多级空气源热泵系统仿真及试验研究

利用Simulink对粮食烘干机多级空气源热泵系统进行数学建模,利用所建模型对热泵系统的制热量、出风温度及性能系数(COP)进行预测,分析环境温度工况对热泵系统制热量、出风温度及性能系数的影响,并通过实际的生产试验,对仿真结果进行验证。结果显示,环境温度对热泵系统的性能有明显的影响,在环境温度为0℃～20℃的试验范围内,随着温度的增加,热泵系统的热风温度、制热量、COP均呈增加的趋势。在0℃～20℃环境温度下,热风温度、制热量和COP仿真值与实测值之间的平均相对误差,分别为12.0%、9.5%和14.02%,均小于15%。表明所开发模型的预测效果良好,可以用于多级空气源热泵系统的设计和试验研究。     

空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用

热泵作为一种节能环保技术受到了世界各国的普遍重视,而空气源热泵可从大气中吸取丰富的低位能量,使用安装方便,运转费用较低,因此得以广泛推广应用。但是,普通空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束,随着大气温度的降低,普通空气源热泵的制热量逐渐减少,不能满足用户对制热量的需求。当室外气温很低时,随着压缩机压缩比的不断增加,其COP急剧下降,排气温度迅速升高,从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。由于喷气增焓技术和高效过冷却等技术的应用,使得低温型空气源热泵得以在-15～-25℃的环境温度下应用,也使得空气源热泵在寒冷地区水稻芽种生产系统中的应用成为现实。     

南京同立制冷空调设备制造有限公司

<正>大自然热量的搬运工谷物热泵热风机组(谷物烘干机配套热源)不燃烧,绿色零排放压缩机制热,能效比高达三倍以上,全自动运行,安全省时省力烘干成本低至燃油的1/4,当年收回投资额定制热功率:34kW额定制热量:120kW适用环境温度:5℃~40℃送风温度:35℃~65℃工作原理:通过电能驱动压缩机做功,吸收空气中的热量(左图上部),将热量释放并输送到烘干设备中(左图下部)。     

日光温室空气-土壤源双效热泵系统设计与性能测试

为探索一种节能高效的日光温室热环境调控模式,基于热泵技术,设计搭建了一种空气-土壤源双效热泵系统,并对系统性能进行了测试分析。该系统将空气、土壤2种不同热源热泵有效复合,采用串联板式换热模式,通过温控器和电磁阀可实现4种供热模式:空气源热泵单板换热模式、空气源热泵双板换热模式、土壤源热泵单板换热模式和土壤源热泵双板换热模式。通过日光温室供暖水箱加温测试,分析双效热泵系统在不同模式下的性能系数(COP)和节能效果。春季测试期间,空气源单板换热模式下热泵COP平均值为2.1,双板换热模式下热泵COP平均值为3.1,与温室燃煤加温锅炉相比平均节能50.4%;土壤源单板换热模式下平均性能系数为2.2,双板换热模式下平均性能系数为2.3。冬季测试期间,典型晴天里空气源热泵双板换热模式可有效提升温室模型内气温,与室外气温相比平均提升15.7℃。测试结果显示,相同热源条件下,冷凝端采用双板换热模式时机组COP高于单板换热模式,双板换热模式可提高机组整体换热效率和节能效果。空气-土壤源双效热泵系统可以有效利用空气能和地热能,在日光温室热环境调控方面具有较好的应用前景。     

基于喷气增焓技术的谷物干燥机热泵装置设计与试验

为拓展热泵的使用范围,提高热泵系统的适用范围和年利用率,设计了带喷气增焓装置的空气源热泵机组,通过3组不同功率热泵间的有机组合,提高了热泵系统在低温环境下的能效比。试验结果显示,当环境温度为-5℃时,采用喷气增焓可使热泵机组送风温度、制热系数分别由40℃、2. 21提高到45℃、2. 33。证实了喷气增焓技术的有效性,热泵干燥系统可满足循环式谷物干燥机在不同环境条件下的作业要求。     

