地熱農業

熱泵節能減排在農業干燥應用 降低能耗成本

地大熱能地熱+網訊:熱泵是一種通過輸入少量高品位能量,從而將低溫物體的熱量轉移到高溫物體的裝置。按驅動方式可分為壓縮式熱泵吸收式熱泵。壓縮式熱泵以氟利昂等工質為循環介質,通過消耗電力或機械功,實現熱量由低溫熱源高溫熱源的轉移,制熱性能系數(COP)可達3. 0~7. 0;吸收式熱泵按用途分為增熱型和升溫型。增熱型指利用少量高溫熱源熱能,產生大量中溫有用熱能,制熱COP可達1. 6~2. 4;升溫型指利用大量中溫熱源熱量產生少量高溫有用熱能,制熱COP為0. 4~0. 6。熱泵技術比傳統鍋爐等方式可以顯著降低煤、石油和天然氣等一次能源消耗,進而顯著降低碳排放,因此將成為實現碳達峰、碳中和目標的有效技術路線。


熱泵節能減排在農業干燥應用 降低能耗成本-地大熱能-熱泵系統專家

 

農業行業應用


為了保證農產品儲藏品質,干燥已成為農產品加工過程中普遍的單元操作,而農產品干燥能耗僅次于造紙干燥能耗。因此,在保證農產品干燥品質的前提下,需要尋求降低干燥過程能耗的方式。
熱泵干燥是隨著熱泵技術的興起而發展起來的,與傳統干燥方式相比具有實現大氣污染物和溫室氣體協同減排效果。近年來,隨著我國“煤改電”和“煤改氣”政策的推廣和落實,熱泵干燥技術農業方面的應用已成為干燥領域關注和研究的熱點,包括對煙葉、玫瑰花和枸杞等的干燥都已得到一定應用。

新型太陽能-熱泵聯合干燥裝置,用于干燥香菇試驗。系統原理如圖1所示:

熱泵節能減排在農業干燥應用 降低能耗成本-地大熱能-熱泵系統專家


圖中T1—T6為溫度傳感器。試驗結果表明,所設計的太陽能熱泵聯合干燥系統的COP在 3. 50~4. 35之間,能源利用率在0. 58~0. 78之間,在相同的干燥溫度條件下,太陽能熱泵聯合干燥系統的太陽能利用率較普通熱泵干燥系統高,節能減碳效果顯著。

 

半封閉式熱泵干燥機

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建立了空氣處理流程與準二級壓縮熱泵系統耦合方案,建模分析了基于準二級壓縮的過冷器和閃發 2種熱泵系統流程的性能。結果表明,與傳統熱泵系統相比,2種準二級壓縮熱泵系統均能降低壓縮機排氣溫度;在冷凝溫度為50 ℃,蒸發溫度為-25~0 ℃ 工況 下 , 冷器系統制熱COP提高了5. 0%~7. 1%,閃發器系統制熱COP 提高了2. 3%~6. 6%。


空氣源熱泵機組在糧食烘干領域的應用與不同熱源糧食烘干成本對比,空氣源熱泵投資雖高于燃煤、燃油和電加熱等烘干方式,但低運行成本及優良的環保特性為其今后在烘干領域的應用提供了保證。


熱泵-電加熱聯合烘干機在食品烘干上的應用熱泵-電加熱聯合烘干的熱風成本僅為純電加熱的 60. 9%,在節能降耗和降低生產成本上有明顯優勢。隨著熱泵干燥技術的日趨成熟,其優異的節能減排效果已被各種試驗研究所證明,加之人們對環境問題的關注,熱泵干燥技術已顯現出廣闊的應用前景。


結合熱泵多能互補的研究思路,針對熱泵干燥系統與太陽能、微波和電熱等系統的耦合研究已成為農產品干燥行業新的研究熱點,為進一步實現農產品干燥的節能、降本、提質和增效提供了方向。此外,通過開發高溫熱泵來提高熱泵干燥效率,是熱泵干燥技術研究的另一個發展方向。