Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння

Розглянуті процеси видалення вологи з теплоносія під час теплонасосного сушіння. Досліджено вплив тепловологісних параметрів теплоносія на енергетичні показники роботи теплового насоса....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2017
Hauptverfasser:	Снєжкін, Ю.Ф., Чалаєв, Д.М., Дабіжа, Н.О.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2017
Schriftenreihe:	Промышленная теплотехника
Schlagworte:	Теория и практика сушки
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142361
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння / Ю.Ф. Снєжкін, Д.М. Чалаєв, Н.О. Дабіжа // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 47-52. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142361
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1423612025-02-09T11:33:44Z Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння Analysis of energy performance of heat pump drying Снєжкін, Ю.Ф. Чалаєв, Д.М. Дабіжа, Н.О. Теория и практика сушки Розглянуті процеси видалення вологи з теплоносія під час теплонасосного сушіння. Досліджено вплив тепловологісних параметрів теплоносія на енергетичні показники роботи теплового насоса. Рассмотрены процессы удаления влаги из теплоносителя при теплонасосной сушке. Изучено влияние тепловлажностных параметров теплоносителя на энергетические показатели работы теплового насоса. The processes of moisture extraction from the heat-carrying agent in heat pump drying are considered. The influence of thermomoist parameters of the heatcarrying agent on energy performance of the heat pump has been studied. 2017 Article Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння / Ю.Ф. Снєжкін, Д.М. Чалаєв, Н.О. Дабіжа // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 47-52. — Бібліогр.: 13 назв. — укр. 0204-3602 DOI: https://doi.org/10.31472/ihe.3.2017.07 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142361 664.8.047:621.577 uk Промышленная теплотехника application/pdf Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Теория и практика сушки Теория и практика сушки
spellingShingle	Теория и практика сушки Теория и практика сушки Снєжкін, Ю.Ф. Чалаєв, Д.М. Дабіжа, Н.О. Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння Промышленная теплотехника
description	Розглянуті процеси видалення вологи з теплоносія під час теплонасосного сушіння. Досліджено вплив тепловологісних параметрів теплоносія на енергетичні показники роботи теплового насоса.
format	Article
author	Снєжкін, Ю.Ф. Чалаєв, Д.М. Дабіжа, Н.О.
author_facet	Снєжкін, Ю.Ф. Чалаєв, Д.М. Дабіжа, Н.О.
author_sort	Снєжкін, Ю.Ф.
title	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
title_short	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
title_full	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
title_fullStr	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
title_full_unstemmed	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
title_sort	аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2017
topic_facet	Теория и практика сушки
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142361
citation_txt	Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння / Ю.Ф. Снєжкін, Д.М. Чалаєв, Н.О. Дабіжа // Промышленная теплотехника. — 2017. — Т. 39, № 3. — С. 47-52. — Бібліогр.: 13 назв. — укр.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT snêžkínûf analízenergetičnihpokaznikívprocesuteplonasosnogosušínnâ AT čalaêvdm analízenergetičnihpokaznikívprocesuteplonasosnogosušínnâ AT dabížano analízenergetičnihpokaznikívprocesuteplonasosnogosušínnâ AT snêžkínûf analysisofenergyperformanceofheatpumpdrying AT čalaêvdm analysisofenergyperformanceofheatpumpdrying AT dabížano analysisofenergyperformanceofheatpumpdrying
first_indexed	2025-11-25T22:04:42Z
last_indexed	2025-11-25T22:04:42Z
_version_	1849801607135363072
