闭式热泵干燥介质温湿度演化及对能耗的影响

目的:解析闭式热泵干燥过程中物料脱水、干燥介质温湿度与耗能间的交互作用。方法:在60℃、10%RH的控制参数下,通过试验确定物料脱水特性、干燥介质温湿度演化及系统组件耗能。结果:干燥前期物料脱水速率较快,干燥1.5 h后物料脱除了整个干燥过程96%的水分;该阶段空气介质的相对湿度维持在24%以上,水分经蒸发器表面快速冷凝并排出,除湿能耗比最高可达1.03 kg/kW;热泵机组是干燥过程的主要耗能部件,其功耗随干燥介质温度的升高而升高;受干燥介质相对湿度降低和外部循环排热的影响,除湿能耗比在干燥后期迅速下降,在2 h后仅为0.004 kg/kW。结论:热泵干燥的能量利用与介质温湿度有密切关系,在物料含水率较高时干燥具有高除湿能耗比,而在干燥后期会随介质相对湿度值迅速下降;恒定的温湿度控制方法不利于闭式热泵系统在干燥后期的节能。

基于湿日数的除湿工况划分及节能分析

给出了以舒适和节能为目标的空调除湿工况的划分原则,提出了湿日数的概念和湿日数基准含湿量的确定方法。以杭州市和全国五大气候区的典型城市为例,分析了在不同舒适级别下划分除湿工况后湿日数的差别及节能效果。

带回热器的热泵烤烟除湿系统性能

为了增强热泵烤烟冷凝除湿的除湿量和余热回收能力,在蒸发器前安装重力热管回热器,对循环空气进行预冷和预加热,测试分析了除湿能耗比和预热后的温度,并改变空气特性分析其对除湿量的影响。结果表明,在烤烟的3个阶段对应降低除湿能耗比为13.24%~54.73%,平均提高预热温度4.05℃,并发现当增大进口干球温度、相对湿度时除湿量增加,而增大风速除湿量先增大后减小,故各阶段应选择合适的风速。

热虹吸管换热器应用于除湿系统的节能性分析

对加装热虹吸管换热器的除湿机与普通除湿机的性能进行了对比试验研究,并以环境温度27℃,空气相对湿度60%工况为例,对比分析了系统除湿性能及节能性.实验结果表明,不同雷诺数条件下,与普通除湿机相比,加装热虹吸管换热器的除湿机除湿量可提高至少24%,除湿能耗比降低至少20%,析湿系数提高30%以上,能量利用率提高至少4.3倍.结果表明,加装热虹吸管换热器的除湿机具有更高的除湿性能且节能效果显著.然后,进一步分析了加装热虹吸管换热器的除湿系统除湿量、雷诺数与能量利用率之间的关系.最后,拟合得到了三者的试验关联式.

转轮除湿干燥技术研究进展

转轮除湿干燥技术可以显著缩短产品干燥时间,实现低温快速干燥,但当前转轮除湿存在干燥能耗大,结构不合理等问题。从除湿能量循环利用、吸附材料组合、数学模型建立、再生能源利用与模式分析、系统配置优化、干燥工艺探究及试验测试和操作优化等角度简述国内外转轮除湿干燥技术研究进展。分析表明:目前转轮除湿干燥缺乏对除湿能耗综合分析与结构优化的深入研究。未来转轮除湿技术在产品干燥中应继续着力降低干燥能耗,通过建立适宜工况的干燥介质循环;探索新型再生技术;研发筛选新型复合除湿剂;完善除湿模型实现热质的高效传递与精准模拟等手段进一步降低干燥能耗,为农产品的快速节能干燥技术装备研发提供参考。

制冷系统循环风量对热泵干燥除湿性能的影响

热泵干燥技术因节能、环保等特点而广泛应用于木材干燥等领域,但在干燥室内湿空气相对湿度不高时,热泵干燥系统的除湿性能较差,因此通过变频器调节制冷系统循环风量,研究木材干燥过程中,不同干燥阶段循环风量对热泵干燥除湿性能的影响。结果表明:降低制冷系统循环风量可以提高系统的除湿性能。在木材干燥不同阶段,均存在一个频率值,使系统的除湿量、除湿能耗比和除湿制热性能系数达到最大值,但三者的最大值并不是都在同一个频率值下出现。随着干燥的进行,干燥室内湿空气温度升高,相对湿度降低,系统的除湿量、除湿能耗比和除湿制热性能系数随之降低;系统的除湿量、除湿能耗比和除湿制热性能系数达到最大值的频率也随之降低。

