干燥设备报道:热泵干燥技术的实践与应用展望

  • 2021-07-18 18:11:17
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黔寨予蔡撒求者,葬礴身逾窟魂堂战剑峰东北林业大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨摘要介绍了热泵干燥H卫D系统的工作原理,列出了的优点与局限,讨论了木材的于工业应用实例,给出了H甲D的*新发展动态。

从工业应用潜力方面,探讨了一些新的H甲D联合技术,如高频与红外辐射辅助H甲D技术。

关键词热回收质量热泵干燥机联合热泵干燥系统中图分类号仆文献标识码文章编号一冲一几幻理而前言热泵是利用一定量的低温热能来获得较高温度可供利用热能的热力系统。

应用在干燥领域的热泵系统称为热泵干燥机或除湿干燥机。

热泵干燥机理主要涉及多孔性物质内的热量与水分的组合传导现象。

热泵干燥技术在许多工业生产中(如化学工业造纸木材工业纺织制药等)得到了广泛的应用。

目前,世界范围内热泵装置年销售量达一3套,年,在我国投产的热泵干燥设备有套,年干燥木万m本文主要探讨的是将热泵用于干燥过程的具有节能特色的干燥系统。

热泵,在干燥领域应用的基本上都是这类热泵。

图为一安装有热泵系统干燥机的简易工作示意图。

干热空气由处进人干燥机室体后带走被干燥物体的水分,在处湿热空气被导人除湿机的蒸发器。

蒸发器有两类系统一类是直接膨胀型,制冷剂由液体转变为气态冷却排除热湿空气内的水分另一类是冷冻水系统,其控制冷冻水的流动来冷却并排除水分。

在由处至处的除湿过程中,热湿空冷凝器热泵干燥机的工作原理热泵种类很多,按工作原理可分为压缩式吸收式半导体式和化学式等,目前应用*广的是压缩式收稿日期岌刃2一仍干操机燕发器空气路径一制冷剂路径分水图热泵干澡系统工作简圈3魏第卷年第期韭鬓鹭夔颤摹获咖业视耐与亦兀溉邑气首先冷却至露点,再进一步冷却使水分从空气中凝结出。

蒸发器吸收汽化潜热后,制冷剂沸腾并膨胀,回收的热量被传至冷凝器,其冷却并经除湿的空气在冷凝器处吸收热量后,由处移动至处,干热空气进人干燥机室体内提高温度并吸收水分,至此,完成了一个工作循环。

可采用能耗系数(来定义热泵的能量利用效率,可由下式描述影响环境在多数热泵干燥机中,消耗臭氧的的使用引起了环保工作者的极大关注。

然而目前的方向是转向使用环境友好的和天然的制冷剂(如氨和水可弥补热泵干燥机的这点不足。

二有效热量输出能量输人用于确定干燥机工作效率的主要参数是单位能耗水分排除量(s M制冷剂泄露由于采用了加压系统,若管路发生开裂则制冷剂会泄露到环境中。

一旦发生泄露,热泵循环系统的压力明显下降,干燥机的工况将受到影响。

投资成本较高水分蒸发量干燥机消耗的能量与其它类型干燥机相比,热泵干燥机的初期投资成本较高。

热泵干燥技术的优点节能效率高热泵干燥机的主要优势是可提高能量的利用率。

离开干燥机室体的热湿空气内含有相当数量的热能,在通过蒸发器时部分热能得到回收,进人热泵循环系统,回收的热能可减少排除单位质量水分所消耗的能维护要求较高热泵干燥机的压缩机制冷剂过滤器热交换器等装置均要求定期进行维护检修,以保证干燥机处于优良的工作状态。