燃气热泵干燥装置性能理论分析

以燃气热泵干燥装置为研究对象,建立其干燥数学模型,分析了不同干燥空气温度条件下,燃气热泵干燥装置的COP,SMER,除湿费用和CO2排放量的变化情况,并与电动热泵干燥装置进行了比较。研究表明,燃气热泵干燥装置在高温干燥时的SMER比电动热泵干燥装置高65%,除湿费用和CO2排放量分别只有电动热泵干燥装置的60%和17%,具有更好的经济性能和环保性能。     

5HF型空气能热泵烘干机烘干槐米试验

开展了5HF型空气能热泵烘干机烘干槐米试验,得到了5HF型空气能热泵烘干机烘干槐米的性能参数,估算出了该机烘干槐米的效益,并探究与分析了槐米烘干工艺的进一步发展方向。      

热泵式低温循环谷物干燥机控制系统设计与试验

针对以空气源热泵为热源系统的低温循环谷物干燥机存在的一体化控制程度不足问题,设计了一种热泵式低温循环谷物干燥机控制系统。为实现低温循环谷物干燥机和热泵系统的一体化控制,利用可编程逻辑控制器（PLC）技术进行硬件电路设计和软件设计,系统实现了谷物干燥过程的自动和手动等多模式控制,并支持干燥参数的人工调节和设置、谷物含水率及干燥温度的实时监控等功能。试验表明,干燥机在不同模式下均工作正常;所开发的逻辑控制系统具有自动化程度高、稳定性好、安全性高等优势。稻谷干燥试验表明,在不同环境温度下,热泵热风温度平均误差为0.95℃,标准差为0.93℃,系统具有较好的控制精度与稳定性,粮食温度稳定在33℃左右,满足低温循环式谷物干燥机的作业要求。     

大型热泵粮食烘干塔结构特性分析

为解决传统粮食烘干系统燃煤污染大、能耗高、控制不易和烘干品质较低的问题，优化设计了国内首台套大型热泵粮食烘干塔系统。针对该系统的烘干塔特殊结构，采用极端载荷边界条件的有限元结构分析和动态分析方法，较好地实现了粮食烘干塔的结构强度和动态稳定性设计与分析，解决了烘干塔因实体结构太大不易试验分析的问题。试验结果表明，该热泵粮食烘干系统能够在-30 ℃低温环境下实现高效运行，并达到了空气源热泵粮食烘干塔系统的设计目标和稳定运行，具备产业化推广应用的相关技术要求。      

稻谷热管辅助热泵除湿干燥技术

针对热泵除湿干燥系统因降温除湿致使干燥介质热空气温度偏低,影响稻谷干燥速率和能耗,在热泵蒸发器两侧设计一套分离式热管换热器,对环境空气进行预冷却和预加热,在不增加能耗的前提下,提高了热泵除湿系统的除湿量和干燥空气的温度。试验研究表明当环境温度为27℃、空气相对温度为60%~78%时,热管换热器对应降低除湿能耗28.4%~9.6%。在环境温度为26.2℃、空气相对湿度为80.2%时,热管辅助热泵除湿稻谷干燥能耗为1560kJ/kg,相对热泵除湿干燥系统节能18.2%。     

热泵干燥种子的实验研究

以白菜种子为例．研究了热泵干燥过程中干燥温度、干燥空气相对湿度、干燥空气流速以及种子初含水率对干燥过程及种子活力的影响．结果表明：热泵干燥是一种良好的种子干燥技术，合理调节运行参数．完全可以保证种子的干燥质量。     

竹荚鱼热泵干燥数学模型研

研究竹荚鱼热泵干燥特性,采用二次正交回归试验设计拟合干燥模型系数K、n与干燥温度和风速之间的关系,通过对试验数据进行统计分析,建立了竹荚鱼热泵干燥的数学模型.结果表明:适合竹荚鱼热泵干燥的数学模型为Page模型,预测值与实际值比较吻合,可以用来描述竹荚鱼的热泵干燥进程.     