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 47 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ УДК 664.8.047:621.577 АНАЛІЗ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ПРОЦЕСУ ТЕПЛОНАСОСНОГО СУШІННЯ Снєжкін Ю.Ф., член-кореспондент НАН України, Чалаєв Д.М., канд. техн. наук, Дабіжа Н.О., канд. техн. наук Інститут технічної теплофізики НАН України, вул. Желябова, 2а, Київ, 03680, Україна Розглянуті процеси видалення вологи з теплоносія під час теплона- сосного сушіння. Досліджено вплив тепловологісних параметрів теплоносія на енергетичні показники роботи тепло- вого насоса. Рассмотрены процессы удаления влаги из теплоносителя при теплонасос- ной сушке. Изучено влияние тепловлаж- ностных параметров теплоносителя на энергетические показатели работы теп- лового насоса. The processes of moisture extraction from the heat-carrying agent in heat pump drying are considered. The influence of thermomoist parameters of the heat- carrying agent on energy performance of the heat pump has been studied. Вступ Процеси конвективного сушіння широко застосову- ються в агропромисловому комплексі, на підприємствах хімічної, деревопереробної, фармацевтичної та інших галузях промисловості. Термічне зневоднення є одним з найбільш енергоємних технологічних процесів і, зва- жаючи на високу вартість енергоресурсів, в значній мірі визначає економічні показники виробництва. Так, на процеси термічного зневоднення витрачається до 10 % енергії, споживаної в промисловому секторі, тому дослідження спрямовані на раціональне використання енергоресурсів в процесах сушіння є актуальними. Підвищення ефективності, надійності і безпеки роботи сушильного обладнання може вирішуватись шляхом застосування теплогенеруючих теплонасосних агрегатів, в яких здійснюється примусове осушення відпрацьованого сушильного агента, утилізація тепло- ти конденсації вилученої вологи та повернення її на більш високому температурному рівні в технологічний процес сушіння шляхом застосування теплонасосного циклу. Традиційні конвективні сушарки за своїми кон- структивними особливостям є найбільш пристосовани- ми для інтеграції в сушильний цикл теплового насоса [1]. А відпрацьований сушильний агент є тим видом вторинних енергетичних ресурсів, що слугує низько- температурним джерелом енергії для теплового насоса. Розробка конвективних сушильних устано- вок на базі теплових насосів є актуальним напрям- ком досліджень і розробок у ряді країн світу (Кана- да, Німеччина, Норвегія, Китай тощо) [2, 3, 4]. Так в публікаціях, присвячених теплонасосному сушінню, викладені результати досліджень щодо ефективності застосування теплових насосів в камерній та тунельній сушарках [5, 6], в сушарці з псевдозрідженим шаром [7], у вакуумсублімаційній сушарці [8], запропонована сушарка з термохімічним тепловим насосом [9]. Аналіз публікацій показав, що переважна більшість робіт пов’язана із застосуванням парокомпресійних теплових Бібл. 13, рис. 5. Ключові слова: теплонасосні цикли, теплові насоси, сушіння, енергоефективність. насосів з електроприводом для низькотемпературних процесів сушіння через їх найбільше розповсюдження і простоту організації систем з їх використанням. Однак, на сьогоднішній день широко використову- ються тільки теплонасосні установки для сушіння де- ревини, як найбільш досліджені і прості в управлінні – теплонасосний агрегат в цій установці працює в постійному температурному режимі протягом всього процесу сушіння. Сушіння термолабільних матеріалів (таких, як водорості, лікарські трави, протеїн, фрукти тощо) вимагає більш складного алгоритму управління про- цесом зневоднення. Для оптимізації енерговитрат теп- лонасосний агрегат на різних стадіях сушіння пови- нен працювати в перемінних режимах – протягом цик- лу сушіння необхідно регулювати як інтенсивність теплопідводу, так і ступінь осушування теплоносія. Ши- роке застосування теплових насосів для конвективного сушіння термолабільних матеріалів стримується недо- статньою вивченістю методів оптимізації процесу, що обумовлено нестачею експериментальних даних щодо тепломасообміних процесів, які відбуваються в широ- кому діапазоні змінювання тепловологісних умов про- ведення процесу сушіння, і відсутністю узагальнених методик їх чисельного розрахунку. В процесі теплонасосного сушіння величина по- точних енерговитрат значною мірою залежить від вологовмісту сушильного