熱泵干燥機

高溫?zé)岜煤娓蓹C組，主要有翅片式蒸發(fā)器(外機)、壓縮機、翅片冷凝器(內(nèi)機)和膨脹閥四部分組成，通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)(吸取室外環(huán)境中的熱量)→壓縮→冷凝(在室內(nèi)烘干房中放出熱量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將外部低溫環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到烘干房中，冷媒在壓縮機的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。它在壓縮機內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程(溫度高達100℃)，它進入內(nèi)機釋放出高溫?zé)崃考訜岷娓煞績?nèi)空氣，同時自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當(dāng)它運行到外機后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時溫度可下降至-20℃~-30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將熱量傳遞給冷媒。 高溫?zé)岜煤娓蓹C組在工作時，與普通的空調(diào)以及熱泵機組一樣，在蒸發(fā)器中吸收低溫環(huán)境介質(zhì)中的能量QA:它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB:通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中時行放熱QC，QC=QA+QB，因此高溫?zé)岜煤娓蓹C組的效率為(QB+QC)/QB，而其他加熱設(shè)備的加熱效率都小于1,因此高溫?zé)岜煤娓蓹C組加熱效率遠大于其他加熱設(shè)備的效率，可以看出，采用高溫?zé)岜煤娓蓹C組作為烘干裝置可以節(jié)省能源,同時還降低CO2等污染物的排放量，實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。

物料烘干過程是一個巨大的耗能過程，據(jù)統(tǒng)計，在大多數(shù)發(fā)達國家里用于烘干所消耗的能量占全國總能耗的7%-15%，而熱效率僅為25%-50%，并且大部分烘干過程特別是對熱敏性物料(例如食品和生物物料)都會對其色澤、營養(yǎng)、風(fēng)味和組織產(chǎn)生影響。熱泵烘干技術(shù)具有能源消耗少，環(huán)境污染小、烘干品質(zhì)高、適用范圍廣等優(yōu)點，其優(yōu)異的節(jié)能效果已被國內(nèi)外的各種試驗研究所證明。

其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。

1、可實現(xiàn)低溫空氣封閉循環(huán)干燥，物料干燥質(zhì)量好。通過控制裝置的工況，使干燥室的熱干空氣的溫度在20~80℃之間，可滿足大多數(shù)熱敏物料的高質(zhì)量干燥要求;干燥介質(zhì)的封閉循環(huán)，可避免與外界氣體交換所可能對物料帶來的雜質(zhì)污染，這對食品、藥品或生物制品尤其重要。此外，當(dāng)物料對空氣中的氧氣敏感(易氧化或燃燒爆炸)時，還可采用惰性介質(zhì)代替空氣作為干燥介質(zhì)，實現(xiàn)無氧干燥。

2、高效節(jié)能。熱泵烘干機中加熱空氣的熱量主要來自回收干燥室排出的溫濕空氣中所含的顯熱和潛熱，需要輸入的能量只有熱泵壓縮機的耗功，而熱泵又有消耗少量功即可制取大量熱量的優(yōu)勢，因此熱泵干燥裝置SMER(消耗單位能量所除去濕物料中的水分量)通常為1.0~4.0kg/kWh，而傳統(tǒng)對流干燥器的SMER值約為0.2~0.6kg/kWh。

3、溫度、濕度調(diào)控方便。當(dāng)物料對進干燥室空氣的溫度、濕度均有較高要求時(如木材等)，可通過調(diào)整蒸發(fā)器、冷凝器中工質(zhì)的蒸發(fā)溫度、冷凝溫度，滿足物料對質(zhì)構(gòu)、外觀等方面的要求。

4、可回收物料中的有用易揮發(fā)成分。某些物料含有用易揮發(fā)性成分(如香味及其它易揮發(fā)成分)，利用熱泵干燥時，在干燥室內(nèi)，易揮發(fā)性成分和水分一同氣化進入空氣，含易揮發(fā)性成分的空氣經(jīng)過蒸發(fā)器被冷卻時，其中的易揮發(fā)性成分也被液化，隨凝結(jié)水一同排出，收集含易揮發(fā)性成分的凝結(jié)水，并用適當(dāng)?shù)姆椒▽⒂杏靡讚]發(fā)性成分分離出即可。

5、環(huán)境友好。熱泵干燥裝置中干燥介質(zhì)在其中封閉循環(huán)，沒有物料粉塵、揮發(fā)性物質(zhì)及異味隨干燥廢氣向環(huán)境排放而帶來的污染;干燥室排氣中的余熱直接被熱泵回收來加熱冷干空氣，沒有機組對環(huán)境的熱污染。

6、可實現(xiàn)多功能。熱泵干燥裝置中的熱泵同時也具有制冷功能，可在干燥任務(wù)較少的季節(jié)，利用制冷功能實現(xiàn)多種物料的低溫加工(如速凍、冷藏)或保鮮，也可拓展熱泵的制熱功能在寒冷季節(jié)為種植(如溫室)或養(yǎng)殖場所供熱。

7、熱泵烘干機的適用物料廣泛。適宜采用干燥的物料主要為干燥過程耐受溫度在20~80℃之間的一大類物料，或雖然物料可耐受溫度較高、但利用熱泵干燥較節(jié)能或安全的物料。已研究和應(yīng)用較多的物料如木材(如橡木)、谷物、種子、食用菌(如蘑菇、木耳)、藥材(如人參等)、海產(chǎn)品(如鮮蠔、扇貝等)、生物活性制品(如細(xì)胞、酶)、茶葉、紙張等。

8、與其它低溫(進干燥室空氣溫度<40℃)干燥裝置(如微波干燥、真空干燥、冷凍干燥)相比，由于設(shè)備初投資小，運行費用低，熱泵烘干機裝置具有明顯的經(jīng)濟性。熱泵干燥裝置的設(shè)備成本主要是熱泵部分和干燥室部分，其中干燥室部分與普通對流干燥室要求相同，無特別的氣密性和承壓性要求。

9、與普通干燥裝置(進干燥室空氣溫度>40℃)相比，由于熱泵烘干機初投資一般高于空氣電加熱裝置、燃?xì)饣蛉济簾犸L(fēng)爐，因此干燥裝置的初投資一般高于普通干燥裝置，熱泵烘干機干燥裝置的能源效率高，運行費用低，其綜合經(jīng)濟性仍有一定優(yōu)勢。