1介绍

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热泵实质上是一种热量提升装置，高温热泵烘干机组利用逆卡诺原理，从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机原理相反，都是按照逆卡诺循环原理工作的，所不同二者前者升高温度后者降低温度。

2工作原理

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高温热泵烘干机组，主要有翅片式蒸发器（外机）、压缩机、翅片冷凝器（内机）和膨胀阀四部分组成，通过让空气不断完成蒸发（吸取室外环境中的热量）→压缩→冷凝（在室内烘干房中放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将外部低温环境里的热量转移到烘干房中，冷媒在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入内机释放出高温热量加热烘干房内空气，同时自己被冷却并转化为流液态，当它运行到外机后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度可下降至-20℃～-30℃，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将热量传递给冷媒。高温热泵烘干机组在工作时，与普通的空调以及热泵机组一样，在蒸发器中吸收低温环境介质中的能量QA：它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB:通过工质循环系统在冷凝器中时行放热QC，QC=QA+QB，因此高温热泵烘干机组的效率为（QB+QC）/QB，而其他加热设备的加热效率都小于1,因此高温热泵烘干机组加热效率远大于其他加热设备的效率，可以看出，采用高温热泵烘干机组作为烘干装置可以节省能源,同时还降低CO2等污染物的排放量，实现节能减排的效果。

3使用场所

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高温热泵烘干机组适用于宾馆酒店的床上用品的烘干，海产品、蔬菜脱水、AD黑银耳、瓜子、花生、果蔬、肉制品、肠衣、烟叶、皮革、香菇、枸杞、干果、蚊香、贡香、布料、衣物、粮食谷物、挂面、腐竹、肥料、药品、中药材、纸品、木材、种子、污泥、石膏、五金产品、冶金产品、矿山副产品、化工产品、烟气脱硫石膏、粘土、牧草、烤烟、粉煤、煤泥、褐煤等的烘干。在工业热水方面，还可满足电镀厂电镀液的恒温、屠宰场高温热水的加热和保温、星级酒店高温热水的供应和工业企业高温热水的需求。

4产品特点

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1、可实现低温空气封闭循环干燥，物料干燥质量好。通过控制装置的工况，使干燥室的热干空气的温度在20～80℃之间，可满足大多数热敏物料的高质量干燥要求；干燥介质的封闭循环，可避免与外界气体交换所可能对物料带来的杂质污染，这对食品、药品或生物制品尤其重要。此外，当物料对空气中的氧气敏感（易氧化或燃烧爆炸）时，还可采用惰性介质代替空气作为干燥介质，实现无氧干燥。

2、高效节能。热泵烘干机中加热空气的热量主要来自回收干燥室排出的温湿空气中所含的显热和潜热，需要输入的能量只有热泵压缩机的耗功，而热泵又有消耗少量功即可制取大量热量的优势，因此热泵干燥装置SMER（消耗单位能量所除去湿物料中的水分量）通常为～/kWh，而传统对流干燥器的SMER值约为～/kWh。

3、温度、湿度调控方便。当物料对进干燥室空气的温度、湿度均有较高要求时（如木材等），可通过调整蒸发器、冷凝器中工质的蒸发温度、冷凝温度，满足物料对质构、外观等方面的要求。

4、可回收物料中的有用易挥发成分。某些物料含有用易挥发性成分（如香味及其它易挥发成分），利用热泵干燥时，在干燥室内，易挥发性成分和水分一同气化进入空气，含易挥发性成分的空气经过蒸发器被冷却时，其中的易挥发性成分也被液化，随凝结水一同排出，收集含易挥发性成分的凝结水，并用适当的方法将有用易挥发性成分分离出即可。

5、环境友好。热泵干燥装置中干燥介质在其中封闭循环，没有物料粉尘、挥发性物质及异味随干燥废气向环境排放而带来的污染；干燥室排气中的余热直接被热泵回收来加热冷干空气，没有机组对环境的热污染。

6、可实现多功能。热泵干燥装置中的热泵同时也具有制冷功能，可在干燥任务较少的季节，利用制冷功能实现多种物料的低温加工（如速冻、冷藏）或保鲜，也可拓展热泵的制热功能在寒冷季节为种植（如温室）或养殖场所供热。

7、热泵烘干机的适用物料广泛。适宜采用干燥的物料主要为干燥过程耐受温度在20～80℃之间的一大类物料，或虽然物料可耐受温度较高、但利用热泵干燥较节能或安全的物料。已研究和应用较多的物料如木材（如橡木）、谷物、种子、食用菌（如蘑菇、木耳）、药材（如人参等）、海产品（如鲜蚝、扇贝等）、生物活性制品（如细胞、酶）、茶叶、纸张等。

8、与其它低温（进干燥室空气温度<40℃）干燥装置（如微波干燥、真空干燥、冷冻干燥）相比，由于设备初投资小，运行费用低，热泵烘干机装置具有明显的经济性。热泵干燥装置的设备成本主要是热泵部分和干燥室部分，其中干燥室部分与普通对流干燥室要求相同，无特别的气密性和承压性要求。