агента і температурного ре- жиму його осушення у випарнику теплового насоса [10, 11, 12]. В зв’язку з цим, дані дослідження спрямовані на оптимізацію температурних режимів роботи теплонасо- сного агрегату з метою скорочення енерговитрат під час сушіння. Результати досліджень Дослідження проводились для камерних конвек- тивних сушильних установок з замкненим контуром циркуляції теплоносія. При цьому теплоносій циркулює по колу, а волога, що вилучається з матеріалу, не вино- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №348 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ ситься сушильним агентом в оточуюче середовище, а конденсується на холодній поверхні випарника теп- лового насоса і вилучається в скрапленому вигляді. Така схема роботи сушарки дозволяє використовува- ти як теплоносій крім повітря інертні гази, а також підтримувати необхідні параметри сушіння незалежно від тепловологісного стану атмосферного повітря. Схематично конвективна сушарка з теплонасосною системою підготовки теплоносія та процес сушіння в H-d діаграмі показані на рис. 1. Робота сушарки здійснюється таким чином. Нагріте у конденсаторі 6 теплового насоса сухе повітря (точ- ка a) надходить до сушильної камери 1, де обдуває візок 2 із продуктом і, відбираючи вологу від продук- ту, адіабатично зволожується (процес a-b). Після цього зволожене повітря розділяється на два потоки, один із яких повертається на рециркуляцію, а другий подається в тепловий насос на осушення. Осушуване повітря спочатку частково охолоджується в рекуперативно- му теплообміннику «повітря-повітря» 5 (процес b-c), після чого доохолоджується у випарнику 4 теплового насоса (процес c-c'-d). При цьому частина вологи, що міститься в повітрі, конденсується, і вода виводиться з об'єму сушильної камери. Після проходження через ви- парник 4 охолоджене й осушене повітря підігрівається в рекуператорі 5 (процес d-e) і змішуєть-ся з вологим рециркулюючим повітрям (процеси e-f і b-f). Змішане повітря (точка f) підігрівається в конденсаторі 6 (про- цес f-a), і цикл повторюється. Необхідно зазначити, що в процесі теплонасосного сушіння в конденсаторі теплового насоса виділяється більше тепла ніж може бути сприйнято в випарнику. Тому для забезпечен- ня постійної температури сушіння надлишок тепла за допомогою додаткового зовнішнього конденсатора 7 відводиться в оточуюче середовище. Рис. 1. Теплонасосна конвективна сушильна установка і процес теплонасосного сушіння в H-d діаграмі: 1 – сушильна камера; 2 – візок; 3 – холодильний компресор; 4 – випарник; 5 – рекуперативний теплообмінник «повітря-повітря»; 6 – конденсатор; 7 – зовнішній конденсатор. Для аналізу енергетичних показників та оптимізації процесу сушіння розроблена математична модель роз- рахунку енерговитрат на зневоднення теплоносія в Н-d діаграмі. В розрахунковій програмі задаються такі вихідні дані: ta – температура теплоносія на вході до сушильної камери; da – вологовміст теплоносія на вході до сушильної камери, г/кг с.п.; Ga – витрата теплоносія, кг с.п.; tb – температура теплоносія на виході з сушильної камери; td – температура охолодження теплоносія в ви- парнику теплового насоса; Е – ефективність рекупера- тора. Параметри теплоносія в інших ключових точках процесу і енергетичні показники теплонасосного циклу розраховуються за наданим алгоритмом. Розрахункові параметри: tc – температура вологого теплоносія після рекуператора, te – температура осуше- ного теплоносія після рекуператора; tf – температура теплоносія після змішання; db – вологовміст теплоносія на виході з сушильної камери; dd – вологовміст осушеного теплоносія; df – вологовміст теплоносія після змішання; Ha – ентальпія теплоносія на вході до сушильної камери; Hc – ентальпія вологого теплоносія після рекуператора; Hd – ентальпія осушеного теплоносія; He – ентальпія осушеного теплоносія після рекуператора; Hf – ентальпія теплоносія після змішання; Ga-b – витрата теплоносія че- рез сушильну камеру, кг с.п.; Gb-c – частка осушуваного теплоносія, кг с.