1介紹

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熱泵實質上是一種熱量提升裝置，高溫熱泵烘干機組利用逆卡諾原理，從周圍環境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體），其工作原理與制冷機原理相反，都是按照逆卡諾循環原理工作的，所不同二者前者升高溫度后者降低溫度。

2工作原理

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高溫熱泵烘干機組，主要有翅片式蒸發器（外機）、壓縮機、翅片冷凝器（內機）和膨脹閥四部分組成，通過讓空氣不斷完成蒸發（吸取室外環境中的熱量）→壓縮→冷凝（在室內烘干房中放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將外部低溫環境里的熱量轉移到烘干房中，冷媒在壓縮機的作用下在系統內循環流動。它在壓縮機內完成氣態的升壓升溫過程（溫度高達100℃），它進入內機釋放出高溫熱量加熱烘干房內空氣，同時自己被冷卻并轉化為流液態，當它運行到外機后，液態迅速吸熱蒸發再次轉化為氣態，同時溫度可下降至-20℃～-30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將熱量傳遞給冷媒。高溫熱泵烘干機組在工作時，與普通的空調以及熱泵機組一樣，在蒸發器中吸收低溫環境介質中的能量QA：它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB:通過工質循環系統在冷凝器中時行放熱QC，QC=QA+QB，因此高溫熱泵烘干機組的效率為（QB+QC）/QB，而其他加熱設備的加熱效率都小于1,因此高溫熱泵烘干機組加熱效率遠大于其他加熱設備的效率，可以看出，采用高溫熱泵烘干機組作為烘干裝置可以節省能源,同時還降低CO2等污染物的排放量，實現節能減排的效果。

3使用場所

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高溫熱泵烘干機組適用于賓館酒店的床上用品的烘干，海產品、蔬菜脫水、AD黑銀耳、瓜子、花生、果蔬、肉制品、腸衣、煙葉、皮革、香菇、枸杞、干果、蚊香、貢香、布料、衣物、糧食谷物、掛面、腐竹、肥料、藥品、中藥材、紙品、木材、種子、污泥、石膏、五金產品、冶金產品、礦山副產品、化工產品、煙氣脫硫石膏、粘土、牧草、烤煙、粉煤、煤泥、褐煤等的烘干。在工業熱水方面，還可滿足電鍍廠電鍍液的恒溫、屠宰場高溫熱水的加熱和保溫、星級酒店高溫熱水的供應和工業企業高溫熱水的需求。

4產品特點

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1、可實現低溫空氣封閉循環干燥，物料干燥質量好。通過控制裝置的工況，使干燥室的熱干空氣的溫度在20～80℃之間，可滿足大多數熱敏物料的高質量干燥要求；干燥介質的封閉循環，可避免與外界氣體交換所可能對物料帶來的雜質污染，這對食品、藥品或生物制品尤其重要。此外，當物料對空氣中的氧氣敏感（易氧化或燃燒爆炸）時，還可采用惰性介質代替空氣作為干燥介質，實現無氧干燥。

2、高效節能。熱泵烘干機中加熱空氣的熱量主要來自回收干燥室排出的溫濕空氣中所含的顯熱和潛熱，需要輸入的能量只有熱泵壓縮機的耗功，而熱泵又有消耗少量功即可制取大量熱量的優勢，因此熱泵干燥裝置SMER（消耗單位能量所除去濕物料中的水分量）通常為～/kWh，而傳統對流干燥器的SMER值約為～/kWh。

3、溫度、濕度調控方便。當物料對進干燥室空氣的溫度、濕度均有較高要求時（如木材等），可通過調整蒸發器、冷凝器中工質的蒸發溫度、冷凝溫度，滿足物料對質構、外觀等方面的要求。

4、可回收物料中的有用易揮發成分。某些物料含有用易揮發性成分（如香味及其它易揮發成分），利用熱泵干燥時，在干燥室內，易揮發性成分和水分一同氣化進入空氣，含易揮發性成分的空氣經過蒸發器被冷卻時，其中的易揮發性成分也被液化，隨凝結水一同排出，收集含易揮發性成分的凝結水，并用適當的方法將有用易揮發性成分分離出即可。

5、環境友好。熱泵干燥裝置中干燥介質在其中封閉循環，沒有物料粉塵、揮發性物質及異味隨干燥廢氣向環境排放而帶來的污染；干燥室排氣中的余熱直接被熱泵回收來加熱冷干空氣，沒有機組對環境的熱污染。

