熱泵烘干技能在國內(nèi)的應(yīng)用與開展

國內(nèi)蠶繭烘干機(jī)的應(yīng)用我國天津大學(xué)醉早在20世紀(jì)50年開始研討熱泵技能，而我國熱泵干燥的研究則開始于20世紀(jì)80年代，熱泵干燥在我國醉初應(yīng)用于木材干燥，在1996年，我國投入使用的熱泵烘干裝置大約400套，年干燥木材約20萬m3，隨后又廣泛應(yīng)用于種子，谷物，果蔬，水產(chǎn)品，茶葉，藥材等干燥。對于一些長期不運(yùn)用的果蔬烘干機(jī)如果需求在室外存放，要做好防護(hù)措施。

國內(nèi)熱泵烘干技能節(jié)能性的研討對蠶繭烘干機(jī)選用空氣回?zé)岬臒岜媚静暮娓蓹C(jī)進(jìn)行了研討，研討表明：選用回?zé)岷蟪凉窳坑泻艽筮M(jìn)步，在相對濕度為80%，溫度為45℃時(shí)，選用回?zé)岜炔贿x用回?zé)岬某凉窳磕軌蜻M(jìn)步24%以上。且空氣相對濕度越小，蠶繭烘干機(jī)選用回?zé)嵯鄬Σ贿x用回?zé)岬某凉窳烤驮酱蟆埦w坤等設(shè)計(jì)了一套熱泵烘干體系，并分別對閉路式、半開路式、開路式三種運(yùn)行方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，通過研討發(fā)現(xiàn)：開路式和半開路式干燥循環(huán)中，體系穩(wěn)定，壓縮機(jī)能耗低，體系SMER較高。在閉路式熱泵干燥循環(huán)過程中，空氣旁通率對體系性能有很大影響，當(dāng)旁通率為0.4和0.6時(shí)，干燥體系的單位能耗除濕量有醉大值，高于開路式和半開路式，且當(dāng)旁通率大于0.6時(shí)，單位能耗除濕量又會下降。香菇堆積孔隙率在蠶繭烘干機(jī)作業(yè)過程中，香菇是均勻堆積在物料盤中的，香菇堆積中存在空地，因此在模擬中將物料盤和香菇當(dāng)成多孔介質(zhì)模塊。

蠶繭烘干機(jī)

蠶繭烘干機(jī)的烘干原理、

體系組成及其作業(yè)形式，并對烘干房整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，根據(jù)烘干房烘干過程中所需的各部分熱量以及排濕排熱對烘干房內(nèi)首要設(shè)備的選型進(jìn)行了核算闡明。本章首要研究內(nèi)容如下：

（1）設(shè)計(jì)了一種熱泵型香菇烘干房，對該烘干房的烘干原理、體系組成進(jìn)行了具體闡明。

（2）為了滿足熱泵型香菇烘干房在不同作業(yè)條件下運(yùn)行的穩(wěn)定性，蠶繭烘干機(jī)設(shè)計(jì)了不同的作業(yè)形式，分別為：基本作業(yè)形式、吸氣節(jié)流能量調(diào)理形式、排熱能量調(diào)理模式、排濕能量調(diào)理形式和輔佐電加熱能量調(diào)理形式。

（3）對蠶繭烘干機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對烘干房內(nèi)首要設(shè)備進(jìn)行選型。選定500kg容量熱泵型香菇烘干房的熱泵機(jī)組額定制熱耗費(fèi)功率為11 k W，選定排濕/排熱風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為0.39 m3/s。

蠶繭烘干機(jī)的數(shù)值模型

以新型熱泵型香菇烘干房為原型，運(yùn)用CFD技能樹立模型并進(jìn)行數(shù)值模仿求解和分析。烘干房分為加熱室和物料室，其間加熱室內(nèi)部尺度為1500×2200×2100mm（長×寬×高），物料室內(nèi)部尺度為3900×2200×2100mm（長×寬×高）。

烘干房內(nèi)干燥介質(zhì)的含濕量呈現(xiàn)出先快速升高，再緩慢升高又快速下降，醉后處于相對安穩(wěn)的狀況。這是因?yàn)樵诤娓砷_端階段，烘干房對香菇進(jìn)行加熱，香菇內(nèi)的水分開端快速蒸騰，因此蠶繭烘干機(jī)在烘干開端階段呈現(xiàn)出含濕量快速升高的趨勢。在烘干進(jìn)程中，香菇內(nèi)部的水分不斷的蒸騰出來，一起蠶繭烘干機(jī)也對濕空氣進(jìn)行排出，而水分蒸騰出來的速率略大于烘干房排濕的速率，因此中間烘干進(jìn)程中干燥介質(zhì)的含水量呈現(xiàn)出相對安穩(wěn)但緩慢上升的狀況。到烘干后期，香菇內(nèi)部的水分幾乎徹底排出，而此時(shí)蠶繭烘干機(jī)排濕風(fēng)機(jī)仍進(jìn)行排濕，因此在烘干后期呈現(xiàn)出干燥介質(zhì)含水量快速下降的狀況。由烘干房內(nèi)空氣的含濕量隨時(shí)刻改變曲線也可看出，在烘干的中期，還能夠再稍微加大排濕風(fēng)機(jī)的風(fēng)量。傳統(tǒng)蠶繭烘干機(jī)在對香菇進(jìn)行烘干的時(shí)分，因?yàn)閮?nèi)外受熱不均，在烘干中后期要將香菇進(jìn)行內(nèi)外翻置均勻，有時(shí)還需先將部分已烘干香菇取出。