相变材料应用于热泵干燥的实验研究

加快干燥除湿速度 ,缩短干燥时间 ,节约干燥能耗 ,一直是干燥研究的重要课题。相变材料能将低品位热能储存起来 ,在需要的时候释放出来。本文探讨了相变材料储热与放热应用于热泵干燥的潜力 ,并进行了实验研究。结果表明 :相变材料应用于热泵干燥具有明显的节能效果 ,当干燥温度为 4 5℃ ,在干燥物料的平均质量百分比为 2 4 5 %时 ,放置相变材料 ,干燥节能 2 1 9% ;当干燥温度为 5 0℃ ,在干燥物料的平均质量百分比为 35 5 %时 ,放置相变材料 ,干燥节能 36 5 %。

水产品热泵干燥装置性能参数的理论分析

为了降低水产品干燥加工能耗,该文以能源效率和除湿能耗比为指标,对热泵干燥装置性能参数的影响因素进行了分析。根据水产品干燥特性和亚热带地区气候特点,首先对开式热泵干燥系统和闭式热泵干燥系统的能源效率进行了比较;然后以闭式热泵干燥装置为例,对其除湿能耗比的影响因素进行了分析。结果表明,闭式热泵干燥装置的能源效率为2.52,而开式热泵干燥装置的能源效率为2.39,两者相差不大;蒸发温度和冷凝温度对热泵干燥系统的除湿能耗比均有明显的影响,其中蒸发温度的影响尤为显著;为了提高除湿能耗比,可提高蒸发温度和降低冷凝温度。

多功能变工况热泵干燥装置的设计分析

设计了可同时实现开式、闭式和半开式干燥介质循环,可在干燥过程中转换工艺、调节工况的热泵干燥装置,以热泵工质R134a为例进行了1匹热泵干燥装置的设计计算,就同一装置在变工况下的性能进行理论分析。结果表明,蒸发温度的提高可有效提高装置的性能及除湿能耗比,冷凝温度的降低可使装置的COP值升高,除湿能耗比下降。

海带结热泵干燥特性及数学模型研究

采用双蒸发器常闭式热泵干燥技术,以海带结为物料,试验研究其在不同设定干燥温度(35,40,45,50℃)和装载密度(8.29,32.29,42.71 kg·m^-3)条件下的干燥特性及水分比变化规律,并对试验数据进行拟合,得到其干燥数学模型.结果表明:干燥温度为35~50℃时,随着设定干燥温度的提高,单位除湿能耗比先增加后减少,而干燥时间先减少后增加;装载密度为8.29~42.71 kg·m^-3时,装载密度越大,干燥时间越长,单位除湿能耗比越大;在试验条件范围内,设定干燥温度为45℃、装载密度为32.29 kg·m^-3,是海带结最佳干燥工艺参数,此时单位除湿能耗比为1.625 kg·(kW·h)^-1,干燥时间为260 min,Page模型的预测值与试验结果基本吻合,可用其预测海带结热泵干燥特性及水分比随时间的变化规律.

内加热式热泵干燥装置的设计

内加热式热泵干燥装置通过导热加热方式提供物料中水分气化所需热能,可获得较高的能源效率和除湿能耗比。在介绍内加热式热泵干燥装置基本结构和工作过程的基础上,给出了其物料衡算、能量衡算和主要部件选型参数的计算公式,为内加热式热泵干燥装置的设计提供了较好的参考。

两级压缩热泵干燥装置制冷剂的优选及性能研究

通过优选两级压缩热泵系统的制冷剂,提高物料的干燥速率,给出优选的原则以及适合的高温制冷剂;并基于木材的两级压缩热泵干燥装置研究了旁通率对除湿量的影响,同时又根据不同蒸发温度下,物料的除湿量和除湿能耗比进行了分析研究,给出了其中的运行规律,以提高能量利用率。

燃气热泵干燥装置性能理论分析

以燃气热泵干燥装置为研究对象,建立其干燥数学模型,分析了不同干燥空气温度条件下,燃气热泵干燥装置的COP,SMER,除湿费用和CO2排放量的变化情况,并与电动热泵干燥装置进行了比较。研究表明,燃气热泵干燥装置在高温干燥时的SMER比电动热泵干燥装置高65%,除湿费用和CO2排放量分别只有电动热泵干燥装置的60%和17%,具有更好的经济性能和环保性能。

