关键词：空气源热泵烘干机；热能；绿色环保
1.引言
伴随着我国经济、科技的快速发展，居民生活水平的不断提高，特别是寒冬季节人们为了取暖，大量的燃烧煤炭，造成了人们生活环境的污染以及大气的污染，人们意识到保护环境的重要性，从而推动了空气源热泵等绿色技术的发展。此技术能够实现绿色环保无污染提供人们所需求的热量，又特别是空气源热泵烘干机的应用，取得了突飞猛进的成绩[1]。
空气源热泵烘干技术应用的领域包括了很多方面，包括农业、工业、服务业三大类。第一，农业方面的谷物、果蔬、花卉以及茶叶等作物的烘干和制作过程需要使用高温烘干工艺[2]，而空气源热泵的发展则带动了这些产业的效率提升；第二，工业方面，例如印刷、电镀、皮革加工等领域涉及到烘干处理，绿色环保的空气源热泵烘干技术也正是推动了这些领域的技术革新；第三，服务业中的酒店、公共设施管理、污泥处理等也广泛应用空气源热泵烘干技术，用以实现物料的干燥处理，提高居民的生活质量[3]。
本文在介绍空气源热泵烘干机工作原理的基础上，重点探讨其在各个领域的主要应用，包括粮食菜叶的处理、烟叶的处理、污泥的处理三个方面，深入分析国家政策对各个领域的技术促进作用，以及空气源热泵烘干机取代传统烘干技术的趋势，为居民生活环境的改善，环境污染的降低做出贡献。
2.空气源热泵烘干机的工作原理
空气源热泵烘干机主要由空气压缩机、换热器、节流器、吸热器等装置组成的一个设备。冷媒通过空气源热泵烘干机的压缩机作用下在该系统内完成循环流动，冷媒在此作业过程中完成升温升压的过程，再进入热换器将自身的热能转换给流动的自然水，使水的温度逐渐升高，而冷媒结果这一流程后转化为液态，继续流转到吸热器内部，呈液态的冷媒再次吸热并被汽化，温度也急剧下降至零下20摄氏度至零下30摄氏度，这时的冷媒会将吸热器周边的常温常压空气内部的热量给吸收，冷媒再次进入下一循环过程。通过这个循环过程，可以实现冷媒与烘干机内物料或者介质的热传递，对物料实现加热、烘干的功能，并且使得冷媒完成这一过程、恢复原先状态、进入下一个循环过程中。
3. 空气源热泵烘干机的应用
空气源热泵烘干机技术也越来越成熟，不论是农业、医院、住宿等场所都有引入了空气源热泵烘干机。目前空气源热泵烘干机在我国三大产业中均有涉及，但是都有一定的差异化。为确保我国农副产品的快速发展，提倡绿色无污染的产品，国家在对粮食烘干机等的使用投入了大量的补贴政策，因此空气源热泵烘干机在第一产业的运用主要来自于国家政策的驱使下。而针对空气源热泵烘干机在第二产业的应用，主要是在于皮草的制造等，主要为考虑该设备绿色环保无污染投资更小，效果更为明显，且因为使用了绿色环保的空气源热泵烘干机还可以在税收等方面享受一定的优惠政策，是市场趋势的行为。而空气源热泵烘干机在第三产业的运用主要是因为城乡的污水水泥的干化等的处理，基本由政府出资使用。
3.1 空气源热泵烘干机在粮食、水果蔬菜、菜叶方面的应用
目前，我国已经将粮食、水果蔬菜、茶叶的空气源热泵烘干机已经纳入农业机械补贴范围内，已经有大部分省市发布了关于农机购置补贴的补贴方案和相关政策，明确了各类烘干机的补贴标准，除了中央的这些标准以外，对于一些有特色的产品，地方也有特殊的补贴。
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早在2014年，海南省政府就发布了相关文件，要求海口、三亚等地的槟榔烘干生产线配套的锅炉燃料改名为电、气或生物质颗粒能源。此后，海南省对槟榔烘干设备推广进行公示并且进行补贴，2015年海南省投入4418万元基金支持此项工作的开展，对于标准型的产品，采取每台补助4万元的措施进行补贴。
