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人參烘干機(jī)壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器共同構(gòu)成熱泵系統(tǒng)的回路。制冷劑R22在系統(tǒng)中循環(huán)。人參烘干機(jī)熱泵中的工作流體發(fā)生了變化。它們的工作過(guò)程(1-2,2-3,3-4,4-1)是等熵壓縮、等壓冷凝放熱、節(jié)流、等壓蒸發(fā)吸熱。在壓縮機(jī)中,低溫低壓飽和氟利昂被壓縮成高壓,高溫蒸汽氟利昂進(jìn)入冷凝器。氟利昂冷卻了。在該裝置中,采用活塞式壓縮機(jī)將氟里昂和熱力膨脹閥壓縮至節(jié)流閥。冷凝器放出熱量,通過(guò)節(jié)流閥變成低壓、低溫的飽和氣液混合物,再通過(guò)蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換。制冷劑R22從蒸發(fā)器干燥室內(nèi)的空氣介質(zhì)吸收熱量,成為低溫低壓飽和氣體。進(jìn)入壓縮機(jī)后,進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。熱泵能夠?qū)⒊凉窈蟮臐駸峥諝夤┙o干燥裝置循環(huán)利用,除濕后還能夠加熱新空氣。這樣可以避免由于排出濕熱空氣而引起的熱損失,還可以減少環(huán)境污染。
熱泵裝置比傳統(tǒng)人參烘干機(jī)節(jié)省40%~70%的能量,更具實(shí)用性。人參烘干機(jī)在干燥藥品、食品、農(nóng)副產(chǎn)品方面。熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器在干燥時(shí)吸收環(huán)境中的熱能。此外,干燥室出口處的平行蒸發(fā)器也可用于吸收干燥室內(nèi)的潛熱和感熱空氣。干菊花與熱泵干燥菊花和太陽(yáng)能熱泵干燥菊花的干燥速率在干燥后期差異較大。因此,將排放到環(huán)境中的廢熱被充分利用來(lái)提高裝置的效率??吹竭@種干燥方法是相對(duì)節(jié)能的。蒸發(fā)器還可以用揮發(fā)性物質(zhì)冷卻水蒸氣并將其冷凝成液體。如果回收揮發(fā)性成分,則只能收集這些液體。
人參烘干機(jī)熱泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí),蒸發(fā)器和冷凝器的壓力損失被忽略。蒸發(fā)器壓力等于壓縮機(jī)進(jìn)口壓力,出口壓力等于冷凝器壓力。假設(shè)蒸發(fā)器和冷凝器的溫度恒定,壓縮機(jī)的內(nèi)部過(guò)程可以簡(jiǎn)化為等熵壓縮過(guò)程,也可以采用節(jié)流過(guò)程。本文就此做了以下幾方面的作業(yè):人參烘干機(jī)設(shè)計(jì)裝載量為鮮玫瑰花瓣300Kg的烘房,及其輔佐部件物料盤(pán)、小推車等。簡(jiǎn)化為等焓過(guò)程,人參烘干機(jī)熱泵的理論循環(huán)條件。人參烘干機(jī)中干燥介質(zhì)的潛熱和感熱被蒸發(fā)器中的制冷劑吸收,因此制冷劑在低壓下蒸發(fā)成氣態(tài)。在該裝置中,采用活塞式壓縮機(jī)將氟里昂和熱力膨脹閥壓縮至節(jié)流閥。
制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)并被壓縮成高溫高壓蒸汽。通過(guò)冷凝器將熱量釋放到干燥室的空氣中。同時(shí),制冷劑變成液體。在節(jié)流和減壓之后,高壓液體制冷劑變成低壓氣液混合物,并進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中使用的制冷劑是R22。在干燥后期,游離水被排出,人參烘干機(jī)里的物料中殘留的水難以排出,干燥速率低。根據(jù)以上計(jì)算,熱泵系統(tǒng)的實(shí)際壓縮功率約為700W,在試驗(yàn)設(shè)備配置時(shí),人參烘干機(jī)選用了功率為800W的三菱KB134VPD。該壓縮機(jī)具有體積小、重量輕、能耗低、熱、運(yùn)行平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、排氣范圍寬、噪聲低、不受壓力影響等優(yōu)點(diǎn),但也存在排氣t造成的損失和間隙體積大的缺點(diǎn)。轉(zhuǎn)運(yùn),因?yàn)樗軡M足范圍更廣的制冷能力要求,是有利的。工作條件下的調(diào)整。
溫度對(duì)菊花干燥時(shí)間和含水量的影響如圖4-5所示。人參烘干機(jī)內(nèi)空氣溫度的變化對(duì)菊花的干燥時(shí)間和含水量有顯著的影響。當(dāng)溫室氣溫為40℃時(shí),干燥11小時(shí)后濕基含水率為31%;當(dāng)溫室氣溫為50℃時(shí),干燥11小時(shí)后濕基含水率為22%;當(dāng)溫室氣溫為60℃時(shí),濕基含水率為14%。干燥9小時(shí)后。根據(jù)日光輸入的方式,人參烘干機(jī)的選擇可分為三類:溫室式干燥設(shè)備、集熱式干燥設(shè)備和集熱式溫室式干燥設(shè)備。干燥室內(nèi)空氣介質(zhì)溫度較低時(shí),菊花的表面溫度也較低。此時(shí),人參烘干機(jī)內(nèi)向菊花的傳熱較弱,因此傳熱的驅(qū)動(dòng)力也較弱,必須延長(zhǎng)干燥時(shí)間。
人參烘干機(jī)對(duì)菊花干燥時(shí)間越短,含水率下降越快,干燥介質(zhì)溫度越高,傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力越大,材料界面溫度越高,從界面逸出的水蒸氣越快,菊花的干燥時(shí)間越短,但透射電鏡觀察的結(jié)果表明溫度不能超過(guò)80℃,否則會(huì)破壞菊花的品質(zhì)。在干燥過(guò)程中,通過(guò)人參烘干機(jī)電能表的前后讀數(shù)差來(lái)測(cè)量干燥裝置的能耗。例如,當(dāng)電度表開(kāi)始讀取E0并結(jié)束讀取Ei時(shí),用于在0-1周期中干燥的能量消耗是Wi=E0-Ei。材料特性是指其結(jié)構(gòu)、組成、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)、含水率和材料組合形式。從能量計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)干燥厚度和質(zhì)量相同,濕基含水量達(dá)到20%時(shí),太陽(yáng)能系統(tǒng)單獨(dú)干燥的能耗約為3°C,熱泵系統(tǒng)單獨(dú)干燥的能耗約為10°C,而太陽(yáng)能系統(tǒng)單獨(dú)干燥的能耗約為10°C。h表明單獨(dú)使用太陽(yáng)能干燥可以降低運(yùn)行成本。