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熱泵是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理以消耗少量高品質(zhì)能源高溫?zé)崮転榇鷥r從自然環(huán)境或余熱資源中吸熱以獲得更多的輸出熱能，實現(xiàn)將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能的裝置。 通俗的說，熱泵是一種吸收低品位熱源，并將其轉(zhuǎn)化成高品位熱源的裝置。例如，熱泵可從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，然后再向人們提供可被利用的高品位熱能。它不僅可大幅降低傳統(tǒng)能源的消耗，同時可大大減少燃料燃燒所造成的環(huán)境污染。 1824年，法國科學(xué)家薩迪.卡諾首次提出卡諾循環(huán)，這是熱泵的原理起源；1852年英國科學(xué)家開爾文提出逆卡諾循環(huán)用于加熱的設(shè)想，建立了第一個熱泵系統(tǒng)。 要弄清楚熱泵的工作原理，首先來了解一下制冷工作原理。 制冷系統(tǒng)（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。 其工作過程為：低溫低壓的液態(tài)制冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發(fā)器（例如空調(diào)室內(nèi)機(jī)）里從高溫?zé)嵩矗ɡ绯乜諝猓┪鼰岵饣傻蛪赫魵?。然后制冷劑氣體在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩矗ɡ缋鋮s水）冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件（毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個制冷循環(huán)。 日本是最早普及熱泵應(yīng)用的國家。1973年第一次石油危機(jī)后，從能源安全的基本要求出發(fā)，日本將節(jié)能作為基本國策。由于熱泵技術(shù)具有顯著的節(jié)能效果，家用熱泵型空調(diào)技術(shù)取得較大進(jìn)展，20 世紀(jì)80 年代中期，日本已經(jīng)基本普及了家用熱泵型空調(diào)。 而利用熱泵技術(shù)制取生活用熱水，則是在熱泵型空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加裝熱能回收裝置和熱水儲存裝置演變而成，這類與家用空調(diào)裝置組合的熱泵熱水器，是日本市場的重要產(chǎn)品。 相對世界熱泵技術(shù)的發(fā)展，我國的研究工作起步稍晚。近年來北京奧運(yùn)會和上海世博會等大型活動的舉辦拉動了中國空調(diào)市場的發(fā)展，也促進(jìn)了熱泵在中國的應(yīng)用，熱泵技術(shù)的研究不斷創(chuàng)新，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。 在干燥行業(yè)，熱泵干燥技術(shù)因其物料適應(yīng)范圍廣、熱效率高并能較好地保持物料的品質(zhì)而受到干燥界的青睞。 熱泵干燥是利用逆卡諾循環(huán)的原理從周圍低溫介質(zhì)中吸取熱量，并將一定低溫?zé)崮芡ㄟ^熱泵系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為較高溫度的熱能來蒸發(fā)需要干燥物料中的水分，從而促使物料干燥。 熱泵干燥只需消耗壓縮機(jī)工作時使用的電能，就可從空氣和排濕廢熱等低品位能源中獲取能量，系統(tǒng)COP高，比傳統(tǒng)干燥方式更節(jié)能。 熱泵干燥技術(shù)是一種溫和的、接近自然的綠色干燥方式，對環(huán)境無污染，是構(gòu)建生態(tài)文明，建設(shè)高效綠色節(jié)能技術(shù)之一。 熱泵干燥可對干燥介質(zhì)的溫度、濕度、氣流速度進(jìn)行精確控制，而且干燥品質(zhì)好，因而已廣泛應(yīng)用于木材加工、種子儲存、食品加工、陶瓷烘焙、紡織行業(yè)、中藥材等領(lǐng)域中熱敏性物料的干燥。 隨著熱泵干燥技術(shù)的不斷創(chuàng)新和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，基于能夠?qū)崿F(xiàn)對干燥過程的精準(zhǔn)控制，熱泵干燥技術(shù)還具備了發(fā)酵、提純、增效、殺菌、定型定色等新型高品質(zhì)功能。 為了更好地利用和推廣熱泵干燥技術(shù)，我們出版了《熱泵干燥技術(shù)與裝備》一書。 張振濤、楊俊玲 編著