6、可實現多功能。熱泵干燥裝置中的熱泵同時也具有制冷功能，可在干燥任務較少的季節，利用制冷功能實現多種物料的低溫加工（如速凍、冷藏）或保鮮，也可拓展熱泵的制熱功能在寒冷季節為種植（如溫室）或養殖場所供熱。

7、熱泵烘干機的適用物料廣泛。適宜采用干燥的物料主要為干燥過程耐受溫度在20～80℃之間的一大類物料，或雖然物料可耐受溫度較高、但利用熱泵干燥較節能或安全的物料。已研究和應用較多的物料如木材（如橡木）、谷物、種子、食用菌（如蘑菇、木耳）、藥材（如人參等）、海產品（如鮮蠔、扇貝等）、生物活性制品（如細胞、酶）、茶葉、紙張等。

8、與其它低溫（進干燥室空氣溫度<40℃）干燥裝置（如微波干燥、真空干燥、冷凍干燥）相比，由于設備初投資小，運行費用低，熱泵烘干機裝置具有明顯的經濟性。熱泵干燥裝置的設備成本主要是熱泵部分和干燥室部分，其中干燥室部分與普通對流干燥室要求相同，無特別的氣密性和承壓性要求。

9、與普通干燥裝置（進干燥室空氣溫度>40℃）相比，由于熱泵烘干機初投資一般高于空氣電加熱裝置、燃氣或燃煤熱風爐，因此干燥裝置的初投資一般高于普通干燥裝置，熱泵烘干機干燥裝置的能源效率高，運行費用低，其綜合經濟性仍有一定優勢。

5技術前景

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物料烘干過程是一個巨大的耗能過程，據統計，在大多數發達國家里用于烘干所消耗的能量占全國總能耗的7%-15%，而熱效率僅為25%-50%，并且大部分烘干過程特別是對熱敏性物料（例如食品和生物物料）都會對其色澤、營養、風味和組織產生影響。高溫熱泵烘干機技術具有能源消耗少，環境污染小、烘干品質高、適用范圍廣等優點，其優異的節能效果已被國內外的各種試驗研究所證明。[1]

