带有回热器的开闭切换式热泵干燥系统性能研究

作     者：肖太洋 

作者单位：陕西理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：冯荣;刘孝敏

授予年度：2024年

学科分类：080702[工学-热能工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：热泵干燥 空气回热器 开闭切换式 除湿能耗比 

摘      要：针对目前传统开式热泵干燥系统运行不稳定、易造成能源浪费,闭式热泵干燥系统无法利用环境空气中的能量,压缩机消耗电能提供能量,能源利用效率较低,半开式热泵干燥系统风量比调控比例等问题,本文设计了带有回热器的开闭切换式热泵干燥系统,系统兼具开式、闭式、半开式三种运行模式。利用实验验证加仿真计算的方法,选出最佳除湿能耗比(Specific moisture extraction rate,SMER)的系统运行模式。本文主要研究内容与结论如下: (1)构建了带有回热器的开闭切换式热泵干燥系统,对系统设计及工作原理进行了阐述。通过建立模型、搭建系统实验台,将计算值与实验值对比,压缩机功率、冷凝器制热量和系统性能系数(Specific moisture extraction rate,COP)最大误差分别在7%、6%、3%,验证了计算模型准确性。 (2)研究了开式、闭式、开闭切换式1和开闭切换式2下系统的性能。研究表明:闭式、开闭切换式1、开闭切换式2相比开式系统,压缩机功率增加23.19%、34.35%、28.41%,COP下降12.37%、16.05%、11.37%,冷凝器制热量增加7.25%、11.60%、13.04%,SMER增加5.06%、15.19%、18.99%。闭式、开闭切换式1、开闭切换式2系统在冷凝器制热量、SMER等方面相比开式系统有明显提升。 (3)研究了风量比3:7、4:6、5:5、6:4下系统的性能。研究表明:系统风量比4:6、5:5、6:4相比3:7,压缩机功率减少1.00%、2.24%、8.94%,COP增加1.40%、4.56%、15.79%,冷凝器制热量增加0.43%、0.87%、1.74%,空气回热器制热量依次增加42.55%、70.21%、112.76%,SMER减少4.60%、8.05%、10.34%。半开式系统风量比变大的过程中,干燥室内空气温度逐渐降低,导致压缩机功率、SMER下降,冷凝器制热量、空气回热器制热量上升。 综上,不同运行模式研究中,开闭切换式2 SMER达到最大值0.94 kg/k Wh;半开式下不同风量比研究中,风量比3:7 SMER达到0.87 kg/k Wh。开闭切换式的SMER更优异,干燥效率更高。