二氧化碳热泵干燥技术

介绍了二氧化碳热泵干燥的基本原理，并指出其优点。结合二氧化碳热泵干燥机的应用实例，表明其节能潜力为53％和65％，最后指出二氧化碳热泵干燥技术的发展方向。     

干燥过程的变质量热力学分析

对一种典型热泵干燥系统进行了实验研究,并进行了干燥过程的变质量热力学分析,其方程具有普遍性。对过程进行质量守恒分析和变质量热力学第一定律分析,得到了干燥过程需热量和干燥效率等参数,并与经典热力学分析方法做出比较,最后给出了实际干燥过程为等焓过程的条件。     

热泵干燥及其在食品工业中的应用

热泵干燥已广泛应用于各个行业,但在食品工业方面的应用还十分有限。与传统热风对流干燥相比,热泵除湿应用于食品干燥有明显的优点,主要表现为节约能源、产品质量高、不受天气条件的影响等;另外,热泵干燥环境友好,无废气排放。     

接触式超声强化热泵干燥苹果片的干燥特性

为研究接触式超声对热泵干燥的强化效应,在热泵干燥机内安装了一套超声波装置,并以苹果片为研究对象,进行接触式超声强化热泵干燥试验,研究超声波功率、干燥温度以及切片厚度对苹果片干燥特性的影响。结果表明:将物料放在超声辐射盘上进行热泵干燥强化,有利于加快物料内部传质过程;随着超声功率和温度的增加以及厚度的减小,物料所需干燥时间逐渐缩短,平均干燥速率逐渐增大;超声对干燥速率的影响随着物料含水率的降低而减弱;在温度较低及物料较薄时,接触式超声的强化效果较好,但其对干燥速率的影响随着温度升高及物料变厚而有所下降;有效水分扩散系数的数值范围为1.333×10-10~1.651×10-9m2/s,且随着超声功率及温度的升高而增大;经过接触式超声处理的苹果片,其组织结构中的孔洞明显增多与扩张,在60 W超声功率作用下还形成了较多微细孔洞,从而有利于物料内部水分迁徙与扩散。将接触式超声技术用于热泵干燥过程的强化,可有效提高热泵干燥速率,缩短物料干燥时间。     

白菜种子热泵干燥过程动态模型研究

在现有12种常用的种子干燥经验与半经验模型基础上,结合白菜种子热泵干燥数据,按模型中是否考虑干燥空气温度与相对湿度影响进行了4种不同情况的模型研究,以R2、ERMS、x2、EMD4种统计指标为标准进行了不同模型的比较与分析.结果表明,同时考虑干燥空气温度和相对湿度影响的模型具有更高的精度,尤其是改进Henderson and Pabis模型、Midilli et al模型和Two-term exponential模型.     

铁棍山药热泵与热风干燥工艺优化

本文采用热泵和热风干燥技术对温县铁棍山药进行干燥实验,研究热烫前处理、切片厚度和干燥温度对品质的影响,得出热泵和热风干燥最佳工艺参数分别为:切片厚度6 mm,无需热烫护色处理,干燥温度60℃,热泵干燥3 h或热风干燥5 h即可分别得到品质较好产品。经对比热泵与热风干燥速度及产品品质发现,热泵干燥技术更适合于铁棍山药干燥加工。     

荔枝果肉热风干燥薄层模型

利用热泵干燥装置探讨了热风温度和热风风速对荔枝果肉干燥水分比MR和干燥速率U的影响。结果表明:荔枝果肉薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。对9种常见食品薄层干燥模型进行试验数据非线性拟合,通过比较评价决定系数R2、卡方χ2和标准误差eRMSE以及试验验证,结果显示Page模型是描述荔枝果肉薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和风速的增加而变大,平均活化能Ea为29.939 kJ/mol。     

远红外辅助热泵干燥装置性能试验

以湿毛巾为研究对象,在自行研制的远红外辅助热泵干燥装置上进行了干燥系统的性能测试。比较了热泵(HP)干燥和加热功率为500、1 000和2 000 W的远红外(FIR)辅助热泵干燥条件下,干燥室进、出口空气温度和相对湿度,以及干燥对象不同部位的温度在干燥过程中的变化情况。与单一热泵干燥相比,不同功率远红外辅助热泵干燥的除湿能力提高8.1%～22.2%。结果表明远红外辅助热泵干燥可以有效缩短干燥时间,提高干燥效率。