參考資料：

蘋果片熱泵干燥工藝試驗研究張海紅,劉貴珊? (寧夏大學農學院,寧夏銀川750021)摘要?[目的]優化利用自制熱泵干燥設備干燥蘋果片的工藝參數。[方法]利用自制熱泵干燥設備將蘋果片脫水干燥,通過單因素試驗和3因素3水平正交試驗探討了干燥介質溫度、裝料量和切片厚度對干燥速率及能耗的影響。[結果]在30~40?下,在相同的干燥時間內,隨著干燥介質溫度的升高,干燥速率明顯加快。裝料量為1~2kg/m2時,隨著裝料量的增加,干燥時間明顯增加,干燥速率明顯降低。在3~5mm的厚度范圍內,隨著切片厚度的增加,干燥時間明顯增加,干燥速率明顯降低。方差分析表明,干燥介質溫度和裝料量是干燥速率的主要影響因素。多重比較結果表明,工藝組合為:干燥介質溫度為30 裝料量為15kg,切片厚度為3、4或5mm。[結論]熱泵干燥工藝提高了干燥效率,減少了能耗。關鍵詞?蘋果片;熱泵干燥;工藝中圖分類號? 文獻標識碼?A 文章編號?0517-6611(2009)31-15414-03ExperimentalStudyontheHeatpumpDryingTechnologyofAppleSlicesZHANGHai?hongetal?(AgriculturalCollegeofNingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021)Abstract?[Objective]Thepurposeofthestudywastooptmiizethetechnologicalparametersofdryingapplesliceswithself?madeheat?[Method]Theappleslicesweredehydratedanddriedwithself?madeheat?pumpdryingequipmen,ttheinfluencesofthetem?peratureofdryingmedium,forcedfillingrateandslicethicknessondryingrateandpowerconsumptionwerediscussedthroughsinglefactorex?permientsand3?factorand3?[Result]Under30~40 inthesamedryingtmie,asthetemperatureofdryingmedium wasincreased,~2kg/m2 ,astheforcedfillingratewasincreased,,astheslicethicknesswasin?creased,calcombinationwasasfollows:thetemperatureofdryingmediumwas30 theforcedfillingratewas15kgandtheslicethicknesswas3,4or5mm.[Conclusion]Theheat?pumpdry?Appleslice;Heat?pumpdrying;T echnology基金項目?2007年度寧夏高等學校科學研究項目;?熱泵干燥系統的研究及應用!基金資助項目編號NXGJ。作者簡介?張海紅(1967-),女,寧夏鹽池人,碩士,副教授,從事食品工程研究。收稿日期? 2009?07?08 蘋果片由于食用和儲運方便,營養豐富,成為深受人們喜愛的一種休閑食品。采用熱泵干燥蘋果片,具有節能高效、操作溫度低、產品質量高的特點。熱泵干燥是以含水量低而溫度不高的空氣作為載體對物料進行干燥,既通過壓縮制冷技術得到相對濕度30%左右的干燥氣流,在30~60?進行物料干燥[1-2]。利用自行研制的熱泵干燥設備,對蘋果片進行熱泵干試驗。以驗證設備的可用性,并通過正交試驗探討工藝參數。1?試驗材料與方法?試驗裝置??自行研制的果蔬熱泵干燥設備,配備計算機自動控制系統。其干燥室內不同部位裝設多個溫度、濕度、風速傳感器,可隨時顯示記錄干燥介質的溫度、濕度、風速。冷凝水引出處設有重量傳感器,每隔5min采集、記錄除水量,以便計算水分去除率。配備功率表,實時檢測熱泵干燥設備的能耗[3] 101?2型電熱鼓風干燥箱(上海實驗儀器廠有限公司);?T?200型電子分析天平(常熟雙杰測試儀器廠)。?試驗材料?選擇成熟、新鮮、無霉爛和無病蟲害的橫徑在60mm以上的黃元帥蘋果。?蘋果片干燥工藝流程?原料選擇%清洗%去心%切片%熱燙%瀝水%干燥%成品?試驗設計?熱泵干燥過程中,干燥介質(空氣)溫度的變化對熱泵單元的影響較大,同時裝料量和切片厚度也直接影響到干燥速率。因此試驗重點考慮的試驗因素分別是干燥介質的溫度、裝料量和切片厚度對干燥速率的影響。以確定正交試驗的名因素的取值范圍。.1?單因素試驗。?當裝材料量為/m2 ,切片厚度為4mm時溫度變化范圍在30~40?的條件下的干燥速率; #當干燥溫度為35 切片厚度為4mm時的干燥速率;?當干燥溫度為35 裝料量為1~2kg/m2的條件下,切片厚度為3~5mm的干燥速率。.2?正交試驗。為了探討干燥介質溫度、裝料量、切片厚度對干燥效果的綜合影響,在單因素試驗的基礎上,設計了3因素3水平正交試驗,即干燥介質溫度A1=30 A2=35 A3=40?;裝料量B1=15kg,B2=20kg、B3=25kg;切片厚度C1=3mm、C2=4mm、C3=5mm。以單位能耗和小時去水量為性能指標(表1)。表1?L9(34)試驗Table1?L9(34)experiment B1 B2B3A1A1B1C1A1B2C2A1B3C3A2A2B1C2A2B2C3A2B3C1A3 A3B1C3 A3B2C1 A3B3C2 ?數據處理?通過方差分析及多重比較,確定干燥工藝參數[3-4]。2?試驗結果與分析?單因素試驗2.?干燥介質溫度對干燥速率的影響。圖1所示,表示裝料量為/m2 ,切片厚度為4mm,溫度變化范圍在30~40?的條件下,干燥介質溫度對蘋果片干燥速率的影響。從圖中可以看出,在相同的干燥時間內,隨著干燥介質溫度責任編輯?夏靜?責任校對?