書號:978-7-122-36922-2 出版時間:2020-09 定價:128.00 本書是熱泵干燥理論研究成果和工程應(yīng)用進(jìn)展的總結(jié)，采用理論與實踐相結(jié)合的方式，系統(tǒng)地介紹了熱泵干燥的基本原理，熱泵干燥系統(tǒng)設(shè)計、控制與評價，MVR熱泵技術(shù)，太陽能熱泵干燥技術(shù)以及熱泵干燥技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。 第1章熱泵干燥技術(shù)概述/001
1.1能源與環(huán)境現(xiàn)狀001
1.1.1能源現(xiàn)狀001
1.1.2我國的環(huán)境現(xiàn)狀002
1.1.3我國的節(jié)能與環(huán)保目標(biāo)003
1.2我國干燥行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢003
1.2.1干燥概述003
1.2.2我國干燥行業(yè)的現(xiàn)狀005
1.3熱泵干燥技術(shù)007
1.3.1熱泵干燥技術(shù)的原理007
1.3.2熱泵干燥技術(shù)的特點008
1.3.3熱泵干燥技術(shù)的適用范圍008
1.3.4熱泵干燥與其他干燥技術(shù)的對比009
1.3.5熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用011
1.3.6熱泵干燥技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢012
參考文獻(xiàn)016
第2章熱泵工質(zhì)和干燥介質(zhì)/020
2.1熱泵工質(zhì)020
2.1.1熱泵工質(zhì)及其分類020
2.1.2對熱泵工質(zhì)的要求020
2.1.3熱泵工質(zhì)的性質(zhì)024
2.2干燥介質(zhì)029
2.2.1干燥介質(zhì)概述029
2.2.2濕空氣029
2.2.3濕空氣的狀態(tài)參數(shù)029
2.2.4濕空氣的焓濕圖032
2.3過熱蒸汽034
參考文獻(xiàn)035
第3章干燥過程的傳熱傳質(zhì)/036
3.1多孔介質(zhì)的基本特征036
3.1.1多孔介質(zhì)的水分存在狀態(tài)036
3.1.2多孔介質(zhì)的干燥特性參數(shù)038
3.2干燥動力學(xué)理論與模型040
3.2.1多孔介質(zhì)中的水分遷移與蒸發(fā)040
3.2.2基本理論與模型042
3.2.3薄層干燥044
3.3干燥器衡算048
3.3.1物料衡算049
3.3.2熱量衡算050
3.3.3干燥過程中空氣狀態(tài)的確定與圖解法052
3.3.4計算算例053
參考文獻(xiàn)055
第4章熱泵干燥技術(shù)/059
4.1熱泵干燥的熱力學(xué)分析059
4.1.1熱泵干燥的熱力學(xué)原理059
4.1.2熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學(xué)第一定律分析061
4.1.3熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學(xué)第二定律分析061
4.1.4熱泵干燥系統(tǒng)的分類063
4.2熱泵干燥系統(tǒng)的性能優(yōu)化理論分析066
4.2.1熱泵干燥系統(tǒng)的最佳蒸發(fā)溫度067
4.2.2熱泵干燥系統(tǒng)的最大單位能耗除濕量068
4.3熱泵干燥用壓縮機(jī)074
4.3.1壓縮機(jī)的分類074
