科创中国
联合转轮除湿的二氧化碳热泵干燥系统
成果类型：: 新技术
发布时间: 2025-01-24 11:53:03
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 孙裕坤 | 2025-01-24 11:53:04
本作品对传统热泵干燥系统进行优化设计。突破传统设计理念，选择了环保和热力性能参数俱佳的CO2工质，分别对热泵干燥系统的两个小循环进行了优化：加入"双蒸双冷"换热器，减少启动时间，减少热泵的能源消耗。并且将转轮除湿技术和热泵系统组合，提高了干燥系统的除湿效率。在热泵干燥系统的空气侧循环增加再生式气体冷却器和空气全热交换器，减少了辅助电加热的使用量，提高了系统的热回收率，减少了高品质热能的损失。将热泵技术在干燥行业的实际应用优化，体现了其稳定供风、供热和精确控制温湿度的优势，实现高效、高品质、节能干燥的目的。加快干燥行业的创新，为实际应用提供理论分析与技术参考。
与传统热泵干燥系统相比，加入双蒸双冷并联合转轮的一体化热泵干燥系统加快启动过程、提高进干燥室干燥介质的温度和湿度的调控性。通过加装转轮对热泵干燥系统的除湿策略进行改进，营造一个适合物料脱水干燥的热湿环境，提高除湿效率，从而实现高效、高质、节能、清洁地干燥。达到单位能耗除湿比SMER最大可提高13.2%。干燥时间最大可缩短22%。总色差平均提高了16%，维生素C含量平均提升12%。联合转轮除湿的二氧化碳热泵干燥系统大幅度降低热泵干燥系统运行成本，并应用CO2制冷剂，利用全热空气热交换器吸收部分余热，实现大气污染物和温室气体的协同减排。相比于传统的热泵干燥系统，本系统合理设计各设备的安装位置，外型美观简洁，整体效果和谐，具有良好的可视性，可应用于果品、菌类等农副产品加工领域及食品加工领域。
本作品在热泵干燥系统性能提高中具有优异的推广和实用性，市场广阔。
对国内大型的热泵干燥机制造企业进行调研，整理各个厂家使用的热泵干燥机结构形式。调研发现：企业生产的热泵干燥机主要为封闭式热泵干燥系统、半封闭式热泵干燥系统。而目前市场中普遍采用的是封闭式热泵干燥系统。但封闭式热泵干燥系统的设计仅依靠生产经验，没有进行良好的结构优化以及性能优化，缺少完整、详细的理论思想指导。
孙志利教授，天津商业大学硕士生导师。2022年天津五四青年奖章获得者，2018年入选天津市“131”创新型人才培养工程第二层次人才，天津商业大学“青年英才百人计划”入选者，天津商业大学优秀教师，现任天津商业大学热能与动力工程实验教学示范中心副主任。主要从事农产品低温保质储藏与加工装备研究。
该系统目前已制备样机在实验室进行实验测试，并对实验结果进行分析，撰写成论文。该系统为物料干燥提供了一种新颖的技术方法，提高了干燥过程和输出质量。
预计完成上述成果转化，需要资金500万元人民币。主要用于设备购置、研发、生产、市场推广等方面。
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