地源熱泵

熱泵干燥現存的問題和發展趨勢

  熱泵干燥技術雖然具有節能、干燥溫度低等優點,但存在干燥時間長,維護要求較高等問題。
 
  存在問題
 
  干燥時間長受其工作原理的限制,熱泵干燥溫度一般在45~60[5]之間.在干燥加工中,為了保證產品品質,一般采用較低干燥溫度,使干燥速率下降,生產能力降低,從而延長了干燥時間.為了縮短干燥時間,必須提高干燥溫度,必須提高壓縮機的壓縮比以增大冷凝壓力,但這樣會對壓縮機產生負面影響,而且熱泵系統性能也會因此下降.此外,熱泵干燥機采用的是空氣閉式循環方式,雖然提高了能量利用率,但壓縮機卻始終處于高溫高濕狀態,這樣就對壓縮機的性能及可靠性提出了很高的要求,目前國產的制冷壓縮機還不能滿足這樣的要求.
 
  能級消耗高熱泵干燥技術過程消耗的是能級最高的電能,不少學者認為熱泵干燥節約了能源,但從經濟上分析未必合算.因此,從熱力學第一定律和熱力學第二定律出發,將能量的質量和數量加以統一的度量標準.按能量的做功能力大小作為衡量能量的統一尺度,來分析熱泵干燥過程能量的利用程度是很有必要的。
 
  制冷劑泄漏,影響環境由于采用了加壓系統,若管路發生開裂,則制冷劑會泄漏到環境中[4].一旦發生泄漏,熱泵循環系統的壓力明顯下降,干燥機的工況將受到影響,消耗臭氧的制冷劑CFCs會影響環境.
 
  維護要求較高熱泵干燥機的壓縮機、制冷劑過濾器、熱交換器等裝置均要求定期進行維護、檢修,以保證干燥機處于優良的工作狀態.制冷劑發生泄漏時應及時補充或更換,否則熱泵循環系統將受到較大影響。
 
  干燥規模小同蒸汽鍋爐規模相比,熱泵干  燥規模小.如木材干燥,用蒸汽干燥,最大干燥房可達300 m2以上,而熱泵干燥最大為100m2  5.2目前熱泵干燥技術的研究與發展,主要集中在以下幾個方面:
 
  關于熱泵干燥機組設計、性能、干燥介質、新產品等的研究。①提高干燥溫度。提高熱泵的干燥溫度是目前的主要課題。通過加裝輔助加熱系統,使通過冷凝器的空氣進一步加熱以提高干燥溫度,是目前廣泛采用的方式之一。②采用新型綠色熱泵工質,應用高溫高壓壓縮機,提高其冷凝溫度,從而滿足較高的干燥溫度要求。其中制約壓縮機發展的兩個主要因素是熱泵工質和潤滑油,無油潤滑壓縮機也是一個發展方向。目前已有學者進行了這方面的嘗試并取得了初步進展,證明這個途徑是可行有效的。③研究開發新產品。為在供電不足或供電設施不全地區使用熱泵干燥技術開發基于電機以外的其它動力驅動的熱泵干燥裝置具有重要意義。④改進熱泵性能。通過應用高效換熱器來提高熱泵效率和脫水能力。
 
  聯合式、輔助熱源熱泵干燥系統的開發研究,特別是太陽能熱泵干燥系統極有發展潛力。①多用途熱泵系統開發與應用。根據生產實際,調整熱泵系統的模塊組合,從而使之具有干燥、空氣調節、冷凍儲藏等多種功能。②與其它干燥方式聯合應用。在熱泵干燥裝置中采用高頻電磁波或紅外加熱等作為輔助加熱源,這樣既提高了干燥速度和溫度,又減小了熱泵干燥裝置本身的熱負載量。③太陽能、地熱及廢熱等可再生或低品位能源在干燥領域的應用成為研究熱點。
 
  自動控制、信息技術、模擬技術等的發展為熱泵干燥機組性能進一步優化創造了條件。干燥加工是一個復雜多變的過程,根據物料脫水情況及環境狀況實時調控干燥工藝參數,有利于提高能量利用率及產品品質。熱泵干燥裝置既可以調節干燥介質濕度又可以調節干燥介質的溫度。因此,可將現代檢測、傳感及控制技術結合起來應用于熱泵干燥加工,實現對干燥加工過程的全自動人工智能實時控制,以降低操作成本和提高干燥品質。