苦瓜热泵干燥装置设计及其性能优化研究.pdfVIP

摘要

以苦瓜膏液的低温低能耗干燥为目标，将热泵技术、干燥技术与导热加热技术相

结合，构建得到了一种苦瓜膏液空气吹扫导热加热型热泵干燥装置，具有结构简单、

低能耗、产品质量较好等优势，并对其进行了较为系统的理论分析和实验研究。

分析了三种不同结构型式的热泵导热加热干燥装置，即热泵真空型干燥装置、热

泵微波型干燥装置和热泵空气吹扫型干燥装置；从装置能耗、产品质量、装置调控、

装置初始投资等方面对三种热泵导热加热干燥装置进行了对比分析，表明热泵空气吹

扫导热加热型干燥装置具有较好的综合优势。

建立了苦瓜膏液热泵空气吹扫导热加热型干燥装置的数学模型，编制了装置性能

模拟分析软件，对装置性能（苦瓜膏液干燥总热负荷、苦瓜膏液干燥过程热效率、热

泵制热系数、热泵压缩机功率、苦瓜膏液干燥速率和装置除湿能耗比）随影响参数（苦

瓜膏液装料量、苦瓜膏液干基含水率、料盘长度、料盘宽度、料盘个数、上下层料盘

间距、热水温度、空气温度、空气相对湿度、空气流速、冷凝器传热温差和蒸发器传

热温差）的变化规律进行模拟了研究；其中热水温度和空气温度对苦瓜膏液热泵空气

吹扫导热加热型干燥装置总体性能影响较为显著；建立了装置的优化模型，并给出了

不同苦瓜膏液干燥速率要求时的三种优化方案，可为装置设计提供指导。

以上述工作为基础，制作了苦瓜膏液热泵空气吹扫导热加热型干燥实验装置，以

新鲜苦瓜膏液为实验干燥物料，在常压低温条件下进行了苦瓜干燥实验研究，研究了

实验装置在动态运行过程中典型参数的变化规律，也研究了实验装置在典型稳态工况

下的运行性能，得到了一组较佳的运行工艺参数：热水流量为22.9g/s，进干燥室的热

水温度为41.6℃，风机风量为2.99g/s，进干燥室的空气温度为28.8℃，相对湿度为

43.7%时，苦瓜膏液干燥速率可达0.238kg/h，装置除湿能耗比可达2.56kg/kWh。

关键词：热泵干燥；苦瓜膏液；导热加热；性能优化；除湿能耗比

ABSTRACT

Aimingatthedryingofbalsampearpasteliquidatlowtemperatureandlowenergy

consumption,combiningheatpumptechnology,dryingtechnologyandheatconduction

heatingtechnology,aheatpumpdryingdeviceofbalsampearpasteliquidairpurgingheat

conductionheatingwasconstructed,whichhastheadvantagesofsimplestructure,low

energyconsumptionandgoodproductquality,andthetheoreticalanalysisandexperimental

researchwerecarriedoutsystematically.

Threekindsofheatpumpheatconductiondryingdeviceswithdifferentstructuretypes

areanalyzed,namelyheatpumpvacuumdryingdevice,heatpumpmicrowavedryingdevice

andheatpumpairpurgedryingdevice.Thethreeheatpumpheatconductionheatingand

dryingdevicesarecomparedandanalyzedfromtheaspectsofenergyconsumption,product

quality,devicecontrolandinitialinvestment.Theresultsshowthattheheatpumpairpurge

heatconductionheatinganddryingdevicehasbettercomprehensivea