4.3.2壓縮機(jī)的熱力學(xué)分析076
4.3.3熱泵干燥用壓縮機(jī)與制冷壓縮機(jī)的區(qū)別079
4.3.4熱泵干燥系統(tǒng)中壓縮機(jī)的選型080
4.4壓縮機(jī)的補(bǔ)氣增焓結(jié)構(gòu)082
4.4.1補(bǔ)氣增焓系統(tǒng)082
4.4.2熱力學(xué)分析082
4.4.3最優(yōu)補(bǔ)氣壓力的確定083
4.4.4壓縮機(jī)補(bǔ)氣孔口的設(shè)計研究084
4.5干燥器087
4.5.1廂式干燥器087
4.5.2帶式干燥器089
4.5.3氣流干燥器090
4.5.4流化床干燥器091
4.5.5噴霧干燥器092
4.5.6回轉(zhuǎn)圓筒干燥器093
4.5.7轉(zhuǎn)鼓干燥器094
4.5.8塔式干燥器095
4.5.9槳葉式干燥器095
4.6熱泵換熱器與節(jié)流膨脹裝置096
4.6.1熱泵換熱器096
4.6.2節(jié)流膨脹裝置099
4.7熱泵干燥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)101
4.7.1空氣源熱泵密集烤房標(biāo)準(zhǔn)101
4.7.2谷物干燥機(jī)標(biāo)準(zhǔn)103
4.7.3水稻種子烘干脫水技術(shù)規(guī)程103
4.7.4太陽能果蔬干燥設(shè)施設(shè)計規(guī)范103
參考文獻(xiàn)104
第5章機(jī)械蒸汽再壓縮（MVR）熱泵干燥技術(shù)/110
5.1MVR熱泵干燥技術(shù)110
5.1.1MVR熱泵干燥技術(shù)的原理110
5.1.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學(xué)分析110
5.1.3MVR熱泵干燥系統(tǒng)的性能評價指標(biāo)111
5.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)的構(gòu)成113
5.2.1MVR熱泵干燥系統(tǒng)的工藝113
5.2.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)用壓縮機(jī)113
5.2.3MVR熱泵干燥系統(tǒng)的性能影響因素116
5.3MVR熱泵系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟(jì)性分析117
參考文獻(xiàn)118
第6章多源熱泵干燥技術(shù)/121
6.1空氣源熱泵干燥技術(shù)121
6.1.1空氣源熱泵干燥的工作原理121
6.1.2空氣源熱泵干燥的分類121
6.1.3空氣源熱泵干燥的應(yīng)用和展望123
6.2太陽能熱泵技術(shù)124
6.2.1太陽能熱泵干燥的工作原理125
6.2.2直接膨脹式太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)125
6.2.3間接膨脹式太陽能熱泵干燥系統(tǒng)129
6.2.4太陽能熱泵干燥技術(shù)的應(yīng)用及展望131
6.3其他及多源耦合干燥技術(shù)133
6.3.1地源熱泵干燥技術(shù)133
6.3.2太陽能輔助干燥化學(xué)熱泵系統(tǒng)134
6.3.3二次回?zé)崾娇諝庠礋岜门c太陽能聯(lián)合干燥系統(tǒng)134
6.3.4太陽能水源熱泵組合干燥136
6.3.5遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥137
6.3.6化學(xué)能熱泵干燥技術(shù)138
參考文獻(xiàn)141
第7章熱泵干燥系統(tǒng)的控制技術(shù)/143
7.1熱泵干燥的控制系統(tǒng)及其組成143
7.1.1熱泵干燥過程的控制系統(tǒng)簡介143
7.1.2熱泵干燥過程的控制系統(tǒng)組成144
7.1.3典型的熱泵干燥PLC控制邏輯145
7.2熱泵干燥系統(tǒng)控制技術(shù)的背景技術(shù)介紹147
7.2.1數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)147
