食品热泵干燥实验装置的研制

主要介绍用于实验的食品热泵干燥装置,并给出了初步测试结果。     

复叠式热泵高温段实验研究

热泵高温化可以有效拓展其应用范围,复叠式热泵是实现高温热泵的有效方法之一。以R123为高温工质,以喷水模拟干燥脱水过程,实验研究了用于干燥系统的复叠式热泵的高温段。结果表明:热泵的冷凝温度可达到95℃;蒸发温度60℃冷凝温度90℃时,热泵COP达到最大为5.78;在整个蒸发、冷凝温度范围内COP维持在2.2以上,SMER达到4~5 kg/(kW·h),单位干燥介质除水量为0.006~0.012 kg水/kg干空气。     

热泵干燥系统温湿度控制实验研究

针对闭式热泵干燥系统非线性,强耦合等特点,将干燥循环分成升温过程和降温过程,并针对不同过程设计了相应的温度模糊控制策略。干燥过程温度、湿度是影响干燥物料品质的关键因素,为了提高干燥物料品质在温度控制的基础上设计了湿度模糊控制方案并给出了温湿度解耦策略。对温湿度的模糊控制效果进行了实验检测。系统运行结果表明：温湿度控制效果显著,温度的偏差控制在±0.8℃,湿度的偏差控制在±3％RH。     

热泵微波联合干燥系统研究

对热泵微波干燥的实用性及其性能进行了模拟分析和试验研究 ,试验及计算结果吻合较好。分析了空气旁通率、压缩机转速及空气质量流量等主要设计及运行参数对干燥性能的影响。与蒸汽加热干燥比较的结果表明 :通过精心设计热泵微波干燥系统 ,可使其能耗与蒸汽加热干燥相当。     

污泥热泵干燥速率及能耗的实验研究

利用小型热泵干燥试验台，对污泥干燥过程含水率、空气参数（温度、相对湿度）及热泵参数（制冷工质参数、排水量、能耗等）的变化进行了试验测试，并着重对干燥速率、能量回收率及影响因素进行了分析。试验显示，依靠外热源预热后，污泥干燥过程仅依靠热泵回收的排气余热供热，干燥箱内平均温度可达63℃，最高迭71℃。干燥箱内温度的高低取决于受制冷工况影响的热泵供风温度。污泥干燥速率随空气温度升高和相对湿度的降低而增大，湿基含水率从42．6％到18．74％的平均干燥速率为0．123％／（m·min）。热泵干燥回收排气余热的节能效果显著，并随热泵排水量的增加而增大。平均能量回收率为39．1％，最大值为48．9％和最小值为23．6％，分别发生在热泵排水量最大和最小的阶段。     

热泵干燥装置

本文综合介绍热泵干燥装置的工作原理、特点及其典型的流程，并对热泵干燥装置进行分类；最后介绍几种热泵干燥装置的应用情况。     

热泵干燥过程中低温热泵补热的应用分析

针对木材干燥中的不利工况,提高干燥系统的可靠性,根据两级压缩制冷循环原理,提出了低温热泵和干燥热泵的耦合应用方案。使用能量的（火用）损失模型,分别对干燥系统进行热量、干燥介质的质扩散和除湿过程的（火用）损失进行分析。在低温热泵20、22、24、26、28、30℃以及关闭低温热泵的供热情况下分别测试计算了干燥热泵压缩机的排气温度与能耗、热泵性能系数（COP）以及热力完善度,同时测得木材含水率下降1%,系统的干燥用时和能耗。结果表明：相比于关闭低温热泵,开启低温热泵后干燥热泵的排气温度最多减少了16℃,COP皆有所提高。由于主机室温度升高后,系统循环的不可逆程度增加,热力完善度随着供热温度增加逐渐降低。开启低温热泵后干燥热泵的供热量和用时比关闭低温热泵最大分别增加44%,减少46%。     

太阳能-空气源耦合热泵系统研究

基于节能减排背景,编制太阳能-空气源耦合热泵系统和传统空气源热泵系统计算程序,对2种热泵系统进行了理论分析,并在晴天、多云天和阴天3种典型天气情况下对耦合热泵系统的运行情况进行实验测试。结果表明：在相同工况下,与传统空气源热泵系统相比,耦合热泵系统的耗电量更低,系统COP更高,其性能优势较为明显。太阳能-空气源耦合热泵系统在晴天、多云天和阴天运行时的平均性能COP分别约为4.19,3.24和2.71,在晴天时的平均性能COP比在阴天时高出约54.6%。相较于阴天天气,太阳能-空气源耦合热泵系统在晴天时每天节省电量约35.6%,平均制热量高出约19.6%。     

