）中的热量转移到水中。一台热泵机组，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，其工作原理与制冷机相同，通过让工质（制冷剂）不断完成蒸发→压缩→冷凝→节流→再蒸发的热力循环过程，工质在蒸发过程中吸收环境空间中的热量，经过压缩机的等效压缩，排出100℃左右的高温气体，在冷凝器里和水不断的交换热量，使水升温，达到加热的目的。

根据能量守恒和热力学第二定律，冷凝器放出的热量等于蒸发器吸收的热量加压缩机的轴功率，由此可见，热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过制冷剂循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置本身所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。

1.2 工作原理图：

1.3 空调型电镀热泵机组在电镀工艺中的应用分析

1.3.1应用概述

在电镀的工艺过程中，磷化、除油、粗化、镀镍、碱铜、焦铜等工序都需要55℃以上的温度，即需加温。由于电镀热泵在加热过程中会产生冷气，这部分冷气可通过高压离心风机送到包装车间或者上下挂区域，提供舒适的工作环境。此机组可做成耐酸碱机组直接用于电镀槽液的加热，也可做成间接电镀加热节能热泵机组。

1.3.2直接加热型

1.3.2.1特点：

采用不锈钢、纯钛、特佛龙等材料的换热器可直接加热槽液，自动控温，无换热温差，无热损失，加热迅速，温度均匀。

使用电镀电镀热泵机组加热前处理高温部分对比电热管加热节能50%左右，镀镍、碱铜工序对比电热管加热可节能70%左右。

1.3.2.2适用

适用于龙门线、环形线等槽液量较大的场合。

1.3.3间接加热型

1.3.3.1特点：

通过热泵主机加热储热水箱的水，再由热水通过槽内放置的蛇形钛管加热槽液，由温度控制器控制水管电磁阀的开关来控制温度，有换热温差，可集中供热。对比电热管加热可节能约50%左右。

1.3.3.2适用：

适用于手动线、连续镀生产线等槽液量较小，电镀加热节能槽较多的场合。

1.3.3.3 间接加热工作原理图：

 

 

1.3.3.4工作逻辑

采用电镀热泵机组对储热水箱的水加热到80℃，由热水通过槽内的蛇形钛管加热槽液，每个加热槽上安装一个温控箱，通过温度控制器控制管路电磁阀的开关和自动定时开关。当温度低于设定温度时，电磁阀开启。当温度高于设定温度时，电磁阀关闭。

在空调型电镀热泵机组加热的同时，会产生大量的冷气，这部分的冷气可以送到车间上下挂区，提供新鲜的空气，在压缩机停止工作的时候，送往车间的是清新的自然风。在冬季环境温度较低时，则应关闭室内送风管道，打开风管旁通管道，把冷气送到室外。无论是经过冷气处理的冷风，还是自然风，都可以提高车间空气质量，给员工以舒适的工作环境。

1.4几种加热方式的综合对比表：

（网上数据，仅供参考）

1.5电镀热泵机组在电镀加热工艺中的优势：

1.5.1 全天候运行

适用于环境温度5℃以上的任何场合，不受天气变化的影响

1.5.2 高效节能

吸收空气中的热量，消耗1KW/h的电量，可产生2.5~7KW/h的热量

1.5.3 安全环保

采用间接加热方式，水电隔离，多种机组保护措施，无安全隐患。

采用环保工质，无任何排放物，是清洁生产重点推荐，政府补贴项目。

1.5.4 智能控制

机组采用智能微电脑控制系统，根据要求设定，自动运行，不需专人值守，节约管理成本，提

高工作效率。

1.5.5长久耐用

采用进口品牌高温专用压缩机，专利型换热技术，设备运行稳定，使用寿命可达15年。

1.5.6 安装维护方便

安装简单，不需要土建，不受环境限制，无需另设机房。

2 电镀冷热水机组

2.1应用概述：

在表面处理及电镀的工艺中，磷化、除油、粗化、镀镍、碱铜、焦铜等都需要一定的温度，需要加热；而硫酸铜、镀锌、镀锡、氧化等在生产过程中会产生大量的热量，需要降温。采用卓远冷热机组可在对镀镍等需加热工序供热的同时，对硫酸铜等需制冷工序制冷，一机两用，节约能源、减少投资和运行费用。