7.2.2可編程邏輯控制器技術(shù)147
7.2.3單片機(jī)148
7.2.4虛擬儀器技術(shù)149
7.2.5工業(yè)組態(tài)技術(shù)149
7.2.6區(qū)塊鏈技術(shù)149
7.3熱泵干燥的控制策略與理論151
7.3.1熱泵干燥過程的控制要求151
7.3.2熱泵干燥的控制策略151
7.3.3熱泵干燥控制理論154
7.3.4熱泵干燥控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計156
7.3.5熱泵干燥控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計156
7.3.6基于虛擬儀器技術(shù)的熱泵干燥系統(tǒng)設(shè)計157
7.4通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)158
7.4.1物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算簡介158
7.4.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)160
7.4.3云計算在農(nóng)業(yè)上的實際應(yīng)用161
7.4.4農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)162
7.4.5建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系163
7.5烤煙自動控制系統(tǒng)164
7.5.1半開式熱泵烤煙控制系統(tǒng)164
7.5.2基于視頻模式及專家系統(tǒng)的適應(yīng)性烤房工藝控制技術(shù)169
7.5.3基于云計算的自動烤煙控制服務(wù)體系及其延伸應(yīng)用179
參考文獻(xiàn)179
第8章典型的農(nóng)林產(chǎn)品熱泵干燥/182
8.1烤煙熱泵干燥工藝及裝備182
8.1.1設(shè)計原則184
8.1.2煙葉烘烤過程中的失水規(guī)律184
8.1.3半開式熱泵烤煙系統(tǒng)的工作原理185
8.1.4熱泵烤煙系統(tǒng)主要設(shè)備的選型計算186
8.1.5熱泵干燥系統(tǒng)的性能測試結(jié)果190
8.1.6干燥產(chǎn)品品質(zhì)分析194
8.1.7能耗分析195
8.1.8污染物排放分析197
8.1.9技術(shù)應(yīng)用200
8.2木材熱泵干燥工藝及裝備202
8.2.1兩級壓縮高溫?zé)岜酶稍镅b置及試驗分析203
8.2.2空氣級間耦合的低溫與干燥復(fù)合的熱泵干燥裝置207
8.2.3刺猬紫檀材熱泵干燥特性及工藝研究220
8.3玉米熱泵干燥工藝及裝備226
8.3.1熱管聯(lián)合多級串聯(lián)熱泵玉米干燥系統(tǒng)設(shè)計227
8.3.2熱管聯(lián)合多級串聯(lián)熱泵玉米干燥系統(tǒng)運(yùn)行測試232
8.3.3熱管系統(tǒng)運(yùn)行工況233
8.3.4各級熱泵機(jī)組運(yùn)行工況233
8.3.5玉米熱泵干燥經(jīng)濟(jì)性分析234
8.4香菇熱泵干燥工藝及裝備236
8.4.1小型半開式香菇熱泵干燥系統(tǒng)及實驗研究236
8.4.2大型熱泵-電加熱聯(lián)合互補(bǔ)香菇干燥工藝及設(shè)備241
8.4.3熱泵技術(shù)在食用菌干燥中的應(yīng)用前景與發(fā)展趨勢246
8.5掛面熱泵干燥工藝及實例247
8.5.1熱泵系統(tǒng)設(shè)計248
8.5.2烘房內(nèi)的溫濕度分布248
8.5.3熱泵機(jī)組的蒸發(fā)冷凝溫度變化250
8.5.4熱泵系統(tǒng)的制熱COP變化250
8.5.5熱泵機(jī)組的出回水溫度變化250
8.5.6熱泵設(shè)備的性能分析252
8.6駿棗熱泵干燥工藝及實例253
8.6.1熱泵干燥系統(tǒng)253
8.6.2干燥室的溫度分布和精確性254
8.6.3主機(jī)室的溫度255
8.6.4系統(tǒng)的能耗256