制冷剂发生泄露时应及时补充或更换,否则热泵循环系统将受到较大影响。

主能准确控制干燥介质热泵干燥机可实现干燥介质的温度湿度气流速度的准确与独立的控制,有利于热敏性物质的干燥,提高干燥产品质量。

干燥质量好用于实体木材干燥的热泵干燥机与常规干燥方法相比,特别是主要考虑在质量因子的条件下,木材热泵干燥是一种高效低成本的干燥技术。

与常规的蒸汽干燥室相比,木材热泵干燥机可在更低的运转温度下保持更高的相对湿度,在增加除湿量的条件卞,热泵干燥机的节能效应更加明显。

图为木材干燥专用的热泵干燥机生产工艺简图。

干燥机安装有新型在线传感器和先进的控制装置,通过准确调节热泵干燥机的蒸发器与冷凝器的温度,可实现干燥质量的实时控制。

该特点对于制造高质量高终端的产品是极其重要的。

干燥室提高产量降低运转成本热泵干燥机可以连续运转,不但使生产过程冷连续进行,而且通过降低设备运转成本及提高产品的生产量,可弥补设备初期投资高的不足。

压缩机叮尹毕咚云图用于木材干燥的热泵干燥机生产工艺简图热泵干燥机的缺点年第期第卷咖业面耐翱袍把爵颧嚎羲赢联合热泵干燥机热泵干燥是一种对流干燥过程,在热泵干燥系统中采用高频电磁波或红外线加热源作为辅助的加热干燥方式可以提高干燥速度,同时减少热泵系统本身的热负载量。

在常规系统中采用补充热源的方法,可降低能量消耗,提高干燥质量,加快厚物料内吸附水分的快速迁移。

红外线辅助热泵干燥系统红外线干燥通过辐射传热方式加快干燥进程,可明显缩短干燥周期,红外辐射能由辐射加热元将热量传递给物料表面,基本不加热周围空气。

红外干燥技术有以下优点传热系数高。

②易于将辐射加热源引导至干燥物料表面。

③反应时间短,易于实现快速的过程控制。

④在现有的热泵干燥机内易于安装红外加热系统,设备投资额不高。。6 2高频辅助热泵干燥系统可以采用将高频()加热与热泵干燥系统组合应用的方法,来克服常规热空气对流干燥过程(特别是在减速阶段时)传热效率低的局限。

高频电磁波通过物体内偶极子旋转摩擦生热与热传导的组合机制实现湿物体均匀升温,从而加快干燥进程。

典型的高频辅助热泵干燥机由一个安装有高频发生器的蒸汽压缩热泵系统组成,高频发生器可在干燥过程各阶段将高频能量传递给干燥物体。

高频辅助热泵干燥技术的特点是①高频加热辅助干燥可改善产品色泽,特别适于易受表面颜色变化影响的物料。

②高频辅助干燥可减小干燥过程中材料沿厚度收缩不均而产生的干燥应力,减小材料表面的开裂。

物料在干燥机内均匀加热,在干燥过程中物料自中心到表层保持均匀的含水率。

高频干燥过程物料内外同时加热干燥,可保证物品各个部位得到均匀干燥。

要求产品干燥后水分均匀分布的工业(如陶瓷),可以将高频干燥技术作为一个较好的选择。

概而言之,热泵干燥技术的主要发展方向有研发并应用新型自动控制系统,如(比例积分与微分控制法等,提高热泵干燥机干燥介质的控制精度,实现对干燥质量的在线智能控制。

②可采取改进通过除湿机的气体循环方式,提高热泵系统的效率。

③采用新型制冷工质,采用各种辅助加热方法,提高热泵干燥循环的工作温度,从而提高干燥速率。

④研发多用途热泵系统。

根据生产实际,调整热泵系统的模块组合,从而使之具有干燥空气调节冷冻贮藏等多种功能。

主要参考文献若利等编,宋闯译。

木材干燥一理论实践和经济时中国林业出版社,冈张壁光等。

木材千澡学术研讨会论文集一见潘永康主编。

现代干燥技术时化学工业出版社,卯梁世镇,顾炼百编。

木材工业实用大全时木材干燥卷,中国林业出版社,男阎朱政贤主编。

木材干燥时中国林业出版社,卯2口刃年十大科学成就热泵干燥技术的发展趋势科学杂志和美国科学促进会评出2以犯年世界十大科学成就,小分子核糖核酸(川叱一被列为本年度*重要的新发现。

小分子核搪核酸(例。

力一)是一类极小的遗传物质,它的发现对认识生命本身的生物过程至关重要,为医药农业和其它领域的研究与发展找到新途径。

科学界认为,小分子核糖核酸的发现,促使生物学家重新思考对细胞及其发育的理解,从另一个角度积极探讨治疗癌症等疾病的新方法。

其它项成就依次为太阳中微子丢失之谜被揭破水稻和蚊子等基因组测序工作完成成功拍摄宇宙婴儿期照片冷热体验机理研究获新突破超快速摄影捕捉到绕原子核旋转的电子发现有助于实现人体生物钟调节的新型光敏细胞开发出太空摄影新技术开发出拍摄细胞三维图象的新技术发现以刃万年前的人类头盖骨。

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