9、与普通干燥装置（进干燥室空气温度>40℃）相比，由于热泵烘干机初投资一般高于空气电加热装置、燃气或燃煤热风炉，因此干燥装置的初投资一般高于普通干燥装置，热泵烘干机干燥装置的能源效率高，运行费用低，其综合经济性仍有一定优势。

5技术前景

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物料烘干过程是一个巨大的耗能过程，据统计，在大多数发达国家里用于烘干所消耗的能量占全国总能耗的7%-15%，而热效率仅为25%-50%，并且大部分烘干过程特别是对热敏性物料（例如食品和生物物料）都会对其色泽、营养、风味和组织产生影响。高温热泵烘干机技术具有能源消耗少，环境污染小、烘干品质高、适用范围广等优点，其优异的节能效果已被国内外的各种试验研究所证明。[1]

参考资料：

苹果片热泵干燥工艺试验研究张海红,刘贵珊? (宁夏大学农学院,宁夏银川750021)摘要?[目的]优化利用自制热泵干燥设备干燥苹果片的工艺参数。[方法]利用自制热泵干燥设备将苹果片脱水干燥,通过单因素试验和3因素3水平正交试验探讨了干燥介质温度、装料量和切片厚度对干燥速率及能耗的影响。[结果]在30~40?下,在相同的干燥时间内,随着干燥介质温度的升高,干燥速率明显加快。装料量为1~2kg/m2时,随着装料量的增加,干燥时间明显增加,干燥速率明显降低。在3~5mm的厚度范围内,随着切片厚度的增加,干燥时间明显增加,干燥速率明显降低。方差分析表明,干燥介质温度和装料量是干燥速率的主要影响因素。多重比较结果表明,工艺组合为:干燥介质温度为30 装料量为15kg,切片厚度为3、4或5mm。[结论]热泵干燥工艺提高了干燥效率,减少了能耗。关键词?苹果片;热泵干燥;工艺中图分类号? 文献标识码?A 文章编号?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基金项目?2007年度宁夏高等学校科学研究项目; 热泵干燥系统的研究及应用!基金资助项目编号NXGJ。作者简介?张海红(1967-),女,宁夏盐池人,硕士,副教授,从事食品工程研究。收稿日期? 2009?07?08 苹果片由于食用和储运方便,营养丰富,成为深受人们喜爱的一种休闲食品。采用热泵干燥苹果片,具有节能高效、操作温度低、产品质量高的特点。热泵干燥是以含水量低而温度不高的空气作为载体对物料进行干燥,既通过压缩制冷技术得到相对湿度30%左右的干燥气流,在30~60?进行物料干燥[1-2]。利用自行研制的热泵干燥设备,对苹果片进行热泵干试验。以验证设备的可用性,并通过正交试验探讨工艺参数。1?试验材料与方法?试验装置?∀自行研制的果蔬热泵干燥设备,配备计算机自动控制系统。其干燥室内不同部位装设多个温度、湿度、风速传感器,可随时显示记录干燥介质的温度、湿度、风速。冷凝水引出处设有重量传感器,每隔5min采集、记录除水量,以便计算水分去除率。配备功率表,实时检测热泵干燥设备的能耗[3] 101?2型电热鼓风干燥箱(上海实验仪器厂有限公司);∃T?200型电子分析天平(常熟双杰测试仪器厂)。?试验材料?选择成熟、新鲜、无霉烂和无病虫害的横径在60mm以上的黄元帅苹果。?苹果片干燥工艺流程?原料选择%清洗%去心%切片%热烫%沥水%干燥%成品?试验设计?热泵干燥过程中,干燥介质(空气)温度的变化对热泵单元的影响较大,同时装料量和切片厚度也直接影响到干燥速率。因此试验重点考虑的试验因素分别是干燥介质的温度、装料量和切片厚度对干燥速率的影响。以确定正交试验的名因素的取值范围。.1?单因素试验。∀当装材料量为/m2 ,切片厚度为4mm时温度变化范围在30~40?的条件下的干燥速率; #当干燥温度为35 切片厚度为4mm时的干燥速率;∃当干燥温度为35 装料量为1~2kg/m2的条件下,切片厚度为3~5mm的干燥速率。.2?正交试验。为了探讨干燥介质温度、装料量、切片厚度对干燥效果的综合影响,在单因素试验的基础上,设计了3因素3水平正交试验,即干燥介质温度A1=30 A2=35 A3=40?;装料量B1=15kg,B2=20kg、B3=25kg;切片厚度C1=3mm、C2=4mm、C3=5mm。以单位能耗和小时去水量为性能指标(表1)。表1?L9(34)试验Table1?L9(34)experiment B1 B2B3A1A1B1C1A1B2C2A1B3C3A2A2B1C2A2B2C3A2B3C1A3 A3B1C3 A3B2C1 A3B3C2 ?数据处理?