论文总字数：39383字

摘 要

干燥是一项高能耗的生产工艺，热泵干燥作为一项新兴的干燥技术，具有高效、节能的优势，是近年来干燥领域的一个研究热点。本文简要介绍了干燥技术以及热泵干燥的原理，根据具体要求设计了一套带有辅助冷凝器和热回收装置的热泵干燥系统。所设计的热泵干燥系统由空气循环系统、制冷循环系统以及水循环系统三个子系统构成。相比于一般的热泵干燥系统，利用水循环系统回收了冷凝水的冷量，对进出蒸发器的干燥介质进行了能量的回收与利用，有效地减少了系统中的不可逆损失。水循环系统分担了蒸发器所需的冷负荷，减少了压缩机的输入功，极大地提高了系统的能量利用率。

关键词：干燥，热泵干燥，热回收

Abstract

Drying is a high-energy production process. As a new drying technology, heat pump drying has the advantages of high efficiency and energy saving. It is a research hotspot in the field of drying in recent years. The drying technology and the principle of heat pump drying is briefly introduced in this paper. According to the specific requirements, a heat pump drying system with auxiliary condenser and heat recovery device is designed. The designed heat pump drying system consists of three subsystems: a refrigeration cycle system, an air circulation system, and a water circulation system. Compared with the general heat pump drying system, the water circulation system recovers the condensate cooling capacity, and the energy recovery and utilization of the drying medium entering and exiting the evaporator effectively reduces the irreversible loss in the system. The water circulation system shares the cooling load required by the evaporator, reduces the input work of the compressor, and greatly improves the energy efficiency of the system.

KEY WORDS: Drying, Heat pump drying, Heat recovery device

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 干燥 1

1.1.1 干燥的定义 1

1.1.2 干燥的目的 1

1.1.3 干燥的方法与分类 1

1.1.4 干燥技术的地位与作用 2

1.2 热泵干燥 2

1.2.1 热泵干燥技术的提出 2

1.2.2 热泵干燥的研究现状 3

1.3 本文的设计研究内容 3

1.4 本章小结 4

第二章 热泵干燥装置的工作原理 5

2.1 热泵的工作原理 5

2.2 热泵干燥装置的工作原理 5

2.3 热泵干燥的系统形式 6

2.3.1 带有辅助冷凝器的热泵干燥系统 6

2.3.2 带有辅助冷却器的热泵干燥系统 7

2.3.3 带有热回收装置和辅助冷凝器的热泵干燥系统 7

2.4 本章小结 8

第三章 系统设计 9

3.1 设计参数的确定 9

3.2 系统设计与系统组成 9

3.3 制冷剂工质的选择 10

3.3.1 制冷剂的选择原则 10

3.3.2 制冷剂的选用 10

3.4 本章小结 10

第四章 设计计算 11

4.1 热力设计及计算 11

4.1.1 空气循环系统及水循环系统热力设计及计算 11

4.1.2 制冷系统热力循环设计及计算 12

4.2 水系统中各部件设计计算 13

4.2.1 预冷器的设计计算 13

4.2.2 冷回收器的设计计算 17

4.2.3 凝结水箱的设计 21

4.2.4 水泵的选型 21

4.3 制冷系统中各部件设计计算 22

4.3.1 的设计计算 22

4.3.2 冷凝器1的设计计算 27

4.3.3 冷凝器2的初步设计计算 31

4.3.4 冷凝器2的二次设计计算 35

4.3.5 压缩机的选型 38

4.3.6 节流阀的选型 39

4.4 空气循环系统管路设计及风机选型 39

第五章 结束语 40

5.1 总结 40

5.2 不足与展望 40

参考文献 41

绪论

干燥

干燥的定义

在人类的生产与发展过程当中，经常会遇到需要除去某个或某些物体中的水分的情况^[1]。除去物料中的水分的方法有许多种，包括机械方法、加热方法、化学吸附方法等，机械法有如通过压榨力、离心力等将水分除去的方法，加热方法指通过对物料加热使水分变成水蒸气将其排出的方法，化学吸附方法指利用吸收剂或吸附剂将水分从物料中除去的方法。干燥通常是指用热物理方法去除物料中的湿分的过程^[2]。但是，像液体加热浓缩这种去湿的方法，虽然也具有用热物理方法去湿的特点，但一般不认为它是干燥技术。然而，随着时代的进步与发展，一些不属于用热物理方法除去湿分的新技术也逐渐被列入干燥技术的范畴之中。因此，干燥的定义是一个相沿成习，同时也在不断创新拓展的概念^[2]。

干燥的目的

干燥的目的是去除某些物料中的湿分，方便物体的运输、包装、加工、贮藏和使用^[2]。需要除去水分的物料可以是固态的，也可以是液态的，甚至可以是气态的。并且，在一般情况下，物料所含的湿分是水分，但是有些时候，也可以是有机溶剂、无机酸等其他成分^[1]。

干燥的具体目的如下：

（1）方便物体的包装与运输：将某些物品，如食品、药品等干燥成固体后，后续的包装和运输流程就会变得简单方便了。

（2）方便使用：食盐经过干燥后不易结块，方便使用；牛奶经过干燥后成为奶粉，可以随时冲饮；衣服经过干燥之后，穿着使用才能让人感到舒适

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