п.; Qo – холодопродуктивність теплово- го насоса; Qк – теплопродуктивність теплового насоса; ΔQк – надлишок теплопродуктивності теплового насоса; N – споживана потужність теплового насоса; q – питомі енерговитрати на видалення вологи. Розрахункові формули для визначення тепловологісних параметрів в ключових точках процесу (рис. 1): Точка А ta – задано; da – задано, г/кг с.п.; Ga-b =1 кг с.п.; 1000 )85,12501(006,1 a aaa dttH  , кДж/кг с.п. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 49 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ Точка В tb – задано; Hb = Ha; b ba b t tH d    85,12501 )006,1(1000 , г/кг с.п. Точка С кг с.п., – залежність вологoвмісту повітря від температури на лінії φ = 100 % в інтервалі температур 0...20 ºС; якщо тоді де Hc' = 3,3776 · db – 8,1529 – залежність ен- тальпії від вологовмісту повітря на лінії φ = 100 % в інтервалі температур 20...30 ºС; якщо Hb – (Hв – Hb) ≤ Hc', тоді: tc = 18,128 · Ln(Hc) – 53,562, eb fb bacb dd dd GG     , dс = db, dt de edd  0679,08474,3 01529,83776,3)(  bdeb dHHH , c cc c d dHt    85,11006 25011000 , dс = db, )( debc HHHH  ,   562,53128,18  cc HLnt , 1164,11594,0 cc Hd  , )( debc HHHH  . Точка D td – задано; dt d ed  0679,08474,3 , 1000 )85,12501(006,1 d ddd dttH  , г/кг с.п.; dt d ed  0679,08474,3 , 1000 )85,12501(006,1 d ddd dttH  , , кДж/кг с.п. Точка E )( dbde ttEtt  ; de = dd; 1000 )85,12501(006,1 e eee dttH  , кДж/кг с.п. , кДж/кг с.п. Точка F f ff f d dH t    85,11006 25011000 ; df = da;     eb efbfbe f dd ddHddH H    , кДж/кг с.п. , кДж/кг с.п. Розрахункові формули для визначення енергетич- них показників теплонасосного циклу при витраті теплоносія через сушильну камеру Ga-b кг с.п.: Холодопродуктивність теплового насоса    dc eb fb badccbo HH dd dd GHHGQ      , кДж. , кДж. Споживана потужність теплового насоса 1  COP QN o , кДж, де          da a tt tCOP 27345,0 де – усереднена величина коефіцієнта перетворення для дійсного циклу парокомпресійних теплових насосів, яка складає 0,45…0,50 СОР циклу Карно. eb fb bacb dd dd GG     , dс = db, dt de edd  0679,08474,3 01529,83776,3)(  bdeb dHHH , c cc c d dHt    85,11006 25011000 , dс = db, )( debc HHHH  ,   562,53128,18  cc HLnt , 1164,11594,0 cc Hd  , )( debc HHHH  . eb fb bacb dd dd GG     , dс = db, dt de edd  0679,08474,3 01529,83776,3)(  bdeb dHHH , c cc c d dHt    85,11006 25011000 , dс = db, )( debc HHHH  ,   562,53128,18  cc HLnt , 1164,11594,0 cc Hd  , )( debc HHHH  . eb fb bacb dd dd GG     , dс = db, dt de edd  0679,08474,3 01529,83776,3)(  bdeb dHHH , c cc c d dHt    85,11006 25011000 , dс = db, )( debc HHHH  ,   562,53128,18  cc HLnt , 1164,11594,0 cc Hd  , )( debc HHHH  . Теплопродуктивність теплового насоса Qк = Qo + N, кДж. Надлишкова теплопродуктивність теплового насоса  fabaкк HНGQQ   , кДж.  dccb ddG Nq     1000 , кДж/кг. , кДж. Енерговитрати на видалення вологи: , кДж/кг. Слід зазначити, що використана в математичній моделі узагальнена формула розрахунку коефіцієнта перетворення СОР дозволяє досить точно визначити величину питомих енерговитрат, але не враховує зміну абсолютної величини тепло- і холодопродуктивності теплового насоса при різних режимах роботи, що впливає на його продуктивність по видаленій волозі. Для визначення впливу режиму сушіння на продуктивність сушильної установки необхідно при виконанні розрахунків використовувати робочу характеристику конкретного застосовуваного холодильного компресо- ра. Наприклад, робоча характеристика холодильного компресора на R-134а (рис. 2) показує, що при зниженні температури кипіння холодоагенту з 15 ° С до 5 °С його холодопродуктивність і, відповідно, вологовидалення зменшується в 1,5 рази. Результати розрахункового дослідження впливу тепловологісних параметрів теплоносія та ефективності рекуперативного теплообмінника на енерговитрати на видалення вологи наведені на рис. 3, 4, 5. У найбільшій мірі на величину q впливає ступінь вологовмісту осушуваного теплоносія (рис. 3). Це пояснюється тим, що зі зниженням його вологовмісту збільшується доля енергії, яка витрачається непродук- тивно на охолодження і нагрівання маси повітря. При осушенні глибше за d = 15 г/кг с.