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淺談熱泵幹燥的前景及注意事項
2016-05-20  來源:互聯網轉載    發布者:小A

熱泵技術是世界上70年代末80年代初發展起來的一項高新技術。熱泵幹燥的其本原理是利用一定量的低溫熱源通過熱泵係統來獲得較高溫度、可供使用的熱能。熱泵與常規的幹燥設備一起組成的係統稱為熱泵幹燥機或除濕幹燥機。

熱泵幹燥設備依據其工作方式的差別可分為除濕型和排溫型兩類產品,兩者的差別在於熱泵的熱源側及幹燥室除濕的方式不同,除濕型機組熱源來自幹燥室的高溫高濕空氣,而排濕型機組的熱源來自幹燥室外空氣。(左圖為除濕型設備,右圖為排濕型設備。)

隨著國家對能源及環保的重視,熱泵幹燥作為一項較新的幹燥技術,由於其高效節能,成本相對較低,對環境無汙染,可實現幹燥介質的溫度、濕度、氣流速度等準確獨立的控製,提高幹燥質量等優勢,已廣泛應用於木材幹燥、食品加工、蔬菜脫水、藥物及生物製品的滅菌和幹燥、汙泥處理、化工原料和肥料幹燥等領域。未來市場將會有廣闊的前景。

雖然熱泵技術得到了發展,但由於幹燥熱泵工作的特殊性,在產品選型及應用中要注意以下事項:

1)跟據不同的使用條件選用除濕型或排濕型的產品

除濕型產品的低溫熱源來自於幹燥室的濕空氣,理論上不受大氣環境的影響,但在實際應用中,如果在西北低溫低濕季節烘幹果蔬時,由於果蔬含水量低且開機時環境空氣低濕低溫,會出現升溫慢或節能效果差的現象,故在此類地區不適合選除濕型產品。

排濕型產品的低溫熱源來自於大氣,產品的應用要受環境製約,不適合高濕條件下或低溫環境下使用。在環境溫度5度以上,相對濕度在50%以下的地區優為適用。

2)除濕型產品要選用高幹燥性能曲線的產品

如圖1,除濕型產品幹燥原理是把經過蒸發器1的高溫高濕空氣A等濕降溫到露點。然後繼續降溫析出水分達到除水;從蒸發器出來低溫飽和濕空氣B再經過冷凝器2等濕加熱,變為高溫低濕、具有幹燥能力的濕空氣C;濕空氣C進入幹燥倉帶走待幹燥物料的水分,變為濕空氣A再次進入蒸發器,完成一次循環。

在於燥過程有兩個很重要的環節,決定著幹燥是否實現和再續:①經過蒸發器的濕空氣等濕降溫到露點析出水分;②低溫飽和濕空氣經過冷凝器等濕加熱,變為高溫低濕、具有幹燥能力的濕空氣。

如果經過蒸發器後的濕空氣的溫度不能降到露點以下就不能除水,熱泵幹燥效率為零。若經過蒸發器後的飽和濕空氣沒有冷凝器的等濕加熱是不具備載濕能力,同樣不能實現幹燥目的。如何評價熱泵幹燥機的性能,吳耀森、李浩權提出了幹燥性能曲線。

幹燥性能曲線體現一台熱泵幹燥設備的幹燥限和幹燥效果。以幹燥性能曲線為臨界線,當濕空氣的狀態處於幹燥性能曲線以上,熱泵幹燥設備對其不具有幹燥效果的同時,反而降低該濕空氣的載濕能力:對狀態處於曲線以下的濕空氣才能實現幹燥。把性能曲線上的狀態點稱為熱泵幹燥設備的幹燥限,可以實現幹燥的濕空氣範圍(飽和濕空氣線和幹燥性能曲線之間)稱為熱泵幹燥設備的可幹燥區。

幹燥性能曲線由△h決定,△h體現設備的幹燥效果。而影響△h的參數主要是製冷量、風量和濕空氣密度。製冷量受蒸發器麵積、冷凝麵積、蒸發溫度和冷凝溫度影響,但對於一定的外界條件和幹燥倉內濕空氣的狀態,製冷量相對穩定;濕空氣密度更是主要取決於溫度和相對濕度:風量主要取決於風機的選擇。風量與△h成反比。在符合幹燥要求的前提下減少風量可以提高幹燥性能曲線,改善幹燥效果和幹燥能力。減少風量雖然可以提高性能曲線,但有可能造成除水量不足。製冷量與性能曲線的高低成正比,在允許的範圍內盡量提高製冷量。

 

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