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热泵干燥系统

时间:?2018-05-29 15:34??来源:?未知 ??编辑:?chinagzsb ??点击: ?

  热泵干燥系统

  (1)热泵工作过程

  热泵技术的基本工作原理属于逆卡诺循环,采用电能驱动,从低温热源中汲取热量,并将其传输给高温热源以供使用,传输到高温热源中的热量不仅大于所消耗的能量,而且大于从低温热源中吸取的能量,在标准工况下,系统自身消耗一个单位的能量,又从低温热源中提取了两个单位的能量,合并在一起就输出了三个单位的能量。热泵原理可以看做是空调系统的相反操作,热交换器集中在冷凝携。热装系统基本部件是由1个膨胀阀、2个热交换器蒸发器和冷疑器和1个压缩机组成。

  热泵干燥装置由热泵加热和干燥除湿两大系统组成。图1-3表示了热泵工作流程。鼠过干燥室的热空气在点1进入,对物料进行干燥去水,得到湿空气。含有湿分的空气在点2进入蒸发器螺旋中(蒸发器存在两种形式一种是直接膨胀螺旋管,另一种是水系统,控制水流入螺旋),热泵系统内的制冷工质,在蒸发器中吸取来自干燥过程排放废气中的热量后,由液体蒸发为蒸汽从点2和点3的制冷剂蒸发过程中,把空气冷却到露点,去除其中的水分。在高压下热泵工质冷凝液化,放出高温的冷凝热去加热来自蒸发器的降温去湿的低温干空气,把低温干空气加热到要求的温度(从图中点4到点1),进入干燥室内作为干燥介质循环使用;液化后的热泵制冷工质经膨胀阀再次回到蒸发器内,如此循环下去。


热泵干燥系统工作过程
 
  最大理论热泵效率定义为Carnot(卡诺)效率。COPc= Tc/(Tc-Te) (1-2)

  式中Tc一一一制冷工质的冷凝温度


  Te——  制冷工质的蒸发温度

  COPc一一一作为标尺,确定实际制冷系统与理想系统的距离

  在实践中,热泵实际效率只有理论效率40%-50%。一般用于定义热泵干燥机性能的性能指标是单位失水率,定义为:


定义热泵干燥机

  热泵干燥机的SMER值与最高空气温度、湿度、燕发器和冷凝器操作温度,以及热泵循环整体效率有关。

  随着热泵循环的COP值増加,热泵干燥机的SMER也増加。SMER和COP的关系(不计失水削潜热)如下:


定义热泵干燥机
 
  (2)热泵干燥模式

  热泵干燥机有不同干燥模式,如间歇式(包括顺流和横流)和连续式。图1-4所示的是间歇式热泵干燥机,物料放在置于干燥室内部的网上,在主风机7的推动下,物料的湿空气通过热泵的去湿加热系统,达到所要求的水分和湿度,在循环风机作用下,通过在固定床上的待干燥物料,一旦干燥到要求的含水量,就移走干物料,然后再进行下一批干燥。间歇式干燥适合较小的生产速率,但操作费用较高。


间歇式热泵干燥机
 
  连续热泵干燥系统装料和卸料过程较快,劳动强度低。图1-5示意了在连续模式下作业的热泵干燥机。冷空气经过由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器构成热泵系统后,得到低湟的热空气,而被干燥的物料放置于输送筛网上,热空气流过物料表面,实现干燥。而输送带的速度可以控制,并获得不同含水率的物料。干燥模式的选择主要依据物料干燥的特性和传送带承载的能力。

  单一循环的热泵干燥机只有一个蒸发器用于空气的冷却和去湿,从中获得蒸发潜热。这种模式热泵可以传递局部回收的热量,将相同的介质状态(温度和湿度)保证输入到各独立干燥室内。图1-6表示从单一到两段结构的热泵干燥机的能量利用率,从中可以观察到热泵能量利用特性系数的显著变化。

  (3)热泵主要参数的调节

  热泵的控制是根据操作方案,设定参数,调节空气温度和湿度。同许多热系统一样,正确实行控制策略对控制干燥条件、产品质量是很重要的。控制空气温度和湿度的方法如下。

  1、空气温度调节

  通过调节空气显热,将其施加到干燥空气中,可调节干燥空气温度,这个过程可用PID控制三通道模块阀,实现干燥室内空气温度控制。如图1-7所示,冷空气由入01进入热泵的除湿加热系统,由出口8流出。在该系统中,来自压缩机的制冷剂通过三向调节阀,调节冷凝器ll的制冷剂蒸气流流量,制冷剂蒸气在冷凝器内的冷凝液化放出热量,加热冷空气,辅助冷凝器1和辅助冷凝器II内的冷媒液化放出额外热量,用于提高干燥室内的空气温度,干燥室内获得所需温度和湿度的热空气。
连续式热泵干燥机简图

不同热泵结构

 
  旁路经过的是在调节冷凝器、辅助冷凝器I和辅助冷凝器ll中剩余的制冷剂混合物,外部冷凝器处理多余的热量。通过冷凝器的液态冷媒经缓冲室6和空气冷凝室5后,进入膨胀阀4。

(责任编辑:chinagzsb)
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