703 热泵干燥装置-三个关键参数

热泵干燥装置具有节能、便于低温干燥热敏物料、便于安全干燥易燃易爆有毒有味物料等优势；对数百种物料的干燥研究和应用都取得了很好的效果，其技术和市场都在快速发展。

热泵干燥装置的典型流程如下。

上图装置中的热泵由压缩机、加热器、膨胀阀、吸热器组成，热泵工质吸收干燥器排气中的低温热能变为高温热能来加热进入干燥器的空气，干燥器出口处的辅冷器用于预冷干燥器排气和对装置工作温度进行调控。

热泵干燥装置的主要性能指标有除湿能耗比、干燥速率等，基本可由三个关键参数决定。

三个关键参数

决定上图装置性能的三个关键参数为：热泵工质冷凝温度、热泵工质蒸发温度、空气出干燥器温度；此外，热泵工质冷凝温度也决定进干燥器空气的温度，热泵工质蒸发温度也决定进干燥器空气的湿度。

除湿能耗比

除湿能耗比是热泵干燥装置消耗1kWh电能从物料中干燥出的水分量，单位kg(水分)/kWh(电能)，用SMER表示。

对上图中装置，物料干燥温度20~80℃时，SMER的估算式为：

SMER=0.75T_h*(T_h-T_do-10)/((T_h-T_c)*(T_h-T_c-20))

式中，SMER为装置的除湿能耗比，kg(水分)/kWh(电能)；T_h为热泵工质冷凝温度，K；T_do为空气出干燥器温度，K；T_c为热泵工质蒸发温度，K。

示例

设热泵工质冷凝温度80℃（353K），蒸发温度20℃（293K），空气出干燥器温度45℃（318K）时，则装置的除湿能耗比约：

SMER=0.75*353*(353-318-10)/((353-293)*(353-293-20))

=0.75*353*25/(60*40)

=2.76 kg(水分)/kWh(电能)

物料干燥速率

上图中装置的物料干燥速率估算式为：

D_W=0.42m_a(T_h-T_do-10) 

式中，D_W为物料干燥速率，g(水蒸气)/s；m_a为进干燥器空气流量，kg/s；T_h为热泵工质冷凝温度，K；T_do为空气出干燥器温度，K。

示例

设热泵工质冷凝温度80℃（353K），空气进干燥器流量1.0kg/s，空气出干燥器温度45℃（318K）时，则装置的干燥速率约：

D_W=0.42*1.0* (353-318-10)

=10.5  g(水蒸气)/s