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解密空气能热泵干燥法

日期:2019-11-17 15:25
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摘要: 解密空气能热泵干燥法 热泵烘干作为热泵市场*为火热的细分领域之一,在讨论之前,我们不妨先了解几个关键词——热泵干燥:采用热泵技术,从空气中吸收能量,达到加热干燥的目的的一种干燥方式;闭环:待干燥物密闭在一个与外界隔绝的空间内,与外界不通风、不导热;出湿:将密闭空间内的空气中的水分冷凝排出,达到降低空气的相对湿度的目的。 经过多年的研究,突破了传统的干燥理念,以闭环出湿方法代替传统的开环蒸发干燥方法,研制出一系列的闭环出湿热泵干燥机,实现了 能量回收,已经大量应用在如粮食、果品、肉类...

解密空气能热泵干燥法

热泵烘干作为热泵市场*为火热的细分领域之一,在讨论之前,我们不妨先了解几个关键词——热泵干燥:采用热泵技术,从空气中吸收能量,达到加热干燥的目的的一种干燥方式;闭环:待干燥物密闭在一个与外界隔绝的空间内,与外界不通风、不导热;出湿:将密闭空间内的空气中的水分冷凝排出,达到降低空气的相对湿度的目的。

经过多年的研究,突破了传统的干燥理念,以闭环出湿方法代替传统的开环蒸发干燥方法,研制出一系列的闭环出湿热泵干燥机,实现了 能量回收,已经大量应用在如粮食、果品、肉类制品、海产品、药材、食品行业、饲料行业、皮革、烟草、木材、酒店布草、家庭衣物、喷涂、电镀、塑料等行业,均取得超乎想象的良好效果。

解密空气能热泵干燥法

闭环出湿热泵技术,一举解决了传统开环式热泵干燥的弊端

 

目前的热泵干燥基本上都是开环式,即待干燥物暴露或半暴露在大气中,给物品加热通风,将水分蒸发飘到大气中。此类干燥方法,在干燥的过程中,将热风和水蒸汽排走,而无论热风还是水蒸汽,实际上都是能量。所以,干燥过程实际上也是能量大量流失的过程,而且外界的粉尘等容易污染待干燥物,物品的有用成分(如芳香烃、脂肪酸等)容易流失到大气中,大大降低了物品的品质。开环式干燥一般来说需要的温度较高,湿度较大,需要经常翻动待干燥物,对物品的破坏较大。在此背景下,威而信率先研发了闭环出湿热泵技术,一举解决了传统开环式热泵干燥的弊端。”所谓闭环干燥,是指待干燥物密闭在隔热不透风的板房内,通过闭式风循环将水蒸汽在冷片上冷凝排出板房,达到出湿干燥的目的。因不排出水蒸汽和热风,因此,理论上不损失能量,效率非常高、能耗低、脱水效率达3.5公斤/度电以上,是开环干燥效率(脱水效率1.2公斤/度电)的几倍。

 解密空气能热泵干燥法

闭环干燥一定是出湿的,即通过降低板房内的相对湿度来达到加快干燥的目的,它的简要工作原理如下图:

 

 

部件说明:1.保温干燥板房/2.待干燥物/3.干燥的热风/4.湿润的热风/5.热泵干燥主机/6.冷凝水

 

如上图,由压缩机驱动的卡诺循环,在主机内形成15度的冷片和90度的热片,风机驱动板房内空气的循环,空气穿过热片后形成65度的热空气,加热待干燥物品,带出水分,成为潮湿的55度的热空气,穿过15度的冷片,冷凝成水珠,掉落集水盘,通过水管排出板房。脱水后的空气再穿过90度的热片,成为65度的热空气,如此循环,不断降低板房内的相对湿度,达到干燥的目的。

 

冷片吸收能量,热片释放能量,闭环干燥彻底解决了传统开环干燥的所有问题,具备显著的优点:首先,排出去的只有水,没有能量流失, 能量回收,因此效率非常高,是开环方式的几倍,且效率跟外界温度和湿度完全无关,一年四季始终保持高能效,适合任何气候条件;其次,外界粉尘无法进入,达到药品级的干净程度,不会造成物品的有效成分流失,大大提高干燥物品的品质和级别,并可以实现低温快速干燥;此外,均匀的强风对流使得干燥物表面无水膜,保持干燥房内湿度低,保证干燥过程不发霉、不变质,更无需翻动物品,节约人工成本的同时,不破坏物品的功效和品相;*后,机组采用内置式或一体式设计,安装简单、性能稳定,可单机/组网/网络连接兼容,全电脑智能控制系统,可实现远程监控,可编程温度、湿度、时间控制,可分段自动控制。

