热泵烟叶烘烤的系统研究及性能分析

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1、热泵烟叶烘烤的系统研究及性能分析张振涛1(中国科学院理化技术研究所，北京，100190)摘要：为了降低烟叶烘烤成本，提高烤烟质量以及节能减排，本文对热泵烟叶烘烤系统的性能展开了研究。首先提出了符合实际干燥过程的等温模型并对其进行了分析；然后设计了一种新型的热泵烤烟系统方案，对该方案的性能进行了研究，分析得到在烘烤设计量为3000kg鲜烟时，所需压缩机的最大功耗为7．6kW，系统最大供暖系数COPh接近10，最大除湿能耗比SMER达到了llkg／(kWh)；最后比较了热泵烤烟和燃煤烤烟的烘烤成本，结果表明热泵烤烟的平均SMER为5．25kg／(kWh)，实际烘烤成本为1．3

2、元／kg干烟，而燃煤烤烟的实际烘烤成本为1．67元／kg干烟。因此和燃煤烤烟相比，热泵烤烟具有明显的经济效益和社会效益，市场前景广阔。关键词：等温模型烟叶烘烤热泵干燥SystemStudyandPerformanceAnalysisonHeatPumpforTobaccoLeafFlue-curingZhangZhentao(TechnicalInstituteofPhysicsandChemistryChineseAcademyofSciences，Beijing，100190)Abstract：Inordertoreducethecostoftobaccocuring

3、，improvethequalityofflue-curedtobaccoandsaveenergy,inthispaper,theresearchonperformanceofheatpumpsystemfortobaccoflue—curingwascarriedout．Atfirstisothermalmodelliningwiththeactualprocesswasproposedandanalyzed；thenanewprogramofheatpumpsystemforflue—curedtobaccowasdesignedandstudied．Itwasin

4、dicatedthatwhenthedesignquantityoffreshtobaccowas3000kg，themaximumpowerconsumptionofcompressorwas7．6kWandthemaximumCoefficientOfPerformanceapproachto10，whilethemaximumSpecificMoistureExtractionRateis11kg／(kWh)．Atlasttheflue-curingcostbetweenheatpumpcuringtobaccoandcombustingcoalcuringtoba

5、ccowascompared，itwasindicatedthattheaverageSMERwas5．25kg／(kWh)andactualflue-curingcostis1．3Yuan／kgdriedtobaccoinheatpumpcuringwhileactualflue-curingcost1．67Yuan／kgdriedtobaccoincombustingcoal．Socomparedwithcombustingcoal，ithadobviouseconomicandsocialbenefitswithheatpumpflue—curingtobacco．

6、Themarketisprospective．Keyword：isothermalmodel，tobaccoleafflue—curing，heatpump，drying--■‘．·-■●翮舌目前国内普遍采用燃煤的密集烤房对烟叶进行烘烤，热利用率低，耗煤量高，通常烤干lkg烟叶耗煤量在1．5"-2．5kg标煤[1]，环境污染严重。热泵技术以它能够有效地回收低温余热，达到高效节能的特有优势，在各国的许多行业中得到了普遍的应用，取得了迅速的发展。采用热泵技术对烟叶进行烘烤，不但可以大幅度减少排湿热损失，降低烘烤成本；而且可以对烘烤工艺进行精确的温湿度控制，提高烤烟的品质；此外

7、还能消除污染物的排放，利于保护环境。Bryan等于1999年在美国首次用热泵除湿烤房和常规燃油烤房对烟叶K326进行烘烤实验[2]，1张振涛：1968年生，男，博士，中国科学院理化技术研究所副研究员，研究方向为热泵干燥，新能源技术。Emaihzzthl@163．corn386研究结果表明用热泵除湿烤房烘烤得到的烟叶质量比常规烤房的要高，在当时当地的能源开支情况下烘烤成本和后者相比有一定优势。不过此后，国外其他有关热泵烟叶烘烤的研究成果基本未见报道。河南农业大学的宫长荣在国内最先开展了热泵烘烤烟叶的研究工作，他通过研究发现烘烤得