況玲玲安徽農業科學,Journalof蘋果片熱泵干燥工藝試驗研究張海紅,劉貴珊? (寧夏大學農學院,寧夏銀川750021)摘要?[目的]優化利用自制熱泵干燥設備干燥蘋果片的工藝參數。[方法]利用自制熱泵干燥設備將蘋果片脫水干燥,通過單因素試驗和3因素3水平正交試驗探討了干燥介質溫度、裝料量和切片厚度對干燥速率及能耗的影響。[結果]在30~40?下,在相同的干燥時間內,隨著干燥介質溫度的升高,干燥速率明顯加快。裝料量為1~2kg/m2時,隨著裝料量的增加,干燥時間明顯增加,干燥速率明顯降低。在3~5mm的厚度范圍內,隨著切片厚度的增加,干燥時間明顯增加,干燥速率明顯降低。方差分析表明,干燥介質溫度和裝料量是干燥速率的主要影響因素。多重比較結果表明,工藝組合為:干燥介質溫度為30 裝料量為15kg,切片厚度為3、4或5mm。[結論]熱泵干燥工藝提高了干燥效率,減少了能耗。關鍵詞?蘋果片;熱泵干燥;工藝中圖分類號? 文獻標識碼?A 文章編號?0517-6611(2009)31-15414-03ExperimentalStudyontheHeatpumpDryingTechnologyofAppleSlicesZHANGHai?hongetal?(AgriculturalCollegeofNingxiaUniversity,Yinchuan,Ningxia750021)Abstract?[Objective]Thepurposeofthestudywastooptmiizethetechnologicalparametersofdryingapplesliceswithself?madeheat?[Method]Theappleslicesweredehydratedanddriedwithself?madeheat?pumpdryingequipmen,ttheinfluencesofthetem?peratureofdryingmedium,forcedfillingrateandslicethicknessondryingrateandpowerconsumptionwerediscussedthroughsinglefactorex?permientsand3?factorand3?[Result]Under30~40 inthesamedryingtmie,asthetemperatureofdryingmedium wasincreased,~2kg/m2 ,astheforcedfillingratewasincreased,,astheslicethicknesswasin?creased,calcombinationwasasfollows:thetemperatureofdryingmediumwas30 theforcedfillingratewas15kgandtheslicethicknesswas3,4or5mm.[Conclusion]Theheat?pumpdry?Appleslice;Heat?pumpdrying;T echnology基金項目?2007年度寧夏高等學校科學研究項目;?熱泵干燥系統的研究及應用!基金資助項目編號NXGJ。作者簡介?張海紅(1967-),女,寧夏鹽池人,碩士,副教授,從事食品工程研究。收稿日期? 2009?07?08 蘋果片由于食用和儲運方便,營養豐富,成為深受人們喜愛的一種休閑食品。采用熱泵干燥蘋果片,具有節能高效、操作溫度低、產品質量高的特點。熱泵干燥是以含水量低而溫度不高的空氣作為載體對物料進行干燥,既通過壓縮制冷技術得到相對濕度30%左右的干燥氣流,在30~60?進行物料干燥[1-2]。利用自行研制的熱泵干燥設備,對蘋果片進行熱泵干試驗。以驗證設備的可用性,并通過正交試驗探討工藝參數。1?試驗材料與方法?試驗裝置??自行研制的果蔬熱泵干燥設備,配備計算機自動控制系統。其干燥室內不同部位裝設多個溫度、濕度、風速傳感器,可隨時顯示記錄干燥介質的溫度、濕度、風速。冷凝水引出處設有重量傳感器,每隔5min采集、記錄除水量,以便計算水分去除率。配備功率表,實時檢測熱泵干燥設備的能耗[3] 101?2型電熱鼓風干燥箱(上海實驗儀器廠有限公司);?T?200型電子分析天平(常熟雙杰測試儀器廠)。?試驗材料?選擇成熟、新鮮、無霉爛和無病蟲害的橫徑在60mm以上的黃元帥蘋果。?蘋果片干燥工藝流程?原料選擇%清洗%去心%切片%熱燙%瀝水%干燥%成品?試驗設計?熱泵干燥過程中,干燥介質(空氣)溫度的變化對熱泵單元的影響較大,同時裝料量和切片厚度也直接影響到干燥速率。因此試驗重點考慮的試驗因素分別是干燥介質的溫度、裝料量和切片厚度對干燥速率的影響。以確定正交試驗的名因素的取值范圍。.1?單因素試驗。?當裝材料量為/m2 ,切片厚度為4mm時溫度變化范圍在30~40?的條件下的干燥速率; #當干燥溫度為35 切片厚度為4mm時的干燥速率;?當干燥溫度為35 裝料量為1~2kg/m2的條件下,切片厚度為3~5mm的干燥速率。.2?正交試驗。為了探討干燥介質溫度、裝料量、切片厚度對干燥效果的綜合影響,在單因素試驗的基礎上,設計了3因素3水平正交試驗,即干燥介質溫度A1=30 A2=35 A3=40?;裝料量B1=15kg,B2=20kg、B3=25kg;切片厚度C1=3mm、C2=4mm、C3=5mm。以單位能耗和小時去水量為性能指標(表1)。表1?L9(34)試驗Table1?L9(34)experiment B1 B2B3A1A1B1C1A1B2C2A1B3C3A2A2B1C2A2B2C3A2B3C1A3 A3B1C3 A3B2C1 A3B3C2 ?數據處理?通過方差分析及多重比較,確定干燥工藝參數[3-4]。2?試驗結果與分析?單因素試驗2.?干燥介質溫度對干燥速率的影響。圖1所示,表示裝料量為/m2 ,切片厚度為4mm,溫度變化范圍在30~40?的條件下,干燥介質溫度對蘋果片干燥速率的影響。從圖中可以看出,在相同的干燥時間內,隨著干燥介質溫度責任編輯?夏靜?責任校對?況玲玲安徽農業科學,,37(31):15414-15416 的升高,37(31):15414-15416 的升