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干燥要注意以下几组测试数据

 

*近几年已经在海南、广东、江西、湖南等省安装了大量的闭环出湿式热泵干燥系统,厂家和用户都获得了非常好的效益,并与国家农业部规划设计院、海南省农业厅等政府部门建立了合作或推广应用。干燥不同于热水,干燥是一门科学和艺术,不同物品对应不同的干燥曲线,如温度、湿度、时间,适用不同的干燥板房,务必请专业的人员设计和安装板房、货架、风道和设置合适参数。特别要注意以下几组测试数据:

 

1、首先要测定物品干燥特性:在大批量干燥前,必须先少量进行干燥特性的测试,一般是十几斤即可,实验出比较合适的干燥温度、湿度、时间曲线,测试出干燥的脱水率和*短时间。

 

脱水率的测试:(干燥前的重量—干燥后的重量)÷干燥前的重量,一般转成百分比。*短时间:从开始干燥至达到干品要求的时间,一般用小时或分钟计算。

 

 

 

以佛手瓜的干燥为例,其曲线图(@温度=60度),从图中看出前6小时脱水70%,后六小时再脱水17%左右,总脱水率87%。

 

2.每次放置量的大小的计算 每次放置量 =(机器每小时的脱水量×物品干燥的预计时间)÷物品的脱水率。

 

预计时间不得少于干燥*短时间,对不容易变质的物品,预计干燥时间可以远远大于*短干燥时间,以减少装卸货的次数。物品干燥到了后期,含水量大大减少,体积和表面积减少,脱水难度大大加大,如果前期干燥的物品一直干燥下去,机器的效率无法发挥出来。因此,应该采用二段干燥法,即干燥到一定程度后,将几个板房的合在一起进行第二段的干燥。

 

为了增加表面积,提高水分蒸发速度,在保证通风的前提下,放置量多几倍也是可以的,但干燥时间相应加长。如以上佛手瓜的干燥曲线,前6小时已经脱水70%,后6小时再脱水17%即达到完全干燥,考虑员工上下班方便,设定12小时为前期脱水70%,后12小时为后期脱水17%。如选用威而信的WRH500A的干燥主机,耗电功率5KW,每小时脱水30斤,则每个板房每次放置量=(12小时X30斤/小时)/70%=515斤。

解密空气能热泵干燥法

3.货架的设计

 

根据物品的大小、形状等特性,设计合适的货架,如有孔托盘、无孔托盘、挂杆、挂钩、传动带流水线式等等,主要考虑通风和效率,一般做成推车式。如上,每次放置量为515斤,假设切片后佛手瓜的比重为0.2,则对应的体积=1.29立方米;按25cm厚度,则需要约5.2平方米的面积,则将料车做成1780mm*3000mm的单层结构即可。

 

实际操作时,次只能放置以上计算量的50%,待实验结果满意后,才慢慢加大量,直至达到计算的量。

 

 

风道货架及物料托盘设计示意图

 

4.板房的设计

 

结合场地、产量设计单个、多个单排、多个双排等结构的板房,一般设计成多个双排板房,中间走廊和车道,板房内敷设定位导轨,料车在导轨上走动,减少摩擦阻力,提高配合精度,避免料车跟板房冲撞。

 

板房可以不带门,靠货架车上的隔热板做密封门,结构简单,成本低,使用方便。板房可采用50MM厚度的泡沫夹芯板,经济适用、组装灵活、快速和方便。接合处要打玻璃胶或聚氨酯密封,四周和每6米连接处要C型槽钢固定。

 

5.干燥房内部的防潮、防水和隔热处理:

 

可根据实际情况现场布置,但要求地面做保温防潮处理;如果敷设了导轨,货架的承重全部在导轨上,则除开导轨的地面铺上普通的隔热材料(如泡沫)即可。

 

按照以上要求做出来的工程,基本上一次性可以达到设计要求。由于施工安装简单,造价低,效率高,不受环境温度和湿度的影响,威而信的闭环出湿式热泵干燥机得到干燥行业广大客户的认可,*终可能取代开环式热泵干燥,目前威而信的订单不断,正开足马力加班生产。