广东东软学院
前言
近年来随着国家的快速发展，我国的烘干机械设备行业也得到了提升，但是因为基于我国国庆而言，产品技术相对比较落后，企业负担不起高额的研发费用导致行业创新创业能力弱，研发水平不高，如果企业采用一次性购置齐全的方法成本会很高，并且相对应的行业市场还处于混乱状态，因此，相对于欧美发达国家而言，我国的粮食干燥机机械化水平还有极大的差距，有专家指出现阶段我国农业机械化的重要改革方向其中要紧的就是使得农业机械化全程化、全面化发展，相应的农机设备的功能不能举步不前，而应更多的思考如何向产前产后进行功能延伸，同时应该将农历热点向烘干类设备进行转移，就我国而言"及时烘干，安全入仓"是机械化生产粮食的重点也是难点，纵观近年来我过的粮食烘干机的数量得到了极大的提高但是由粮食烘干机烘干入库的粮食数量确是零星，所以我们可以看出，现阶段我国粮食烘干机的发展完全不能适应我过农业发展的生产需求。在未来我国农业现代化程度会更高，对农产品加工的要求也会更高，因此，粮食烘干机在未来市场一定是一匹黑马，潜力巨大。在刚过去的2017的粮食前景分析中我们可以得知，粮食烘干机的发展是处于机遇与挑战共存的状态，机遇在于我国发展快速，需求量巨大，挑战在于技术不过关、自动化程度不够、产品类型不多并且行业市场状态混乱等诸多难题需要我们攻坚克难，但是本文所讲述的热泵烘干技术就在污染，能耗，品质，适用范围等方面都有突出表现的一款烘干机，并且其优异的性能已经被国内外诸多实验室证明。
1.热泵除湿干燥机的组成、原理和特点
热泵除湿的原理和冷冻除湿的原理相同，即通过将湿冷空气的温度降低至零摄氏度以下，使得其中的水分析出后对干空气进行加热实现循环除湿的一种技术，根据相关的研究结果显示，在相同的条件下进行除湿工作，热泵除湿技术可以节约两到三成的能耗，并且热泵除湿的热源来源也更广泛，可以利用太阳能，工业废热等能暖，在最大限度上节约资源。
1.1产品的组成和工作原理
我们文中所提及的热泵除湿干燥装置主要由蒸发器、压缩机、膨胀阀、干燥室、冷凝器等部分组成，（见图1），其工作原理大致如下：气态的热泵工质通过压缩机的作用达到一定的压力和温度，进入冷凝器形成液态工质，然后流到膨胀阀膨胀，接着到达蒸发器中成为低温低压的气态工质，然后此时气态的工质回到最初也就是进入压缩机，以此热泵工质可以形成闭路循环，空气的闭路循环则是由经过冷凝器中的干空气进到干燥室后形成湿热空气，而后进入除湿蒸发器中析出水分排出机体，低温低湿的空气再进干燥室就完成了空气的循环。目前，热泵除湿干燥机在南方有应用，北方相对来说比较少见。
1-压缩机；2-辅助冷凝器；3-冷凝器；4-干燥室；5-蒸发器；6-膨胀阀
与生活中常见的空调机组一样，热泵烘干机在工作时也是通过机组内的蒸发器与外界环境进行能量交换，通过压缩机时消耗一部分能量QB，在冷凝器工作时放出一部分能量QC，所以我们可以简单得出高温热泵的工作效率(QB+QC)/QB，相对于其他的加热设备而言，高温热泵的工作效率更高，所以采用热泵机组作为烘干装置可以在一定程度上节约能耗，同时还会降低二氧化碳等温室气体的排放量，达到节能减排的效果。
1.2技术、产品或服务创新点
（1）观念创新：比普通热泵除湿干燥机节能 50％以上，低湿条件下除湿量性能好，干燥周期短。
（2）实践创新：不带回热器热泵结构相对简单一点，成本也低15%左右；除湿能力一般只能达到 3.0 公斤水/每度电；带回热器热泵结构复杂一点，成本稍高；除湿能力可达 5.0 公斤水每度电的指标；由于农户干燥机是长时间工作，节能是非常重要的指标，带回热系统虽然增加的15%成本，但农户若开机一个月就可省回成本。
附上：高效热泵除湿干燥机与普通热泵除湿干燥机对比
1.3热泵除湿的特点
1.3.1热泵除湿的优点：
（1）高性能、低功耗
在前面提及的热泵机组工作原理中我们可以看到，在热泵机组工作是一个循环的过程，比如干燥室里排出的低温高湿气体通过冷凝器成为高温低湿气体，然后再进入干燥室形成闭路循环，在整个工作过程中热能的损耗只存在于系统本身损耗，这样一来就可以极大限度的提高物质利用率。
（2）高品质、高标准
热泵除湿干燥的产品所表现出来的特点譬如色泽、产品等级等与自然干燥的产品差别并不明显，
并且采用热泵机组加热，得益于其的闭路循环工作原理，所以工作过程中只有水生成没有废气，废液等副产物的生成。
(3)适用范围广、自动化程度高
热泵干燥机组可以用于酒店用品烘干、蔬菜脱水、药材烘干等多种场景，而且机组便于控制调节，设备投资和运营成本低，可以大规模投产。