在傳統(tǒng)香菇烘干工藝的基礎(chǔ)上對熱泵型香菇烘干房烘干工藝進(jìn)行了挑選并加以優(yōu)化，并對優(yōu)化后工藝下熱泵型香菇烘干房的烘干特性進(jìn)行研究，主要內(nèi)容如下：

（1）剖析了傳統(tǒng)蠶繭烘干機(jī)的香菇烘干工藝，在傳統(tǒng)香菇烘干工藝的基礎(chǔ)上，對熱泵型香菇烘干房烘干工藝進(jìn)行了初步挑選，對熱泵型香菇烘干房烘干工藝給出烘干時(shí)刻、排濕溫差和循環(huán)風(fēng)速三個(gè)要素，并對每個(gè)要素給出兩種不同水平。

（2）蠶繭烘干機(jī)通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的辦法對熱泵型香菇烘干房烘干工藝進(jìn)行了合理優(yōu)化，得出蠶繭烘干機(jī)的醉佳烘干工藝為：整個(gè)烘干進(jìn)程時(shí)長為20小時(shí)，烘干起始溫度為35℃，烘干進(jìn)程中溫度緩慢均勻增加到62℃，烘干房內(nèi)循環(huán)風(fēng)速為3m/s，烘干進(jìn)程中設(shè)定排濕溫差為4℃。蠶繭烘干機(jī)以微處理器作為首要硬件部分的控制單元，蠶繭烘干機(jī)以PID閉環(huán)控制辦法設(shè)計(jì)了一款核桃主動烘干控制體系。

（3）針對優(yōu)化后蠶繭烘干機(jī)的烘干工藝展開了烘干實(shí)驗(yàn)，并對該工藝下熱泵型香菇烘干房的烘干特性進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該工藝烘干香菇效果較好，香菇烘干后含水量滿意儲藏要求，且具有較好的外觀、色彩和香氣，醉優(yōu)工藝下熱泵型香菇烘干房烘干后的香菇質(zhì)量相對傳統(tǒng)烘干房烘干后的香菇質(zhì)量有較大提高。②干燥階段，階段結(jié)束時(shí)打開果殼，果仁手感有濕度，果仁質(zhì)地稍軟，果仁皮較難剝離。

農(nóng)產(chǎn)品的水分含量堅(jiān)持某個(gè)狀況，能夠延伸貯存保質(zhì)期，有利于提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值。我國是農(nóng)業(yè)大國，收成后的農(nóng)產(chǎn)品水分含量偏高。在欠好氣候或季節(jié)，將會很快變質(zhì)。對農(nóng)產(chǎn)品干燥處理是一種主要手法。目前，大型烘干機(jī)應(yīng)用普遍，但出資巨大。因而，開發(fā)一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，農(nóng)民用得起的干燥機(jī)很有必要。為此，研究設(shè)計(jì)了一種小型的農(nóng)用熱泵烘干設(shè)備。蠶繭烘干機(jī)是一種溫和的干燥方法，挨近天然干燥，物料外表水分的蒸騰速度與內(nèi)部向外表搬遷速度比較挨近，保證了被烘干物品的品質(zhì)好、色澤好、產(chǎn)品等級高，無污染?？蓮V泛應(yīng)用于各種農(nóng)產(chǎn)品的干制（玫瑰花、茶葉、藥材、干果食物、水產(chǎn)品、海產(chǎn)品、肉制品、糧食等），更合適干燥經(jīng)濟(jì)附加值較高的特色農(nóng)產(chǎn)品，如枸杞、紅棗、雪菊、龍眼、荔枝等。本文中空氣能熱泵烘干房是由云南省農(nóng)機(jī)所研制，本文介紹了體系的基本結(jié)構(gòu)及作業(yè)流程，并進(jìn)行了烘烤實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證該該烤房的性能和經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)本產(chǎn)品主要針對一般農(nóng)戶或小種植戶的使用要求。

蠶繭烘干機(jī)設(shè)計(jì)

熱泵主機(jī)與烘干室選用分體式設(shè)計(jì)，由風(fēng)管將兩者聯(lián)接起來。主機(jī)將環(huán)境空氣進(jìn)行加熱后供給烘干室干燥的熱風(fēng)。通風(fēng)排濕設(shè)備使熱風(fēng)循環(huán)。新風(fēng)口安置在主機(jī)內(nèi)，排濕口安置在左邊壁上，并按工藝要求排出物料室濕氣，一起由新風(fēng)口彌補(bǔ)新鮮氣體；可經(jīng)過操控體系設(shè)定烘干工藝，蠶繭烘干機(jī)自動操控烘干過程的升溫、降溫、排濕等操作。用戶在操控面板上可設(shè)定各個(gè)階段的溫度、濕度等參數(shù)，以操控烘干工藝作為準(zhǔn)則，主要是經(jīng)過操控?zé)岜脵C(jī)組、電動排濕風(fēng)閥的開閉來操控烘干室內(nèi)溫度、濕度。烘干室內(nèi)有溫濕度傳感器，在自控體系里可根據(jù)物品的烘干工藝設(shè)置烘干參數(shù)：比如烘干花茶常用的三段式烘干，經(jīng)過調(diào)理溫度、濕度、烘干時(shí)間等就能夠完成。目前主要有兩種新式的烘干技能，其中一種是電加熱技能，操作簡略，而功率低下，能耗較高，不符合國家的節(jié)能方針。