全闭式谷物干燥机热泵系统的优化与研究试验OA

[目的]为进一步降低干燥能耗,解决开式和半开式热泵性能受环境工况影响较大、对环境污染大的问题,本研究开发了一种带旁通的全闭式热泵干燥系统并确定最佳旁通比。[方法]通过三维建模及仿真试验,研究环境温度和旁通比对热泵性能及干燥过程的影响,获得不同环境温度条件下最佳旁通比。分别利用自研带旁通全闭式热泵干燥机与半封闭热泵干燥机,在干燥温度为45℃与环境温度为10~25℃的条件下,开展不同旁通比的稻谷干燥试验,测定稻谷含水率、风量、温湿度和系统能耗等,计算稻谷干燥速率、除湿能耗比(SMER)和热泵性能系数(COP),验证并确定全闭式热泵系统的最佳旁通比和适宜的环境温度条件。[结果]仿真试验结果表明:随着进风温度升高,蒸发器热回收量逐渐减少;随着风速的增加,蒸发器的热回收率逐步增大,在风速为7 m·s^(-1)时,热回收率接近峰值,进一步增加风速后,热回收率增加幅度很小;在相同的回风状态下,随着旁通比的增加,热回收量逐步下降。在回风温度为27~30℃、旁通比为0.3~0.5时,热回收量最大。生产试验表明,在环境温度为10~25℃条件下,当旁通比为0.5时,热泵的COP最大,为4.36。相较于半封闭热泵,带旁通全闭式热泵的COP和SMER分别提高15.1%和36.1%,干燥品质更高。[结论]利用带旁通的全闭式热泵干燥机进行稻谷干燥,不仅能进一步降低干燥能耗,而且干燥品质更高,更适合江淮地区稻谷的干燥。