8.6.5經(jīng)濟(jì)性分析256
8.6.6系統(tǒng)的性能分析257
8.7枸杞熱泵干燥工藝及裝備259
8.7.1熱泵干燥系統(tǒng)設(shè)計260
8.7.2干燥室干燥工況261
8.7.3系統(tǒng)耗電情況263
8.7.4壓縮機(jī)運(yùn)行工況263
8.7.5枸杞干燥動力學(xué)及品質(zhì)分析264
8.7.6熱泵烘房能耗分析265
參考文獻(xiàn)266
第9章污泥熱泵干燥資源化技術(shù)/268
9.1污泥268
9.1.1污泥的分類269
9.1.2污泥的特性270
9.1.3污泥處理的一般原則273
9.2污泥干化技術(shù)274
9.2.1污泥干化技術(shù)的分類274
9.2.2污泥干燥的機(jī)理276
9.2.3污泥干燥過程的形貌變化276
9.2.4污泥干燥動力學(xué)278
9.3污泥熱泵干燥技術(shù)281
9.3.1污泥熱泵干化技術(shù)281
9.3.2帶回?zé)岬奈勰酂岜酶苫夹g(shù)283
9.3.3污泥太陽能干化技術(shù)284
9.3.4污泥太陽能熱泵干化技術(shù)286
9.3.5MVR熱泵污泥干化技術(shù)289
9.3.6污泥微波干燥技術(shù)290
9.3.7污泥低溫真空脫水干化技術(shù)291
9.3.8污泥低溫射流干化技術(shù)291
9.4污泥太陽能熱泵干化技術(shù)與應(yīng)用291
9.4.1溫室太陽能熱泵污泥干化系統(tǒng)291
9.4.2溫室太陽能熱泵污泥干化實驗探究294
9.4.3溫室太陽能熱泵污泥干化系統(tǒng)案例300
9.5熱泵低溫帶式污泥干化技術(shù)與應(yīng)用301
9.5.1用于污泥熱泵干化的帶式干燥機(jī)熱力分析301
9.5.2湖南長沙某污水處理廠污泥熱泵低溫帶式污泥干化305
9.5.3佛山某污泥處置中心污泥熱泵低溫帶式污泥干化305
參考文獻(xiàn)307
第10章熱泵干燥技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用/310
10.1熱泵干燥技術(shù)在造紙行業(yè)的應(yīng)用310
10.1.1紙機(jī)干燥部的工作原理310
10.1.2紙機(jī)干燥部熱泵供汽系統(tǒng)分類311
10.1.3紙機(jī)干燥部熱泵供汽系統(tǒng)應(yīng)用裝備313
10.2熱泵干燥在褐煤發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用314
10.2.1吸收式熱泵的褐煤預(yù)干燥發(fā)電供熱水回收系統(tǒng)314
10.2.2集成熱泵干燥的褐煤發(fā)電系統(tǒng)316
10.2.3熱泵干燥技術(shù)在褐煤發(fā)電系統(tǒng)中的展望317
10.3熱泵干燥技術(shù)在紡織行業(yè)的應(yīng)用317
10.3.1紡織熱泵干燥技術(shù)317
10.3.2熱泵干衣機(jī)318
10.3.3熱泵干燥技術(shù)在腈綸生產(chǎn)中的應(yīng)用319
10.3.4熱泵干燥技術(shù)在紡織行業(yè)的展望320
10.4熱泵系統(tǒng)在制堿、制鹽行業(yè)的應(yīng)用321
10.4.1熱泵在制堿行業(yè)的應(yīng)用321
10.4.2熱泵在制鹽行業(yè)的應(yīng)用322
10.5熱泵干燥技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用324
10.5.1帶魚熱泵干燥及裝備324
10.5.2熱泵-熱風(fēng)聯(lián)合的魷魚干燥工藝及裝備328
10.5.3熱泵干燥技術(shù)在食品工業(yè)中的展望331
10.6二氧化碳熱泵干燥系統(tǒng)及應(yīng)用332
10.6.1CO2熱泵干燥系統(tǒng)原理333
10.6.2CO2熱泵干燥系統(tǒng)性能分析333
10.6.3多級旁通與多級除濕的CO2跨臨界聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)335
參考文獻(xiàn)339
編輯 | 小幫
來源 | 《熱泵干燥技術(shù)與裝備》 |