太阳能-空气源热泵联合干燥系统设计及干燥枸杞的实验研究

为缩短枸杞干燥时间,提高干制枸杞的质量,减少能源消耗,本文提出了一种新型太阳能–空气源热泵联合干燥系统。该系统主要由太阳能集热器和空气源热泵机组等设备组成,可以实现太阳能单独干燥、热泵单独干燥和太阳能–空气源热泵联合干燥三种工作模式。本文根据枸杞的干燥特性,分段设定最佳的干燥温度,进行了热泵单独运行和太阳能–热泵联合运行两种工作模式下干燥枸杞的对比实验。结果表明,干燥50 kg枸杞,太阳能–热泵联合运行比热泵单独运行节省了2.9 k W·h电能,若同时除去系统本身的耗能,节省的电能占热泵单独运行耗电量的29.5%。同时,与太阳能单独干燥相比,太阳能–热泵联合干燥具有较高的除湿能耗比,两者最大差值为0.71 kg/(k W·h)。本文提出的太阳能–热泵联合干燥系统具有提高干燥产品的品质、缩短干燥时间和节约干燥成本等优点,适宜推广。

苹果片热泵干燥的实验研究

为了降低苹果片干燥加工能耗,本文提出新的苹果片热泵干燥系统优化方案。通过对热泵干燥系统和热风干燥系统的干燥空气温度、湿度、空气流速等相关参数的测量,以能源效率和除湿能耗比为指标,将两种干燥系统中干燥苹果片的热力学性能进行对比分析。分析结果表明,当空气流速为2.5m/s,干燥温度分别为50℃和55℃时,计算出热泵干燥系统的有效水分扩散系数为8.6×10^(-9)~1.5×10^(-8) m^2/s,单位除湿能耗比为1.23kg/kW·h,热风干燥系统的有效水分扩散系数为9.7×10^(-10)~3.0×10^(-9) m^2/s,单位除湿能耗比为0.24kg/kW·h。说明热泵干燥系统比热风的干燥系统干燥时间缩减了30%,且热泵干燥系统的干燥速率和水分扩散率高于热风干燥系统。该研究为苹果片热泵干燥加工提供了理论依据。

热式热泵干燥装置的设计分析

热泵干燥装置与传统烘干装置(燃煤、电加热等)相比更加节能环保,适应更多烘干工艺的要求。设计了加回热器闭式热泵干燥装置,并以花椒为干燥对象进行设计计算,并与普通热泵干燥装置进行对比分析。结果表明,增加回热循环的热泵干燥装置比普通节能30%以上。

隧道式食品热泵干燥系统动态特性研究

为了研究隧道式食品热泵干燥系统的热力学性能,对含糖75%、干基含水率1.01 kg/(kg干空气)的山楂饼热泵干燥系统的动态特性进行了测试,分析了干燥空气温度、相对湿度和空气流速等参数。结果表明:干燥室空气送风温度最高超过65℃,对应相对湿度不高于10%,平均送风风速大于2 m/s,干燥时间为120~130 min,整套系统的性能系数(COPw)在3.35~3.54之间,热泵系统的性能系数(COPhp)在4.06~4.12之间,除湿能耗比(SMER)在0.83~1.02 kg/(kW·h)之间。

悬索桥主缆用复合除湿系统性能分析

对悬索桥主缆用复合除湿系统进行了数值研究,分析了蒸发温度和再生温度对系统性能的影响,计算了夏季工况下的运行能耗。结果表明:蒸发温度与除湿能耗比(SMER)存在优化关系。进风工况35℃,85%,蒸发温度22℃时,SMER达到最大值2.12 kg/(kW·h),应控制系统的蒸发温度为22℃。提高再生温度可以增加除湿量,但会导致SMER降低。复合除湿系统夏季平均运行能耗为3902.7 kW·h,与悬索桥传统转轮除湿系统相比,节能率为70%,具有良好的节能潜力和应用前景。

热泵干燥系统的空气旁通率的遗传算法优化

首先介绍了适用于干燥领域的热泵干燥系统,空气的旁通率影响着干燥系统的有效性与经济性。综合考虑系统除湿效果和热泵机组运转能耗,推导出了系统除湿时的优化模型。以某一具体问题为例,采用遗传算法对热泵干燥系统除湿比能耗进行了优化,得出了空气最佳旁通率及其运行情况,对热泵干燥系统的设计、运行具有一定的指导作用。

闭式热泵干燥系统适用工质的理论研究

对闭式热泵干燥系统分别以R22、R134a、R410a和R407c为工质进行性能分析,在不同冷凝温度、蒸发温度、旁通率、干燥室空气入口温度、过冷度、过热度、干燥室空气入口相对湿度条件下,以除湿能耗量(SMER)、热泵性能系数(COP)作为系统性能评价指标,进行对比研究。结果表明:该系统采用R22工质时,性能最好,R134a可作为R22用于该系统的相对最佳替代物。