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目前,热泵干燥的发展主要表现在下几个方面:(1)采用复合制冷工质,研究开发高压制冷压缩机,以提高冷凝温度,从而满足较高的干燥温度要求。
(2)应用多级蒸发新型热泵装置,以满足不同物料或同种物料在不同干燥时段的温度要求。国立新加坡大学机械工程系的K.J.Chua等人进行了两级蒸发热泵干燥试验,试验表明二级蒸发热泵干燥系统可在较大范围内改变干燥系统的温度和相对湿度,并能提高系统的操作系数(COP),节约能耗。
(3)热泵组合干燥系统。为了进一步缩短干燥时间、提高干燥效率,国外不少学者研究了热泵与太阳能组合干燥系统,也有采用红外辅助加热或微波辅助加热的热泵组合系统。其中热泵与太阳能组合干燥设备克服了太阳能干燥分散性大、热值低、温升小、干燥速度低,且受到气候条件限制、干燥过程不稳定的缺点。同时降低了热泵干燥成本偏高等问题,适合我国南方地区的农产品(水产品)高品质、绿色低能耗干燥。
(4)新型热泵技术的研发。基于吸收式制冷循环的热泵干燥机的研制,吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸汽,在另一条件下又能强烈吸收低沸点组分的蒸汽这一特性完成制冷循环,靠消耗热能作为补偿实现制冷,具有制冷制热能力大、燃料范围广等特点,非常适合于热泵干燥这类蒸发温度高的应用对象。化学热泵的开发与应用,化学热泵是指利用可逆的吸热、放热化学反应驱动的热泵系统,与压缩式热泵相比较,化学热泵具有不消耗动力、温度提升幅度高(供热温度可达200℃以上)、运转部件少、噪声低、更有利于环境保护等优点。
(5)自动控制技术的应用。干燥加工是一个复杂多变的过程,根据物料脱水情况及环境状况适时调控干燥工艺参数,有利于提高能量利用率及产品品质。热泵干燥系统既可以调节空气湿度又可实现对空气温度的双向调节,因此,将现代检测、传感及控制技术结合起来应用于热泵干燥加工,很容易实现对干燥加工过程的全自动人工智能控制,从而降低操作成本,提高制品品质。
5、结论
近年来,随着热泵干燥已趋日益成熟,其优异的节能效果已被各种实验研究所证明,加之人们对环境问题的关注,热泵干燥已显现出广阔的应用前景,热泵干燥已开始应用于食品、生物制品、种子等热敏性物料的干燥。新型环保的制冷工质减少因环境问题给热泵干燥的应用带来的不利影响。多级蒸发热泵循环系统、组合热泵干燥设备、多种用途的热泵组合系统以及自动控制技术的应用,将是热泵干燥技术的主要发展方向。
