熱泵干燥系統(tǒng)的形式較多,按照干燥介質(zhì)(空氣)的循環(huán)情況可分為開(kāi)路式、部分乏氣循環(huán)式和閉路式3種。對(duì)干燥溫度不宜過(guò)高的生物材料,目前大多采用圖2-1所示的閉路式熱泵干燥系統(tǒng)。
閉路式熱泵干燥系統(tǒng)有內(nèi)外兩個(gè)工作循環(huán),即制冷劑在熱泵系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)和干燥介質(zhì)的干燥循環(huán)。制冷劑在蒸發(fā)器中吸收由干燥系統(tǒng)排出的廢氣中的熱量后,使液體蒸發(fā)為蒸氣;經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后,送到冷凝器中;在高壓下,熱泵工質(zhì)冷凝液化,放出的高溫冷凝熱去加熱來(lái)自蒸發(fā)器的降溫除濕的低溫干空氣,把低溫干空氣加熱到要求的溫度后,排入干燥室作為干燥介質(zhì)循環(huán)使用;液化后的熱泵工質(zhì)經(jīng)膨脹閥再次返回到蒸發(fā)器內(nèi),如此循環(huán)往復(fù)。同時(shí),廢氣中的大部分水蒸汽在蒸發(fā)器中被冷凝下來(lái)直接排掉。
該系統(tǒng)的熱泵部分采取輔助冷凝器的形式。此結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于控制干燥溫度靈活方便,且輔助冷凝器的換熱系數(shù)較高,不需要特殊技術(shù)的換熱器。另外,若采用輔助冷凝器加熱外界空氣對(duì)物料進(jìn)行預(yù)干,可以回收這部分溫度比較高的冷凝熱,節(jié)約能源,提高系統(tǒng)效率。在蒸發(fā)器設(shè)置旁通的目的在于使通過(guò)蒸發(fā)器的濕熱空氣能較好地與蒸發(fā)器中的制冷量相匹配, 允分地發(fā)揮蒸發(fā)器的除濕能力;同時(shí),還可以調(diào)節(jié)冷凝器和蒸發(fā)器的熱負(fù)荷,使之較好地匹配,以減少損失和強(qiáng)化冷凝器的換熱,兼顧了熱泵和干燥兩個(gè)單元各自的要求。