п. енерговитрати різко зростають, тому при виборі оптимального тепловологіс- ного стану теплоносія необхідно керуватися даними з гігротермічної рівноваги та кінетики сушіння певного матеріалу [13]. Важливе значення має також оптимізація темпера- турного режиму процесу сушіння. Зниження температу- ри теплоносія до 45…50 °С дозволяє зменшити поточні енерговитрати практично в два рази (рис. 4), однак при цьому подовжується час сушіння. Тому управління тем- пературою і вологовмістом теплоносія впродовж про- цесу сушіння має бути організовано таким чином, щоб мінімізувати енерговитрати в розрахунку на весь період сушіння. Ефективним рішенням, що дозволяє знизити поточні енерговитрати при теплонасосному сушінні та зменши- ти встановлену потужність теплонасосного агрегату, є рекуперація холоду за допомогою теплообмінника «повітря-повітря». При цьому відпрацьований теплоносій, що надходить на охолодження до випарни- ка теплового насоса, частково охолоджується за раху- нок теплообміну з вже охолодженим теплоносієм, що дозволяє в залежності від ефективності рекуператора в 1,5…2 рази зменшити енерговитрати на процес сушіння (рис. 5).  fabaкк HНGQQ   , кДж.  dccb ddG Nq     1000 , кДж/кг. 1  COP QN o , кДж, де          da a tt tCOP 27345,0 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №350 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25t o , oC Q o , Вт 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 N e , кВт K e , кДж/кВтч 15000 10000 5000 t a = 40 oC t a = 40 oC 60 oC 45 oC 50 oC 55 oC 60 oC t a = 60 oC 40 oC Q o K e N e Рис. 2. Характеристика теплонасосного агрегату на робочому тілі R-134a. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 t d , °С q , к Вт .г од /к г d=10 г/кг с.п. d=12 d=14 d=16 d=18 d=20 Рис. 3. Вплив вологовмісту осушуваного теплоносія на енерговитрати процесу видалення вологи. 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 d , г/кг с.п. q , к Вт .г од /к г tа=70 °C ta=65 ta=60 ta=55 ta=50 ta=45 Рис. 4. Вплив температури сушіння на енерговитрати процесу видалення вологи (при ефективності рекуператора Е = 0,7). ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №3 51 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 t d , °С q, к Вт .г од /к г E=0 E=0,3 Е=0,4 E=0,5 E=0,6 E=0,7 Рис. 5. Залежність енерговитрат на видалення вологи від ефективності рекуператора Е (при tа = 60 °С і da = 20 г/кг с.п.). Дослідження проводяться в рамках цільової про- грами наукових досліджень НАН України “Надійність і довговічність матеріалів, конструкцій, обладнання та споруд” (Ресурс-2) (проект Р 5.8). Висновки 1. Використання теплових насосів як теплогенераторів в конвективних сушильних уста- новках дозволяє утилізувати теплоту відпрацьованого теплоносія і повернути її в процес сушіння на більш високому температурному рівні. Це дозволяє знизи- ти енерговитрати на процес конвективного сушіння в 1,5…2,5 рази. 2. Для кожного заданого тепловологісного ста- ну сушильного агента відповідно існує оптимальний температурний режим роботи теплового насоса, який забезпечує мінімальні енерговитрати на сушіння. 3. Енерговитрати в процесі теплонасосного сушіння в значній мірі залежать від вологовмісту та температу- ри теплоносія. Чим більше осушується теплоносій, тим вищі енерговитрати на видалення вологи. При осушені глибше за d = 15 г/кг с.п. енерговитрати різко зроста- ють. Також величина енерговитрат на зневоднення зростає з підвищенням температури сушіння. Тому при застосуванні теплового насоса оптимальні температури сушіння становлять 50…55 °С. Застосування рекупера- тивного теплообмінника дозволяє в залежності від його ефективності в 1,5…2 рази зменшити енерговитрати на процес сушіння. ЛІТЕРАТУРА 1. Снєжкін Ю.Ф., Чалаєв Д.М., Шаврін В.С., Ша- пар Р.О., Хавін О.О., Дабіжа Н.О. Використання теп- лових насосів в процесах сушіння / Промышленная теп- лотехника. – 2006. – Т. 28, № 2. – С. 106-110. 2. Kudra T., Mujumdar Arun S. Advanced Drying Technologies. – New York, Basel: Marcel Dekker, Inc., 2002. – 472 c. ISBN: 0-8247-9618-7. 3. Chua K.J., Chou S.K., Mujumdar A.S., Ho J.C., Hawlader M.N.A. Heat pump drying: recent developments and future trends / Drying Technology. – 2002. –V. 20, № 8. – P. 1559-1577. 