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热泵烘干基础知识烘干设备类型的选择

时间: 2018-11-20 13:42  来源: 中国干燥设备网   作者: chinagzsb   点击:  

  热泵烘干是一个系统工程,包括主机的选型、烘干房的搭建、风道的设计、物料的摆放、工艺的处理等等,每一个环节都会对整个系统的烘干效果和运行费用带来重要影响。且所烘干的物料多种多样。需要根据不同物料的属性和烘干要求来科学设计方案,确定合理的烘干工艺处理。
 
热泵烘干基础知识烘干设备类型的选择
 
  设备类型的选择
 
  热泵烘干机按其烘干温度范围分为低温热泵、中温热泵、高温热泵、超高温热泵四种(不是按环境温度来分的),特性如下:
 
  低温热泵——烘干温度在10~45℃之间的热泵。即烘干温度可能低于环境温度的热泵,除了要能够升温烘干外,也可能需要制冷降温干燥,因此需要四通阀切换。工作点设计困难结构复杂,低温热泵比较适合开环机器,闭环也可以实现,但无论开环闭环,烘干时间都比较长。效率较低,因此如果没有特殊要求,一般情况下都尽量不用低温热泵。
 
  中温热泵——烘干温度在45~65℃之间的热泵,即烘干温度高于环境温度,只要能够升温烘干,结构简单,配件成熟,成本低,效率高。45~65℃这个温度对农产品、海产品等食品来说是黄金温度,基本上所有农产品海产品都适合在这个温度段烘干,而且速度、质量、效率都可以做到最佳,因此,只要是食品类的烘干,应尽量考虑或尝试用中温机。
 
  高温热泵——烘干温度在65~85℃之间的热泵,结构简单,但高温配件昂贵,效率比不上中温机。高温对水分的挥发影响很大,有些农产品、海产品、工业品必须要有一定的高温才能将物品内部的结合水挥发出来,因此,市场需求量很大。
 
  超高温热泵——烘干温度在85~105℃之间的热泵,结构复杂,配件昂贵,效率高。由于超高温热泵需要采取R14或R140等高沸点(40℃以上)的制冷剂,因此只能采用闭环热泵。接近100℃的烘干温度基本上可以实现闪干,烘干速度非常快,但目前市场上这种类型的烘干产品还很少。
 
  热泵烘干机按其热量的来源分为开环热泵、闭环热泵、开环带热回收热泵、闭环带外蒸发器(双能源)热泵四种,特性如下:
 
  开环热泵——外机从环境空气中吸收能量,内机在烘干板房内释放能量,加热待烘干物品,将物品的水分转成气态排出板房,目前市面上大部分热泵烘干机都是此类型结构简单,适合工作在环境温度10℃以上。烘干温度55℃以内的场合,当环境温度低于10℃或烘干温度大于55℃,压缩机进气和排气压力差变大不利压缩机的能效比和寿命。因此普通开环热泵烘干机最好用在低温烘干和以夏秋季节烘干的场合,开环热泵烘干机升温较快,但湿度控制很困难,在容易霉变的物品烘干方面要很小心。
 
  开环带热回收热泵——为了解决开环热泵在环境温度较低时的能效比和寿命问题,可以将排湿部分的热空气吹到外机的蒸发器上,从而提高蒸发器温度,可比较有效地解决开环热泵的弊端,但在环境温度极低时,还是不能从根本上解决问题,另外,烘干湿度问题也并没有得到任何改善,因此,凡是开环热泵都不适合工作在环境温度较低的场合,和对霉变要求较高的场合,虽然开环热泵有些先天的缺陷,但由于结构简单成本低,在南方大部分季节都可以获得满意效果,在北方的夏秋季节可以获得满意效果。
 
  闭环热泵——将热泵的蒸发器和冷凝器都安置在烘干房内,能量来自板房屋内的耗电量并在板房内百分百回收循环,通过蒸发器将夹板房内的水汽凝结成水排出板房,从而降低相对湿度、升高(或降低)物品的温度达到快速烘干的目的。
 
  闭式
 
  由于闭环烘干能量全部来自自身的耗电量和板房内部的能量循环,理论上其效率跟环境温度和环境湿度完全无关,能效比较高。尤其是在冬天和北方地区,闭环热泵具有绝对的优势。由于其封闭的特性,为了与压缩机收入的能量平衡,有时也需要用到外部冷凝器或者水冷换热器。挡板房内烘干温度上升后,其蒸发温度也同步上升,因此压缩机的进气跟排气的压差小,工作轻松,寿命长,效率高。闭环热泵如果只是靠压缩机和风机的耗电量转化成热能则升温较慢,所以一般都有快速升温的电辅热,应付特殊场合需要的紧急升温,但由于紧急升温消耗的电量只占整个烘干过程的极小比例,因此,并不会降低效率,反而可以大大加快烘干周期,延长压缩机寿命。闭环热泵技术要求较高,结构比较复杂,设备成本比开环要高。闭环热泵一般都设计成一体式,安装非常简单,可以任意并联扩容。
 
  闭环带外蒸发器(双能源、空气能烘干除湿一体或烘干除湿)热泵——为了解决闭环热泵升温慢的问题,除了加电加热外,也可以外置蒸发器,跟开环热泵一样将环境空气中的能量送入到板房内,实现快速升温的目的。此类热泵烘干机结合了开环和闭环的所有优点,避免了他们的所有缺点,因此,是目前热泵烘干机的最先进技术,基本上适合所有的烘干场合和地点,但结构非常复杂,成本高。此类热泵可以实现快速的温度和湿度的调节,因此,特别适合如烟草、肉制品的烘干。
 
  闭式烘干机
 
  热泵烘干机按其结构可分为带烘干室一体机、嵌入式一体机、分体机等,带烘干室一体机就是机组自带烘干房,与主机是一体的;嵌入式一体机没有烘干房,但是机组预留了固定的空间来安装烘干房,这种其实就是带烘干室一体机的另一种形式,为了降低运输成本,没有把烘干房安装进去;分体机只有热泵主机,烘干房需要另外搭建。由于一体机一次烘干的物料数量有限,因此在选择的时候需要参考物料烘干产量要求及远景规划。

(责任编辑:chinagzsb)
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