热泵-太阳能花椒干燥系统
来源：未知
发布日期：2019-07-29 11:30【大 中 小】
近年来，把热泵这种高能效比的机组和清洁太阳能联合起来研究，因为具有高效、环保、干燥品质好等优点在干燥系统中受到越来越多的关注。花椒的传统干燥方式易受天气影响，会对环境造成污染，干燥产品质量差、效率低。为了能满足花椒的大规模干燥，急须利用先进的干燥技术来取代传统的干燥工艺。本研究上海一恒科学仪器有限公司提出了热泵-太阳能花椒干燥系统，用该系统对3t花椒进行干燥处理，并用数值模拟的方法对烘干房气流组织进行研究。
1热泵－太阳能花椒干燥系统
1.1系统结构
热泵干燥一般属于热风低温干燥，干燥温度主要集中在40~80℃，太阳能干燥比热泵干燥更节能、更环保，但由于太阳能的间歇性、随时间的变化性，对其在干燥系统有非常大的障碍。本研究上海一恒科学仪器有限公司提出的热泵-太阳能花椒干燥系统的工作原理。热泵-太阳能联合干燥系统由干燥房、热泵系统、太阳能系统以及控制系统组成。干燥房采用特别材料建造，其内分为2个部分，中间用回风隔板隔开，一部分为物料室，另一部分为加热室。热泵系统由蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀、送风管道、制冷剂流管、制冷剂及风机组成；太阳能系统由真空管集热器、风管等组成；控制系统由温度传感器、湿度传感器、数据总线、计算机组成。系统使用循环风，整个风循环系统是一个封闭循环系统，不再引入新风，减少因排风带走热量的损失。
1.2工作原理
上海一恒发现其干燥过程热风加热热量由太阳能和热泵提供：热泵干燥是根据逆卡诺循环，制冷剂在压缩机的动力作用下在整个热泵系统循环，吸收空气的低品位热能在压缩机做功的条件下，产生高品位热能并将热量输送至干燥房，在相关设备的工作下实现热质交换，达到干燥效果；太阳能利用集热器收集热量，这种能量供应方式清洁，所以当太阳充足时，尽可能多地利用，但受天气影响，所以太阳能只是作为辅助设备。太阳能通过集热器收集，并通过集热器与热管换热，加热回风温度。干燥过程开始时，打开所有风机，让干燥用的循环风在整个系统循环，再开启热泵，空气被加热成为高温空气。通过总进风管送入干燥房，并通过支管送风到物料车底部，干燥花椒。干燥房从上侧排出低温高湿的气体，气体首先来到蒸发器，蒸发器制冷剂要吸热，故空气温度会降低，当降低到机器露点一下就会结露，析出水分达到减湿的效果。空气流出蒸发器，在三通换向阀处根据集热器温度传感器的数据进行空气流向选择：
（1）当数据大于蒸发器出口温度则流向太阳能集热器，经真空集热管换热继而流向热泵冷凝器；
（2）反之则直接流向热泵冷凝器；在热泵冷凝器吸收热量变为高温低湿的空气，并在风冷冷凝器风机作用下送入干燥室，如此循环往复，在系统设备配合作用下达到加热空气、干燥花椒的效果。在整个系统多处安装传感器和自动控制部件，并反馈到计算机，并设计程序实现全系统自动控制。换向阀根据集热器温度值选择空气流向，干燥房内也设置有温度、湿度传感器，当温度过高或过低可控制热泵的工作情况来控制温度，当湿度达到一定要求系统自动停止。
2结论
本试验上海一恒科学仪器有限公司提出了热泵-太阳能花椒干燥系统，研究了热泵-太阳能花椒干燥系统的设计方法，以3t花椒为例，设计了热泵-太阳能花椒干燥系统，并利用Airpak软件的方法对烘干室的速度场和温度场进行模拟，结果表明该系统具有如下优点：
（1）节能环保。热泵供热的能效比较高，是一种高效的方式，太阳能的应用使系统更具清洁能源优势，整个系统节能环保。
（2）干燥效果好。整个干燥过程用稳定热风干燥，良好的气流组织设计保证了不会出现传统干燥方式中的温度过高或过低的现象，从模拟结果也可以看出干燥室温湿度都比较理想，适合花椒干燥。
（3）控制优化设计。整个系统控制方案合理，能有效完成太阳能和热泵组合的优化控制。
