热泵干燥现存的问题和发展趋势

  热泵干燥技术虽然具有节能、干燥温度低等优点,但存在干燥时间长,维护要求较高等问题。

 

  存在问题

 

  干燥时间长受其工作原理的限制,热泵干燥温度一般在45~60[5]之间.在干燥加工中,为了保证产品品质,一般采用较低干燥温度,使干燥速率下降,生产能力降低,从而延长了干燥时间.为了缩短干燥时间,必须提高干燥温度,必须提高压缩机的压缩比以增大冷凝压力,但这样会对压缩机产生负面影响,而且热泵系统性能也会因此下降.此外,热泵干燥机采用的是空气闭式循环方式,虽然提高了能量利用率,但压缩机却始终处于高温高湿状态,这样就对压缩机的性能及可靠性提出了很高的要求,目前国产的制冷压缩机还不能满足这样的要求.

 

  能级消耗高热泵干燥技术过程消耗的是能级最高的电能,不少学者认为热泵干燥节约了能源,但从经济上分析未必合算.因此,从热力学第一定律和热力学第二定律出发,将能量的质量和数量加以统一的度量标准.按能量的做功能力大小作为衡量能量的统一尺度,来分析热泵干燥过程能量的利用程度是很有必要的。

 

  制冷剂泄漏,影响环境由于采用了加压系统,若管路发生开裂,则制冷剂会泄漏到环境中[4].一旦发生泄漏,热泵循环系统的压力明显下降,干燥机的工况将受到影响,消耗臭氧的制冷剂CFCs会影响环境.

 

  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.制冷剂发生泄漏时应及时补充或更换,否则热泵循环系统将受到较大影响。

 

  干燥规模小同蒸汽锅炉规模相比,热泵干  燥规模小.如木材干燥,用蒸汽干燥,最大干燥房可达300 m2以上,而热泵干燥最大为100m2  5.2目前热泵干燥技术的研究与发展，主要集中在以下几个方面:

 

  关于热泵干燥机组设计、性能、干燥介质、新产品等的研究。①提高干燥温度。提高热泵的干燥温度是目前的主要课题。通过加装辅助加热系统，使通过冷凝器的空气进一步加热以提高干燥温度，是目前广泛采用的方式之一。②采用新型绿色热泵工质，应用高温高压压缩机，提高其冷凝温度，从而满足较高的干燥温度要求。其中制约压缩机发展的两个主要因素是热泵工质和润滑油，无油润滑压缩机也是一个发展方向。目前已有学者进行了这方面的尝试并取得了初步进展，证明这个途径是可行有效的。③研究开发新产品。为在供电不足或供电设施不全地区使用热泵干燥技术，开发基于电机以外的其它动力驱动的热泵干燥装置具有重要意义。④改进热泵性能。通过应用高效换热器来提高热泵效率和脱水能力。

 

  联合式、辅助热源热泵干燥系统的开发研究，特别是太阳能热泵干燥系统极有发展潜力。①多用途热泵系统开发与应用。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、冷冻储藏等多种功能。②与其它干燥方式联合应用。在热泵干燥装置中采用高频电磁波或红外加热等作为辅助加热源，这样既提高了干燥速度和温度，又减小了热泵干燥装置本身的热负载量。③太阳能、地热及废热等可再生或低品位能源在干燥领域的应用成为研究热点。

 

  自动控制、信息技术、模拟技术等的发展为热泵干燥机组性能进一步优化创造了条件。干燥加工是一个复杂多变的过程，根据物料脱水情况及环境状况实时调控干燥工艺参数，有利于提高能量利用率及产品品质。热泵干燥装置既可以调节干燥介质湿度又可以调节干燥介质的温度。因此，可将现代检测、传感及控制技术结合起来应用于热泵干燥加工，实现对干燥加工过程的全自动人工智能实时控制，以降低操作成本和提高干燥品质。