通过方差分析及多重比较,确定干燥工艺参数[3-4]。2?试验结果与分析?单因素试验2.?干燥介质温度对干燥速率的影响。图1所示,表示装料量为/m2 ,切片厚度为4mm,温度变化范围在30~40?的条件下,干燥介质温度对苹果片干燥速率的影响。从图中可以看出,在相同的干燥时间内,随着干燥介质温度责任编辑?夏静?责任校对?况玲玲安徽农业科学,Journalof苹果片热泵干燥工艺试验研究张海红,刘贵珊? (宁夏大学农学院,宁夏银川750021)摘要?[目的]优化利用自制热泵干燥设备干燥苹果片的工艺参数。[方法]利用自制热泵干燥设备将苹果片脱水干燥,通过单因素试验和3因素3水平正交试验探讨了干燥介质温度、装料量和切片厚度对干燥速率及能耗的影响。[结果]在30~40?下,在相同的干燥时间内,随着干燥介质温度的升高,干燥速率明显加快。装料量为1~2kg/m2时,随着装料量的增加,干燥时间明显增加,干燥速率明显降低。在3~5mm的厚度范围内,随着切片厚度的增加,干燥时间明显增加,干燥速率明显降低。方差分析表明,干燥介质温度和装料量是干燥速率的主要影响因素。多重比较结果表明,工艺组合为:干燥介质温度为30 装料量为15kg,切片厚度为3、4或5mm。[结论]热泵干燥工艺提高了干燥效率,减少了能耗。关键词?苹果片;热泵干燥;工艺中图分类号? 文献标识码?A 文章编号?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基金项目?2007年度宁夏高等学校科学研究项目; 热泵干燥系统的研究及应用!基金资助项目编号NXGJ。作者简介?张海红(1967-),女,宁夏盐池人,硕士,副教授,从事食品工程研究。收稿日期? 2009?07?08 苹果片由于食用和储运方便,营养丰富,成为深受人们喜爱的一种休闲食品。采用热泵干燥苹果片,具有节能高效、操作温度低、产品质量高的特点。热泵干燥是以含水量低而温度不高的空气作为载体对物料进行干燥,既通过压缩制冷技术得到相对湿度30%左右的干燥气流,在30~60?进行物料干燥[1-2]。利用自行研制的热泵干燥设备,对苹果片进行热泵干试验。以验证设备的可用性,并通过正交试验探讨工艺参数。1?试验材料与方法?试验装置?∀自行研制的果蔬热泵干燥设备,配备计算机自动控制系统。其干燥室内不同部位装设多个温度、湿度、风速传感器,可随时显示记录干燥介质的温度、湿度、风速。冷凝水引出处设有重量传感器,每隔5min采集、记录除水量,以便计算水分去除率。配备功率表,实时检测热泵干燥设备的能耗[3] 101?2型电热鼓风干燥箱(上海实验仪器厂有限公司);∃T?200型电子分析天平(常熟双杰测试仪器厂)。?试验材料?选择成熟、新鲜、无霉烂和无病虫害的横径在60mm以上的黄元帅苹果。?苹果片干燥工艺流程?原料选择%清洗%去心%切片%热烫%沥水%干燥%成品?试验设计?热泵干燥过程中,干燥介质(空气)温度的变化对热泵单元的影响较大,同时装料量和切片厚度也直接影响到干燥速率。因此试验重点考虑的试验因素分别是干燥介质的温度、装料量和切片厚度对干燥速率的影响。以确定正交试验的名因素的取值范围。.1?单因素试验。∀当装材料量为/m2 ,切片厚度为4mm时温度变化范围在30~40?的条件下的干燥速率; #当干燥温度为35 切片厚度为4mm时的干燥速率;∃当干燥温度为35 装料量为1~2kg/m2的条件下,切片厚度为3~5mm的干燥速率。.2?正交试验。为了探讨干燥介质温度、装料量、切片厚度对干燥效果的综合影响,在单因素试验的基础上,设计了3因素3水平正交试验,即干燥介质温度A1=30 A2=35 A3=40?;装料量B1=15kg,B2=20kg、B3=25kg;切片厚度C1=3mm、C2=4mm、C3=5mm。以单位能耗和小时去水量为性能指标(表1)。表1?L9(34)试验Table1?L9(34)experiment B1 B2B3A1A1B1C1A1B2C2A1B3C3A2A2B1C2A2B2C3A2B3C1A3 A3B1C3 A3B2C1 A3B3C2 ?数据处理?通过方差分析及多重比较,确定干燥工艺参数[3-4]。2?试验结果与分析?单因素试验2.?干燥介质温度对干燥速率的影响。图1所示,表示装料量为/m2 ,切片厚度为4mm,温度变化范围在30~40?的条件下,干燥介质温度对苹果片干燥速率的影响。从图中可以看出,在相同的干燥时间内,随着干燥介质温度责任编辑?夏静?责任校对?况玲玲安徽农业科学,,37(31):15414-15416 的升高,37(31):15414-15416 的升