双水箱热泵热水系统的构建及性能

储水型单水箱热泵热水系统在使用过程中存在自来水补水与水箱原有热水混合并由此导致水箱热水温度下降、热泵循环加热水温起点高,机组平均加热效率难以提高的问题。为此,提出了一种双水箱（加热水箱和储水水箱）热泵热水系统,冷水补水首先进入加热水箱,在其中被热泵机组加热到设定温度后,再送至储水水箱以供给用户侧,从而避免冷热水混合造成机组效率较低的问题。深入分析了双水箱热泵热水系统的系统构成和工作原理,并将其应用于某大学学生宿舍空气源热泵热水系统,同时对双水箱热泵热水系统开展性能实验研究。结果表明,与单水箱热泵热水系统相比,补水水温越低,目标加热水温越高,双水箱热泵热水系统节能效果越显著,当加热水箱初始加热水温与目标加热水温分别为14℃和55℃时,双水箱空气源热泵热水系统的效率比单水箱空气源热泵热水系统提高19.31%以上。     

太阳能与热泵联合干燥木材特性的实验研究

介绍了国内外利用太阳能干燥木材的概况、太阳能与热泵联合干燥系统的组成与工作原理、太阳能与热泵联合干燥木材的特性和干燥木材的工艺实验。实验结果显示。太阳能与热泵联合供热可以弥补太阳能或热泵单独供热的缺点。太阳能比联合干燥节能3．8％,而联合干燥比热泵干燥节能11．8％;联合干燥比太阳能干燥时间缩短了14．9％。从能耗及生产效率综合考虑。太阳能与热泵联合干燥是值得推荐的一种干燥方法。     

两段节流蒸发两段压缩热泵干燥装置模拟分析

为提高干燥后期干燥速率、降低能耗,提出了两段节流蒸发两段压缩热泵干燥装置的构想。模拟分析了以R134a为热泵工质、采用卧式流化床干燥机时,蒸发器1中工质蒸发温度te1、蒸发器2中工质蒸发温度te2、冷凝温度tc、两股空气质量流量比r(q1/q2)对制热系数COPH、除湿能耗比SMER的影响规律。结果表明:r=1,tc1=75℃,te2=15℃时,te1由15℃提高到25℃,COPH值由2.40提高到2.75,SMER由1.46 kg/(kW·h)提高到1.82 kg/(kW·h);tc1=75℃,te1=25℃,te2=15℃时,r由0.5提高到3.0时,COPH值由2.44提高到2.62,SMER由1.26 kg/(kW·h)提高到1.96 kg/(kW·h);在模拟条件范围内的COPH为2.40-3.01,SMER为0.89~1.96 kg/(kW·h)。     

Comparison of the Retention of 6-Gingerol in Drying of Ginger Under Modified Atmosphere Heat Pump Drying and other Drying Methods

A heat pump dryer using normal air, nitrogen, and carbon dioxide was selected to dry sliced West Indian ginger (Zingiber officinale Roscoe) rhizome (3 mm in thickness). The drying characteristics were compared with each other and inert gas heat pump drying showed an improved effective diffusivity. Quantities of the main pungent principle (6-gingerol) of ginger, extracted from these dried samples, were determined by high-pressure liquid chromatography (HPLC). The evaluation included dried samples obtained by heat pump, modified atmosphere heat pump, freeze drying, and vacuum drying. Retention of 6-gingerol increased in the order of normal air drying, freeze drying, nitrogen drying, carbon dioxide drying, and vacuum drying. From this point of view, inert gas also showed a better retention of flavor compared to most other types of drying.     

一种新的纸机干燥部蒸汽冷凝水热泵控制系统

简要介绍纸幅干燥原理和热泵节能机理,设计一套基于S7—300PLC的五叠网涂布白板纸机蒸汽冷凝水热力控制系统,阐述具体的控制方案和采用的控制算法,其中主要包括热泵组的压力分段控制和热泵开度的低端选择控制、湿端低温段烘缸组压力回路分段控制、热烘箱二次蒸汽回收压力回路的分程控制和成纸水分的串级控制。实际应用效果表明该控制系统方案是可行的,同时也是有效的。     

旋转闪蒸干燥系统在氯化法钛白粉 生产中的应用与尾气余热的节能再利用

氯化法钛白粉项目后处理单元将原料转化为半成品的核心过程采用的是旋转闪蒸干燥技术和工艺。有针对性地简介了其产品的干燥工艺,并对特殊设计进行重点阐述,同时提出对其尾气余热进行节能再利用并成功应用于生产中。