除了中央的补贴以外，地方的的特色作物烘干处理也有一些补贴的政策来鼓励环保发展。例如福建的笋干和宁夏的枸杞，这些作物的烘干处理设备都有地方的具体政策予以补贴、鼓励。
3.2 空气源热泵烘干机在烟叶方面的应用
烟叶生产的过程中，会涉及到空气源热泵烘干机，目前，中国大约有20家热泵烤房制造商，它们仅使用电力作为电源，制造商通过实验演示不断升级设备和技术、设备性能，以及烟草质量和节能减排效果。热泵炕烟房室是具有辅助能量装置的空气能热泵式烟室，包括烟室和位于烟室一端的加热室，热交换器位于顶部。加热室的内部腔体，轴流风扇位于加热室的内部腔体的中心，热交换器通过管道与空气源热泵相连，电加热装置为热交换器和轴流风扇。在加热功能的实现过程中，利用电加热装置，确保烘烤的温度持续恒温，避免了由于环境温度因素引起的恒温失败或者设备故障造成的影响。
传统的烤烟房由于工艺不先进、设备技术落后会造成空气污染、煤渣污染等问题，同时，煤炭的运输以及使用的成本都比较高，人力成本也不低，使用全自动的空气源热泵烘干机作为供热源，代替原来的以燃烧煤炭作为热源，烤房内的温度可以达到约80度，满足烟草烘干工艺所需要的温度要求。
最近这几年，海南省、重庆省、贵州省等地都开展了使用空气源热泵取代传统的煤炭锅炉烤烟房的试点研究工作，自从2016年湖南省首次试点成功后，烤烟工艺实现了环保化、智能化，为电烤烟的发展提供了技术支撑。由于热泵烤烟技术具有节能减排的显著优势，符合可持续发展理念，因此成为了烟草行业的发展趋势。
3.3 空气源热泵烘干机在污泥方面的应用
随着经济的不断发展，以及人们对环境污染的更加重视，水污染治理的相关文件、政策中就有规定，污泥处理设施应在2017年底前完成改造，并且要求地级以上的污泥处置率应该在2020年底之前达到90%以上。空气源热泵烘干机在污泥处理中起到至关重要的作用，由于污泥处理后的泥质之间存在差异，因此需要对设备技术进行提升，使得污泥处理的效果不断提高，但是在污泥处理设施建设的前期由于预想不到位或者当时的技术不够先进等情况，因此需要投入大量费用来进行改造。
结合国际上污泥处理的经验，我国也采用先干化再焚烧的处理方案，先对污泥进行脱水作业，然后对干化的污泥进行焚烧，最后对焚烧产生的尾气进行处理。热泵技术在污泥干化的过程中可以用于低温除湿、低温余热干化、污泥气化等多个工艺过程中，近年来，随着国内外研究学者的探索，此领域的主要技术已经逐渐被突破，污泥处理的效率也得到了显著提升。
4. 结语
物料烘干过程需要了解物料含水、脱水率等多个参数来合理进行烘干过程的设备选型，随着空气源热泵烘干技术的出现，物料干燥的过程有了新的发展方向。截至目前，空气源热泵烘干机在蔬菜、烟草、污泥处理等众多领域的工艺过程中都有应用，随着研究的不断深入，这些应用将逐渐深入，牵动各个领域、各个产业的效率提升及可持续发展，减少环境污染，实现绿色生产。
参考文献
[1]中国机经网. 农机补贴政策出台空气能烘干机大有可为[J]. 福建农机, 2014(4).
[2]陶亚平. 关于加快发展热泵型谷物烘干机的思考与建议[J]. 农机质量与监督, 2017(7):18-19.
[3]陆桂良, 张飞, 高晋宇. 2017年江苏省粮食烘干技术应用情况浅析[J]. 江苏农机化, 2018,No.184(1):28-32.
论文作者:董建
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第18期
论文发表时间:2020/3/16
标签：烘干机论文; 空气论文; 源热泵论文; 污泥论文; 技术论文; 设备论文; 烤烟论文; 《科学与技术》2019年第18期论文;