1国内现状
近年来,随着我国经济的迅速发展,干燥设备的需求量越来越大,其制造水平也越来越高。干燥设备可以满足生产的需要,甚至部分装置出口至国外,这些成长是广大技术人员努力的成就,而干燥设备的进步主要表现在以下几个方面:84895
(1)干燥设备的质量得到保证,多数设备钢管都经过抛光处理,多数厂家的加工质量可以保证。
(2)随着国际间技术交流的加强,我国干燥设备的引进,国外干燥设备机型对我国产品产生巨大影响,干燥机的结构趋向多样化及专业化。
(3)为了满足生产要求,我国干燥设备的规模不断扩大。
(4)干燥设备的装备水平主要指附属设备的配备,干燥系统的控制,操作的方便程度和安全没等级等。干燥设备装备水平的进步主要体现在安全化的设计,人性化设计,控制系统的配备等。
我国热泵干燥技术虽然起步较迟,但近年来已有了突飞猛进的发展,主要研究集中在以下几个方面:
(1)关于热泵干燥系统高效节能方面的研究。有学者推出两级压缩高温热泵空气旁通率理论计算方法并提出了露点温差理论,建立了空气旁通率和干燥室空气状态处理数学模型,指出干燥热泵的制冷量、制冷剂流量、中间换热器的换热量及压缩机功率都与系统的空气旁通率成线性关系。也有学者分析了热泵干燥系统能耗与循环风的状态的关系。结果表明:循环风的旁通率对热泵干燥系统的干燥能耗比具有一定的影响;在不同干燥介质状态下,存在一个最佳的旁通率,此时热泵干燥系统的干燥比能耗最低。
(2)热泵干燥控制方式的研究。由于温度及湿度控制滞后性大,如果想要实现自控就需要采用各种控制方法。目前在研究中对其采用模糊控制方法,已经取得了较好效果。国内学者研究了干燥室湿度、温度、风量全程监控系统,并采用PID 与模糊控制结合的方法,增强了对不确定性因素的适应性。
(3) 研究联合式干燥设备,拓宽热泵干燥应用范围。热泵干燥对露点温度低的空气干燥效果差,采用热泵与吸附式联合干燥系统进行干燥,可使空气露点温度降低到- 40℃,并且干燥效率高。一种新型双热源干燥机已经研制出来,可实现热泵供热、空气的干燥、干燥室排湿3 种工况,可以使其成本降低。热泵微波联合干燥可以提高干燥产量, 但SMER 降低,其大小与微波能的输入量成比例。干燥物料特性对微波干燥器的SMER 影响很大, 特别是高吸湿性物料, 它的SMER 下降很多。
(4) 采用辅助热源,降低电耗。国内研究热泵干燥的辅助能源目前多是以太阳能居多,而通过实验研究发现,太阳能与热泵联合供热可以改正其单独供热的缺点,从生产效率及能耗等方面综合考虑,太阳能与热泵联合干燥更加性能优异。
(5)热泵干燥介质的研究。氢气作为干燥介质时,它的性能指标,比空气作为干燥介质更好:其对流换热系数比空气大1。5 倍,对流传质系数约为空气的1。5 倍,并且提高了干燥速率,而流动阻力只有空气的1/5;而且还可以提供惰性干燥环境。国内研究出了氢气、空气、氮气、二氧化碳、氮气五种干燥介质的热物性数据及其计算方程,为热泵干燥装置中选择干燥介质提供了较详细的资料储备。
2发展趋势
目前热泵干燥技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:
(1)关于热泵干燥机组性能、新产品、设计、干燥介质等方面的研究。提高热泵的干燥温度是主要课题之一,目前最广泛的方式是通过辅助加热系统,使通过冷凝器的空气尽快达到需求温度。为了满足较高的干燥温度要求,需要采用环保的热泵工质及高温高压压缩机,提高其冷凝温度。热泵工质及润滑油是制约压缩机发展的主要因素。目前已有学者进行了无油润滑压缩机的尝试并取得了初步进展,可以证明这个方向是可行有效地。为了让供电设备不全或供电不足的地区使用上热泵干燥技术,需要开发除电以外的其他动力驱动的热泵干燥装置。同时需要通过应用高效换热器来提高脱水能力及热泵效率。