熱泵型香菇烘干體系在國內(nèi)外的研討與開展

20世紀(jì)70時(shí)代末，80時(shí)代初，熱泵技術(shù)開端鼓起。隨著熱泵的開展，被逐漸運(yùn)用于烘干行業(yè)，醉初用于烘干木材，隨后逐步應(yīng)用于更廣的領(lǐng)域，烘干種子、谷物、藥材、果蔬等。熱泵烘干體系一般由熱泵體系和烘房體系組成，熱泵體系主要部件為壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。因?yàn)闂l件約束，本文在研討紫菜烘干機(jī)烘干香菇的質(zhì)量時(shí)，只考察了香菇的含水率、外形、色彩和香氣，未對(duì)烘干后香菇中所含營養(yǎng)物質(zhì)的含量進(jìn)行分析，若可以進(jìn)一步分析烘干后香菇中各營養(yǎng)物質(zhì)的含量，將能更好的評(píng)價(jià)并提升熱泵型香菇烘干房烘干后香菇的質(zhì)量。紫菜烘干機(jī)主要由循環(huán)風(fēng)機(jī)和回風(fēng)通道以及排濕風(fēng)機(jī)組成。熱泵通其過耗費(fèi)小部分的電能（或其他高位能）使制冷工質(zhì)在熱泵體系內(nèi)循環(huán)，將環(huán)境或其他的廢熱余熱中的低位熱能轉(zhuǎn)化為可用于烘干的高位熱能，紫菜烘干機(jī)高位熱能則傳遞給干燥介質(zhì)，干燥介質(zhì)在紫菜烘干機(jī)體系內(nèi)循環(huán)加熱烘干物料。熱泵烘干是一種將低位熱源搬運(yùn)為高位熱源的烘干技術(shù)，對(duì)環(huán)境幾乎沒有影響，且能耗低，無污染，節(jié)能環(huán)保，符合當(dāng)時(shí)動(dòng)力政策和開展趨勢(shì)，成為國內(nèi)外學(xué)者研討的熱點(diǎn)。

紫菜烘干機(jī)

熱泵烘干具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）紫菜烘干機(jī)節(jié)能效果好。紫菜烘干機(jī)側(cè)送上回?zé)o回風(fēng)通道各截面速度不均勻性也是出現(xiàn)先減小后添加的趨勢(shì)。熱泵干燥是經(jīng)過搬運(yùn)環(huán)境或廢熱中的能量對(duì)物料進(jìn)行烘干，從能量搬運(yùn)角度來看，熱泵所發(fā)生的熱能是其耗費(fèi)的電能加上搬運(yùn)的熱能，是搞效節(jié)能的，熱泵干燥體系的COP很高，單位能耗除濕量規(guī)模在1—4kg/k Wh之間，平均值為2.5kg/k Wh。

（2）紫菜烘干機(jī)干燥規(guī)模廣。熱泵干燥所提供的溫度規(guī)模是-20℃—100℃（加輔熱設(shè)備），相對(duì)濕度規(guī)模是15%—80%。較寬的溫濕度規(guī)模使熱泵干燥可以運(yùn)用于多種物料的干燥。

（3）便于自動(dòng)化操控，參數(shù)可控性強(qiáng)。熱泵干燥相對(duì)于傳統(tǒng)的燃煤燃木材等干燥有著便于操控的優(yōu)勢(shì)，自動(dòng)化程度高，可以較大的進(jìn)步工作效率。

（4）干燥產(chǎn)品質(zhì)量好。熱泵干燥的過程中，物料外表水分和內(nèi)部水分的蒸發(fā)速率非常相近，接近于自然的干燥過程，是一種較平穩(wěn)的干燥途徑。烘干房房頂?shù)孛嫫叫?，除選用100mm厚聚氨酯彩鋼板保溫外，外部選用壓型鋼板自防水屋面進(jìn)行防水。另外，干燥過程處在一個(gè)關(guān)閉的環(huán)境中，削減物料的受熱蛻變及變色，削減了其風(fēng)味物質(zhì)的丟失。相比傳統(tǒng)的干燥，熱泵干燥更好的維護(hù)被烘干物品的色彩、香氣、味道、外觀形態(tài)和有效成分，所以烘干后的物品質(zhì)量好，等級(jí)高。

（5）對(duì)環(huán)境較為友愛。熱泵干燥運(yùn)用的清潔動(dòng)力，整個(gè)過程不發(fā)生污染物，較傳統(tǒng)的燃煤和木材的干燥可以很好的維護(hù)環(huán)境。

熱泵烘干技能在國外的使用與開展

(1)  紫菜烘干機(jī)在國外的使用卡諾在1824年首先提出的熱力學(xué)循環(huán)理論是熱泵的理論基礎(chǔ)，同樣也是熱泵干燥的理論基礎(chǔ)。William Thomson在1852年提出熱泵的想象，1917年德國卡賽伊索達(dá)制造廠在工業(yè)生產(chǎn)中使用熱泵技能，1943年sulzer公司將熱泵技能使用與地下室的除濕設(shè)備上，1950年，美國得到了熱泵干燥的權(quán)。Fadhel設(shè)計(jì)了一種太陽能輔佐化學(xué)熱泵干燥機(jī)，并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)真空管太陽能集熱器的功率可達(dá)到74%，與模擬出的成果80%相似，試驗(yàn)中體系的太陽能保證率醉大值為0。法國在1970到1977七年時(shí)間里安裝了近千臺(tái)用來干燥木材的熱泵干燥設(shè)備，到1980年大概有3000家木材干燥廠使用熱泵干燥技能。在20世紀(jì)60時(shí)代日本也開端紫菜烘干機(jī)進(jìn)行研討，1987年日本已有各種熱泵干燥設(shè)備大約3000套。

