熱泵除濕干燥技術(shù)應(yīng)用展望

    自20世紀(jì)70年代以來，美、日、法、德等國就開展了熱泵除濕干燥的研究，我國也在80年代引進(jìn)了該項(xiàng)技術(shù)，最早而且應(yīng)用范圍最廣的是用于木材的干燥。盡管熱泵在木材干燥領(lǐng)域中呈現(xiàn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，但其中仍然存在問題需要去探討和解決。

　　
　　由于熱泵干燥溫度低接近自然干燥，近幾年逐漸將其應(yīng)用到食品及農(nóng)副產(chǎn)品的干燥作業(yè)之中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品的附加值大大提高。特別是我國政府的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施，極大的促進(jìn)了熱泵除濕干燥技術(shù)的發(fā)展。
　　
　　熱泵是利用一定量的低溫?zé)崮軄慝@得較高溫度、可供利用熱能的熱力系統(tǒng)。熱泵與常規(guī)的干燥設(shè)備一起組成的熱泵系統(tǒng)稱為熱泵干燥機(jī)或除濕干燥機(jī)，主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和膨脹閥等組成的閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱泵干燥又稱為除濕干燥，與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥的區(qū)別在于空氣循環(huán)方式不同，干燥室空氣除濕的方式也不同。論文百事通熱泵干燥時(shí)空氣在干燥室與熱泵干燥機(jī)間進(jìn)行閉式循環(huán)，利用熱泵干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)使來自干燥室的濕空氣降溫除濕。
　　
　　工作原理是：壓縮機(jī)把氣態(tài)的熱泵工質(zhì)(熱泵干燥機(jī)內(nèi)循環(huán)的制冷介質(zhì))提高壓力和溫度后，在冷凝器放熱冷凝成液態(tài)，液態(tài)的熱泵工質(zhì)經(jīng)過膨脹閥膨脹，在蒸發(fā)器中吸熱蒸發(fā)。轉(zhuǎn)化成低溫低壓的氣態(tài)，氣態(tài)的熱泵工質(zhì)進(jìn)入壓縮機(jī)從而完成熱泵工質(zhì)的閉路循環(huán)。另外，經(jīng)冷凝器加熱的干空氣進(jìn)入干燥室，干燥物料成為濕熱空氣，然后進(jìn)入除濕蒸發(fā)器析出水分排到機(jī)外，降低溫度和濕度后的干空氣再經(jīng)冷凝器加熱進(jìn)入干燥室，這樣就完成了空氣的閉路循環(huán)。
　　
　　盡管熱泵在木材干燥領(lǐng)域中呈現(xiàn)發(fā)展態(tài)勢(shì)，但其中仍然存在問題：除濕干燥溫度低，干燥周期長(zhǎng)，目前常用的制冷工質(zhì)的干燥室溫度低于65℃，而常規(guī)干燥的最高工作溫度一般在80~90℃，除濕干燥要比常規(guī)干燥周期長(zhǎng)三分之一到二分之一[4]。
　　
　　不過，從我國近二十余年以來的文獻(xiàn)資料來看，木材干燥理論研究涉及的內(nèi)容大致有：木材滲透性的研究；木材干燥過程中水分遷移特性與遷移機(jī)理；木材干燥的數(shù)學(xué)模型與熱質(zhì)傳遞的研究；木材干燥特性與工藝的研究；木材干燥的應(yīng)力、變形與應(yīng)力檢測(cè)；各種木材干燥新技術(shù)及組合干燥技術(shù)。其中干燥特性與工藝、木材熱物性等的研究，在熱泵干燥機(jī)的設(shè)計(jì)研究中將會(huì)大有用處，而組合干燥技術(shù)同樣是現(xiàn)在的研究熱點(diǎn)。
　　
　　由于熱泵干燥溫度低接近自然干燥，近幾年逐漸將其應(yīng)用到食品及農(nóng)副產(chǎn)品的干燥作業(yè)之中，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，產(chǎn)品的附加值大大提高。特別是我國政府的節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)政策的實(shí)施，極大的促進(jìn)了熱泵除濕干燥技術(shù)的發(fā)展。目前研究熱泵干燥技術(shù)的高校及科研院所主要集中在西南農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、天津大學(xué)、北京理工大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、廣東省農(nóng)機(jī)研究所，上海桑菱能源研究所等幾家單位，干燥的物料也集中在木材、谷物、食品、農(nóng)副產(chǎn)品、紡織和紙張方面。熱泵除濕機(jī)的普及率南方優(yōu)于北方，目前生產(chǎn)除濕機(jī)的廠家有8—10個(gè)，國產(chǎn)設(shè)備占70%左右[1]，我國進(jìn)口的除濕機(jī)主要集中在日本、美國、加拿大等國家。