干燥是一种耗能较大的传统工艺过程,广泛应用于生产、生活等领域。热泵干燥装置具有热效率高、能较好地保持干燥产品的品质等突出优点,近年来受到广泛重视。 本文围绕热泵干燥装置,主要进行了如下一些工作: (1)对热泵干燥技术的优势和应用前景进行了系统分析,对热泵干燥装置的结构型式进行了归纳分类。 (2)给出了典型热泵干燥装置的数学模型和热泵干燥装置参数优化的算法。 (3)优选了适用于热泵干燥装置的热泵纯工质和混合工质,给出了可满足常用热泵干燥装置需要的低环害工质和混合工质的设计方法,给出了热泵新工质物性常数的推算方法,为热泵新工质的开发提供了较好的工具。 (4)部分可燃工质效率较高,但其可燃性又对系统的安全运行带来了严峻的挑战。为此,本文给出了纯工质最低可燃极限的估算公式和混合工质临界可燃比(CFR)的经验计算方法,为判断纯工质和混合工质的可燃性提供了量化依据,为可燃工质在热泵干燥装置中的安全应用和配制含有可燃组分的不可燃混合工质提供了良好的基础。 (5)对热泵干燥装置各个部件的火用损失进行了分析(空气流动过程、压缩过程、传热过程、节流过程、送风过程、干燥过程和除湿过程等),提出了减少火用损失的措施。 (6)为积累热泵干燥装置的设计数据和操作经验,针对热泵干燥装置的典型运行工况,建立了热泵实验装置,并对主要操作参数对热泵性能的影响进行了实验研究。 综上,本文主要创新点为:给出了一组较适用于热泵干燥装置的热泵工质;推导建立了热泵干燥装置尤其是干燥过程的火用损失方程;并对热泵干燥装置的适用领域进行了较具体的分析。