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高温热泵机组技术应用案例

(1) 烟草烘干

针对威尼斯vns12561国烟叶烘烤质量及目前国内节能烘烤设施缺陷等问题,由河南高温热泵机组科研小组历近十年,研制了高温热泵烟草全自动烘干系统,已在烟草、食用菌、农作物烘烤领域已经获得规模化的生产应用。该设备首次应用已获国家发明专利的热泵加热和冷凝除湿技术,经检测设备热效比达1∶3~5,安全、环保;率先使用已获国家实用新型专利的烟叶烘烤监控仪,采用数字式温度传感器,精度达0.1℃,内置多种烘烤“专家系统”,并具备在线调节功能,可实现不同生态条件下烟叶烘烤的温湿度自动控制。 本项目自1998年开始,从更深层次研究了影响烟叶烘烤过程最主要的生理生化变化规律及其与烘烤环境条件的关系,揭示了烟叶高温热泵机组质量形成的本质;研究开发了适合威尼斯vns12561国国情的烤烟高温热泵机组适度规模种植的热泵高温热泵机组供热,冷凝排湿的密集烤房及其自控高温热泵机组设备,其热效比最高达到5左右,烘烤性能稳定,能有效准确地实现烘烤工艺要求的各项指标,确保烟叶内在和外观品质,烤干1kg干烟叶耗电量仅有1kW·h。而且,烘烤过程污染达到零排放,能够一机多用,随着威尼斯vns12561国电力供应逐渐达到富裕程度,该技术具有广阔的应用前景。

(2) 木材的干燥

木材干燥是较成功的应用高温热泵机组技术的领域之一。虽然用高温热泵机组木材较常规气流干燥耗时多,但显著的节能效果和较高的木材利用率使热泵干燥法成为木材干燥加工的主要手段之一,特别适用于那些商业价值高、干燥难度大的“难干木材”。近年来,北京林业大学一直致力于木材高温热泵机组的理论研究(1992,张璧光;1996,张璧光),积累了大量实验数据和实践经验,而在实际运行中节能效果和干燥效果均较理想。

(3) 谷物的干燥

谷物干燥是高温热泵机组技术的主要研究及应用领域之一。美国于1950年就试验采用空气/空气热泵干燥谷物。实际现场试验表明,电热式干燥谷物的除水率约为1.1kg/kW·h,而热泵法干燥谷物的除水率约为1.8kg/kW·h,后者比前者能量消耗约少40%。目前,英国、德国等发达国家的热泵干燥技术已在谷物干燥加T生产实践中得到广泛应用。

(4) 茶叶的干燥

采用水/水热泵烘干茶叶,每吨茶叶大约消耗能源1250kW·h(相当于0.45t标准燃料);而烟气或热空气烘干茶叶,每吨茶叶大约消耗1833 kW·h(相当于0.66t标准燃料),大约节约32%的能源。同时可以控制最佳的温度状态,提高了产品质量,防止了茶叶过度干燥。采用热泵干燥技术,可溶性鞣酸的损失可减少1 1%~13%。

(5) 种子的干燥

热泵干燥技术的低温干燥特性比较适合于种子干燥,相关研究人员用高温热泵机组分别对玉米、大豆、稻谷、白菜种子进行了干燥试验研究。

天津大学的马一太教授通过热泵干燥种子的实验” 研究证实了热泵烘干机是一种良好的种子干燥方法,能够保证种子的干燥品质,提高干燥温度,减小干燥空气相对湿度,降低初含水率,缩短干燥时间。在干燥空气流速较低的情况下,干燥空气流速对干燥速率影响很小。种子的发芽率和健芽率受干燥温度影响最大,建议白菜种子的干燥温度不宜超过40℃ 。在条件允许的情况下,热干燥可采用双干燥室和较低温度进行间歇干燥,从而提高种子的干燥质量。

(6) 食品的干燥

把高温热泵机组技术应用于食品物料的干燥愈来愈得到人们的关注。一方面是过去对食品热泵烘干机等热敏感性物料的干燥一般采取冷冻干燥,但干燥成本太高;另一方面是热泵干燥的干燥条件温和,干燥参数易于控制,能够得到与冷冻干燥品质相近的产品热泵干燥食品物料时其干燥温度能在-20 ~60℃ 范同内调节,采用恰当的控制方法,热泵烘干机系统可在常压下实现冷冻干燥。Chua et a1.(2000)应用他们自己设计的二级蒸发热泵烘干房系统,根据不同的农产品,设定了不同的干燥介质温度,得到的产品质量好,而且在整个干燥过程中颜色和维生素C的损失分别下降87%和20%。

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