干燥装置在生活与生产中都有着广泛的应用。例如,生活中对衣物、织物等家庭用品的干燥,医院对医疗设备的干燥;在生产中,由于一些加工工艺要求和储存要求等对原料或者成品进行的干燥,如奶粉、方便食品的加工,茶叶、粮食的保存等。
随着人民生活水平的提高,工业、农业等产业的快速发展,干燥装置的应用领域越来越广,对干燥装置的要求也越来越高。在日常的生活与生产中,有许多需要小批量干燥的场合。例如院校的实验室、科研单位、医药卫生部门、家庭、宾馆等。目前市面上较为普遍的是电热恒温干燥箱与真空式干燥箱。电热恒温干燥箱即利用PTC元件将空气加热至较高温度,然后流经物料表面通过热湿交换带走物料中的水分,排出干燥箱。电热式干燥箱获得热量的方式是直接将高品质的电能转变为热能,且排出的空气中含有大量热能。能耗相当严重,另外,其排出的空气对环境的热湿污染较大。对于热敏性较高、不适宜高温干燥的物料,电热式干燥箱存在一定的局限性。另一种是真空式干燥箱,它通过真空泵抽吸干燥箱内的气体,当压力降至箱内水分饱和蒸汽压力时,液态水就会沸腾变为水蒸气被真空泵抽出口。真空式干燥箱更适合用于热敏性高的物料,但真空干燥装置更适用于后期的进一步干燥,且真空泵对物料要求较高,以防燥物料被吸入真空泵导致其不能正常工作。
由于传统的小型干燥设备能耗高、干燥温度较高、干燥程度低,对使用环境污染大等缺点,热泵干燥装置现在受到了广泛关注,它具有结构简单、耗能低,对环境空气影响小、干燥效果好等优点,更符合国家节能减排的政策。封闭式热泵干燥装置基本结构原理如图1所示。
在整个热泵干燥系统中,热泵循环与空气循环在蒸发器与冷凝器处相联,进行热量交换。热泵循环中,通过压缩机做功,消耗少量的电能,驱动制冷剂循环.使得制冷剂在蒸发器中吸收来自干燥箱的排气废热,使得湿空气降温除湿,吸收的热量合并压缩机的耗能,在冷凝器处加热将进入干燥箱的空气,以提高空气携带水分的能力。空气循环中,在风机的推动下,经过被干燥物料的湿热空气首先在蒸发器中放热,温度降低;低至露点温度以后,水蒸气冷凝析出,空气的含湿量降低。冷凝水由下部设置的接水盘引出。
低温低含湿量的空气随后通过冷凝器被加热,温度升高,含湿量不变但相对湿度降低,从而提高空气吸收水分的能力。最后高温低相对湿度的空气吹过物料表面,与物料进行热湿交换,放出热量、带走水分,空气的温度降低、含湿量增加、相对湿度增加。由此,从干燥箱排出的空气又被重新送回到蒸发器处,形成一个完整的循环。整个过程在焙湿图上的表示如图2所示。其中点1为空气从干燥箱排出时的状态点,点3为从蒸发器排出时的空气状态点,点4为经过冷凝器后的空状态点。湿空气通过蒸发器降温除湿时,即从点1到点3的过程中,未达到露点温度,湿空气仅温度降低,无水分排出。因此,理论上应先达到露点温度,再沿着相对湿度为100%的饱和湿空气曲线降温除湿,这里考虑到机器露点,即达到点2(相对湿度约为95跖),开始有水分析出。http://www.zhenghangsy.net