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西南农业学报 2021年第1期34卷 190-196页

作者：谢金梅罗会龙段绍米陈颐邹聪明崔国民昆明理工大学建筑工程学院云南昆明650500 云南烟草农业科学研究院云南昆明650021

【目的】现行的密集烤房普遍采用开式除湿,一方面因排湿气流余热损失导致烤房的能量利用效率较低;另一方面,因烟叶烘烤过程中产生的香气成分及其它有益于提高烟叶烘烤品质的气体成分随排湿气流排至室外,导致烟叶烘烤品质降低。此项研究... 详细信息

【目的】现行的密集烤房普遍采用开式除湿,一方面因排湿气流余热损失导致烤房的能量利用效率较低;另一方面,因烟叶烘烤过程中产生的香气成分及其它有益于提高烟叶烘烤品质的气体成分随排湿气流排至室外,导致烟叶烘烤品质降低。此项研究旨在提高烟叶烘烤品质及能源利用效率。【方法】基于闭式热风循环密集烤房冷凝除湿的方法,设计并搭建了一种以室外新风为自然冷源的闭式热风循环风冷式重力热管冷凝除湿装置,采用"七步式"烟叶密集烘烤工艺,测试分析了闭式热风循环风冷式重力热管冷凝除湿系统的除湿性能及烟叶提质性能。【结果】风冷式重力热管冷凝除湿系统的平均显热效率、潜热效率、全热效率分别为52.75%、21.23%、33.19%;系统的析湿系数在1.32~3.16;在排湿量最大的定色后期,系统的除湿负荷可达32.92 kg·h-1。与对照密集烤房相比,燃料消耗量降低0.57 kg·kg~(-1),烟叶烘烤成本降低0.48元·kg~(-1),烤后上等烟比例平均提高7.4%,中等烟比例降低2.2%,下等烟叶比例降低5.2%,烤后烟叶均价提高0.87元·kg~(-1)。【结论】闭式热风循环密集烤房风冷热管冷凝除湿系统能够对流出装烟室的排湿气流进行有效冷凝除湿,除湿、换热及节能性能良好,且烤后烟叶的提质增效效果显著。

关键词：密集烤房闭式热风循环重力热管除湿性能节能性能提质性能

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闭式热风循环密集烤房热泵除湿系统性能研究

闭式热风循环密集烤房热泵除湿系统性能研究

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作者：赵新帅昆明理工大学

学位级别：硕士

我国现行的密集烤房主要是采用开式排湿方式,因排湿气流中携带有大量的烟叶香气成分以及多种有益于提高烟叶烘烤品质的气体成分直接从排湿口排出,从而导致烟叶烘烤质量降低。此外,开式排湿还导致大量排湿气流余热的损失,同时排湿气流排... 详细信息

我国现行的密集烤房主要是采用开式排湿方式,因排湿气流中携带有大量的烟叶香气成分以及多种有益于提高烟叶烘烤品质的气体成分直接从排湿口排出,从而导致烟叶烘烤质量降低。此外,开式排湿还导致大量排湿气流余热的损失,同时排湿气流排向外界环境,对环境也造成污染。以此为背景,为探究提质增效、高效节能的烘烤设备及其除湿性能,本文建立一种闭式热风循环密集烤房热泵除湿系统,通过理论分析、数值模拟、试验研究等方法,分析热泵除湿技术应用于密集烤房排湿回收利用的可行性,也为传统密集烤房的改造升级提供可选方案和试验依据。本文结合现行密集烤房结构形式及烟叶烘烤基础,比较现有几种除湿方法的优劣。对比分析结果表明热泵除湿技术更适用于密集烤房排湿回收利用。并对热泵除湿干燥技术进行理论分析,确定了闭式热风循环密集烤房热泵除湿系统形式。该系统即能保留排湿气流中的致香物质,又减少了对环境的污染,除湿后的气流温度高于开式排湿进风空气温度,起到了余热回收利用的作用;根据初选热泵除湿设备的相关参数,利用Gambit建立物理模型,FLUENT进行数值模拟,Origin对模拟云图进行数据后处理,模拟计算出热泵除湿系统各工况下除湿量以及蒸发器进出口相关参数,并分析蒸发器内流动场分布规律。结果表明,烟叶烘烤过程中,最大模拟除湿量为26.32kg/h,能够满足密集烤房烟叶烘烤对除湿量的要求,系统除湿性能良好;通过试验研究,对比分析试验结果与模拟结果的一致性,并对闭式热风循环热泵除湿系统的换热效率和析湿系数进行了分析计算。结果表明,准稳态工况下试验除湿量与模拟工况下模拟除湿量整体趋势相同,具有很好的一致性(相对误差均小于10%),且准稳态工况下最大试验除湿量达到了26.56kg/h。显热效率、潜热效率最大值分别为79.14%、45.54%,析湿系数约为2.06.31,系统整体换热性能良好。通过对比分析闭式热风循环热泵除湿型密集烤房和生物质型密集烤房的烘烤效果,并对热泵除湿系统动态投资回收期和净现值进行计算,评价其经济效益。结果表明,闭式热风循环热泵除湿型密集烤房在烘烤成本、能耗、烤后干烟叶外观质量、主要化学成分、评吸结果、等级结构等方面均优于生物质型密集烤房,并且动态投资回收期仅为4.3年,经济效益显著提升。

关键词：密集烤房闭式热风循环热泵除湿系统数值模拟除湿性能

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