1.3.2热泵干燥除湿技术的技术应用：
（1）热泵除湿干燥技术在木材的干燥中的应用,我国在上个世纪80年代就已经开始对热泵加热有过研究并成功应用于木材干燥中，通过具体的实践表明:在湿度大的工作条件下热泵除湿仍旧效果良好。
（2）热泵除湿干燥技术在环保、建筑工程中的应用。根据资料记载很久以前日本就已将热泵除湿技术在环保工程的干燥除湿处理上应用,并且成效不错。与此同时,近年来我国的建筑行业、地下工程的防潮除湿也大量使用了热泵除湿干燥技术,除湿效果很好。
3)热泵除湿技术在食品加工中的应用。热泵除湿技术不仅可以在工程方面使用还可以用于食品加工行业，早在20世纪80年代就有人提出在食盐、海货的干燥中使用热泵技术得设想。在国内外的科学家对此进行实验研究后发现由于农副及其其他产品的实验对温度湿度有较高的要求,所以还需要进一步论证。但有部分学者采用微机、变频器调节等技术与热泵技术相结合,并结合具体的实验要求，这样可以提高干燥技术的性能。
1.3.3热泵干燥技术的发展趋势
我们可以从中国最新的粮食烘干机产业运行态势及投资战略研究报告分析中得知，随着国内热泵的发展速度和应用领域日趋广泛，粮食烘干机在国内的发展有如下方向：一、发展大型化、规范化
行业市场在整顿后形成规模化经营，在此背景下大部分产品将向中大型发展
二、产品精细化
由于我国各地地区不同，因此需要依据农作物及其他经济作物的种类进行细分，使得烘干设备向专业化、特色化方向细分发展；
三、场景多样化
就是为了满足人们不同生产生活的需要，因此需要增加产品的产品多样化，譬如向固定式和移动式的烘干设备发展。
目前热泵干燥技术广泛应用于木材、食品等的加工；药物及生物制品的灭菌和干燥；污泥干化处理处置；建筑水泥块等多个领域，热泵干燥技术质量好，节能减排效果明显等优点，但是热泵除湿干燥技术也有自己的不足，如投资高，高温工况下的可靠性，大温差变工况下的效率，不同物料干燥时的工艺控制等问题，对热泵技术研究者提出了挑战，我们认为热泵除湿干燥技术未来的发展主要有以下几个可能的发展方向：
(1)提高高温工况下的设备运行的可靠性。通过纳米技术的应用开发新的产品，提高润滑油与工质的互溶性，改善润滑条件，提高系统尤其是压缩机的可靠性。
(2)大温差变工况下的高效系统，以提高热泵除湿系统效率为目标，研究提高和调节热泵除湿效率的方法，主要从系统换热器、压缩机、电机控制四个方面考虑。
(3)精确工艺控制。由于干燥物料种类不同，同一种物料的变异性等原因，不同物料甚至同一种物料的不同部位，都需要不同的干燥工艺曲线。
(4)干燥介质与物料直接接触的热泵除湿干燥系统的研究。这方面的研究，主要是基于水蒸汽压缩机的发展，直接压缩干燥室排出的水蒸气或湿空气升温后在换热器内降温除湿，成为干介质同时加热流过换热器进人干燥室的干燥介质，实现热泵循环。
（5）自然工质高温热泵技术的发展，目前自然工质高温热泵技术研发的主要热点之一是二氧化碳热泵技术。二氧化碳超临界、跨临界热泵技术在高温工况和变工况下，具有比较高的效率。二氧化碳热泵技术的研究相对较少，需要在压缩机、系统、换热器和控制方面做大量的研究工作。
（6）多能互补的高温热泵除湿技术的发展，热泵技术有自己的局限性，需要消耗能量，同时难以达到比较高的温度，所以需要采用多能互补的方式，提高热泵除湿干燥技术的实用性，扩大应用范围。其中主要的互补方式有：太阳能热泵除湿干燥技术：主要包括太阳能空气集热、热水集热、相变蓄热与热泵联合干热泵除湿燥技术和基于太阳能直接集热蒸发器的热泵除湿干燥技术两种。
3. 结束语
随着人们对生活中所需要的工作器具、生活器具要求的不断提高，传统老式技术已然不能满足人们的需求，人们对好产品的需求催生新技术的产生，在目前国内外的科学家、研究者都已热泵除湿干燥技术进行了研究论证，并且相信随着相关除湿技术的发展，热泵除湿技术的应用范围会越来越广泛，应用价值会越来越高，越来越得到人们的信任。
参考文献
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[4]张立志，江亿. 空气除湿的研究与进展[J]. 暖通空调，1999，29(6)：28-32.
论文作者:黄豪建 陈觉嘉 万金 杨婷 林盛浩 刘燕
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第10期
论文发表时间:2019/7/18
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