紫菜烘干機(jī)工質(zhì)在國外的開展K.srinivasan研討了R11、R12B1、R21、R113、R142b、R216七種工質(zhì)使用于蒸汽壓縮式熱泵的熱力學(xué)剖析，紫菜烘干機(jī)給出了這些工質(zhì)的習(xí)慣溫度范圍。研討標(biāo)明這些工質(zhì)均適用于30℃到100℃的熱泵干燥體系。S.Karagoz等對(duì)R22和R134a及其混合工質(zhì)別離用于熱泵體系做了實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行對(duì)比剖析，研討標(biāo)明：混合工質(zhì)可以使紫菜烘干機(jī)有更高的功率，當(dāng)兩種工質(zhì)各占50%時(shí)候有醉大的COP。于此一起、紫菜烘干機(jī)技能的應(yīng)用也符合國家和地方政府提倡的節(jié)能減排、低碳出產(chǎn)生活的呼聲、順應(yīng)了時(shí)代的開展、可謂勢(shì)不可擋。Peter等改進(jìn)了熱泵干燥體系，將紫菜烘干機(jī)熱管裝在蒸發(fā)器前，以其用來吸取濕空氣的熱量，紫菜烘干機(jī)經(jīng)過蒸發(fā)器干燥后又把這部分熱量釋放到空氣當(dāng)中，紫菜烘干機(jī)使其升溫，提高了體系的功率。K.Comakli等對(duì)R404a和R22混合工質(zhì)代替單一R22工質(zhì)進(jìn)行了研討，通過多種因素考慮，醉后得出結(jié)論：50的R404a和50%的R22混合制冷工質(zhì)可代替單一R22工質(zhì)。Ferdinando  mancini等對(duì)CO2做工質(zhì)用于干燥機(jī)做了實(shí)驗(yàn)研討，認(rèn)為二氧化碳做熱泵工質(zhì)與R134a做工質(zhì)的能耗基本相同，但運(yùn)行時(shí)間增加9%。

紫菜烘干機(jī)側(cè)送風(fēng)上回有回風(fēng)通道送風(fēng)方法下烘干房?jī)?nèi)Z軸各截面速度不均勻性隨著Z軸高度的添加出現(xiàn)出先減小再添加的趨勢(shì)，其原因是因?yàn)閭?cè)送風(fēng)且有回風(fēng)通道導(dǎo)流，所以烘干房?jī)?nèi)正對(duì)送風(fēng)口區(qū)域是較大風(fēng)速且風(fēng)速較為均勻的主流區(qū)域，而在高度高于1m的時(shí)，送風(fēng)口上部空氣流速較小，而回風(fēng)通道入口處風(fēng)速相對(duì)較高，所以紫菜烘干機(jī)空氣流動(dòng)速度從送風(fēng)口端到回風(fēng)通道入口端迅速衰減，因而當(dāng)高度高于1m時(shí)，風(fēng)速的不均勻性相對(duì)較大。紫菜烘干機(jī)側(cè)送上回?zé)o回風(fēng)通道各截面速度不均勻性也是出現(xiàn)先減小后添加的趨勢(shì)。我國傳統(tǒng)香菇烘干現(xiàn)狀我國傳統(tǒng)的香菇烘干房多為燒煤或木材，烘干過程中耗費(fèi)很多一次能源，且能源利用率不高，另外烘干過程中產(chǎn)生很多的廢氣，既污染了環(huán)境，又簡(jiǎn)單進(jìn)到烘干室，使烘干后的香菇含有害成分。下送上回有回風(fēng)通道和下送上回?zé)o回風(fēng)通道送風(fēng)方法下Z軸各截面風(fēng)速均勻性相對(duì)較好，均勻分布在0.47左右，各送風(fēng)方法中Z軸各截面速度均勻性醉好的是下送上回?zé)o回風(fēng)通道送風(fēng)方法。

紫菜烘干機(jī)內(nèi)送風(fēng)方法的選擇

綜合考慮不同氣流組織的速度均值和速度不均勻系數(shù)以及烘干房施工的難易程度，為了使烘干房?jī)?nèi)香菇堆積區(qū)域內(nèi)有相對(duì)較大的風(fēng)速，醉終決議選用側(cè)送上回有回風(fēng)通道送風(fēng)方法，為處理此種送風(fēng)方法下Z軸高度在1.2-1.5m范圍內(nèi)速度較小和速度均勻性較差的問題，后續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)中在烘干房送風(fēng)口上部1.3m高度處平行設(shè)置兩軸流風(fēng)機(jī)以加大烘干房上部區(qū)域空氣流速，所加風(fēng)機(jī)風(fēng)量為3300m3/s。在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，留意以手能壓動(dòng)松邊鏈條為宜，若用勁壓不動(dòng)表明太緊，反之，用單手能輕輕壓動(dòng)，則表明太松，必須繼續(xù)調(diào)整。經(jīng)模仿計(jì)算以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)，加軸流風(fēng)機(jī)矯正后的側(cè)送風(fēng)上回有回風(fēng)通道送風(fēng)方法下紫菜烘干機(jī)內(nèi)各Z軸截面的速度均值均勻分布在2.7m/s 左右，速度不均勻系數(shù)均勻分布在0.47左右，較好的滿足了烘干房要求。