2.2解决方式：

2.2.1直接加热：采用不锈钢、纯钛换热管对槽液直接进行加热/制冷。

2.2.2间接加热：电镀冷热机组加热/制冷水，通过槽内蛇形钛管间接加热/制冷。

2.2.2.1间接加热解决方案分析：

（1）安装图：

（2）工作逻辑：

采用电镀冷热泵机组对储热水箱的水加热，对储冷水箱的水制冷，由储水箱的冷热水通过槽内的蛇形钛管对槽液加热、制冷，每个加热或制冷槽上安装一个温控箱，通过温度控制器控制管路电磁阀的开关或自动定时开关。

当温度低于设定温度时，电磁阀开启。

当温度高于设定温度时，电磁阀关闭。

在储冷水箱水温制冷到15℃的时候，机组自动转化成热泵加热模式；在储热水箱加热槽加热到80℃的时候，机组自动转化成制冷模式；机组在单制冷停止或单加热停止，而另一项未达设定温度时，机组仍正常运行，直到制冷和加热温度都达设定温度时，机组停车。

当达到任何一项启动温度时，机组启动，相对应的水泵工作。

3.应用案例分析

3.1设计概况

某工厂位于广东省，是一家电镀五金企业，有光镍槽液10000升需要加温到65℃左右，有3500升的酸铜槽3个需要降温到28℃左右。

3.2设计参数

（1）室外环境温度参数

年平均气温22℃；最低使用温度5℃。

（2）温度计算参数

镍槽热水温度65℃；酸铜冷水温度15℃。

3.3设计说明

由于电镀厂区的空气较差，带有酸碱成分，容易腐蚀风冷热泵的翅片换热器，故本系统拟采用卓远高温工业耐酸碱型冷热机组进行加热。

3.4加热设备的选型

拟采用1台清源卓远QY-10HCFS-E水冷耐酸碱冷热水机组对镀槽进行加热和制冷。

QY-10HCFS-E工业冷热水机组可实现单制冷、单加热、加热+制冷等三种模式的转化，不受缺省条件的限制。

3.5工作逻辑

1.加热：用QY-10HCFSE工业冷热水机组对镀镍槽进行持续加温到65℃。

2.冷却：用QY-10HCFSE工业冷热水机组对冷水储水箱进行冷却到15℃左右，然后由15℃左右的冷冻水冷却酸铜槽镀液。

说明：

在储水箱进行冷却到15℃的时候，机组自动转化成热泵加热模式；

在镀镍槽进行加温到65℃度的时候，机组自动转化成制冷模式。

3.6节能对比

（1）改造前的旧系统：

制冷采用10HP水冷冷水机，系统功率为9KW/h.

加热采用电热管3KW的8条，功率为24KW/h.

年耗电量：

制冷按每天工作10小时，年运行8个月计算：

9KW*10*240=21600KW

加热按每天工作10小时，年运行12个月计算：

24KW*10*360=103680KW

则年耗电量为：21600+103680=125280KW

（2）采用卓远电镀冷热水机组

由于制冷和加热单独用或同时的时候基本都是10KW

按每天工作10小时，年运行12个月计算：

则年耗电量为：10KW*10*360=36000KW

则年节约电量为：125280KW-36000KW=89280KW

按KW电量为0.8元，年节省费用71424元，则机组运行十个月即可收回成本。

4.结束语

以往使用的电加热和蒸汽加热时，由于加热管放在旁边或者角落，镀槽的加热温度不均匀，效果不太好，光亮剂使用也较多，而电镀热泵采用的是药水的循环加热，在槽内的各个点的温度都是接近的，温度均匀。

卓远电镀热泵和冷热机组由于可以错峰用电，晚上加热，白天保温，既能为加热制冷节能，又能提高产品品质，其竞争优势是非常明显的。作为一种成熟的产品，在广东、福建、浙江、江苏、湖南、湖北、广西、贵州等地区已有广泛的应用，效果良好。