4. Minea V. Drying heat pumps-Part I: System integration / International Journal of Refrigeration. – 2013. – № 36. – P. 643-658. 5. Prasertsan S., Saen-saby P. Heat pump drying of agricultural materials / Drying Technology. – 1998.– V. 16, № 1&2. – P. 235-250. 6. Chua K.J., Chou S.K. A modular approach to study the performance of a two-stage heat pump system for drying / Applied Thermal Engineering. – 2005. – № 25. – P. 1363- 1379. 7. Alves-Filho O., Strømmen I. The Application of Heat Pump in Drying of Biomaterials / Drying Technology. – 1996. – V. 14, № 9. – P. 2061-2090. 8. Artnaseaw A., Theerakulpisut S., Benjapiyaporn C. Development of a vacuum heat pump dryer for drying chilli / Biosystems Engineering. – 2010. – V. 105, № 1. – P. 130- 138. 9. Ogura H., Ishida H., Kage H., Mujumdar A.S. Enhancement of Energy Efficiency of a Chemical Heat Pump-Assisted Convective Dryer / Drying Technology. – 2003. – V. 21. – P. 279-292. 10. Чалаев Д.М., Дабижа Н.А., Шаврин В.С., Хавин А.А. Оптимизация режимов работы теплонасо- сной конденсационной сушильной установки / Труды 1-й Междунар. научно-практич. конф. “Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов)”. – Москва: 2002. – Т. 4. – С.234-236. 11. Снежкин Ю.Ф., Чалаев Д.М., Дабижа Н.А. Обезвоживание коллоидных капиллярно-пористых ма- териалов в условиях высоковлажностной среды / Tруды V Минского междунар. форума по тепло- и массообме- ну. – Минск: 2004. 12. Снежкин Ю.Ф., Чалаев Д.М., Шаврин В.С., Дабижа Н.А., Гатилов К.А. Эффективность примене- ния тепловых насосов в процессах конвективной сушки / Наукові праці ОНАХТ. – Вип.30. – Т.1. – С. 185-189. 13. Дабижа Н.А. Энергоэффективная технология сушки термолабильных материалов с использованием тепловых насосов / Наукові праці ОНАХТ. – Вип. 39. – Т. 2. – С. 341-345. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2017, т. 39, №352 ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА СУШКИ ANALYSIS OF ENERGY PERFORMANCE OF HEAT PUMP DRYING Snezhkin Yu.F., Chalaev D.M., Dabizha N.O. Institute of Engineering Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine, vul. Zheliabova, 2a, Kyiv, 03680, Ukraine One of ways to improve the energy efficiency of convective dryers is the use of the energy-saving equipment such as heat pumps. In the process of heat pump drying the amount of current energy consumption largely depends on the moisture content of drying agent and temperature conditions of the moisture extraction in the evaporator of the heat pump. The purpose of the study is optimization of temperature conditions of heat pump unit running to reduce energy consumption during drying. The processes of moisture extraction from the heat-carrying agent in heat pump drying are considered. The influence of thermomoist parameters of the heat-carrying agent on energy performance of the heat pump has been studied. References 13, figures 5. Key words: heat pump cycles, heat pump, drying, energy efficiency. 1. Snezhkin Yu.F., Chalaev D.M., Shavrin V.S., Shapar R.О., Khavin О.О., Dabizha N.O. Vykorystannia teplovykh nasosiv v protsesakh sushinnia [Heat pump application in drying], Promyshlennaia teplotekhnika [Industrial heat engineering], 2006. V. 28. № 2. P. 106-110. (Ukr.) 2. Kudra T., Mujumdar Arun S. Advanced Drying Technologies, New York, Basel: Marcel Dekker, Inc., 2002. 472 p. 3. Chua K.J., Chou S.K., Mujumdar A.S., Ho J.C., Hawlader M.N.A. Heat pump drying: recent developments and future trends, Drying Technology, 2002. V. 20. № 8. P. 1559-1577. 4. Minea V. Drying heat pumps-Part I: System integration, International Journal of Refrigeration, 2013. № 36. P. 643-658. 5. Prasertsan S., Saen-saby P. Heat pump drying of agricultural materials, Drying Technology, 1998. V. 16. № 1&2. P. 235-250. 6. Chua K.J., Chou S.K. A modular approach to study the performance of a two-stage heat pump system for drying, Applied Thermal Engineering. 2005. № 25. P. 1363-1379. 7. Alves-Filho O., Strømmen I. The Application of Heat Pump in Drying of Biomaterials, Drying Technology, 1996. V. 14. № 9. P. 2061-2090. 8. Artnaseaw A., Theerakulpisut S., Benjapiyaporn C. Development of a vacuum heat pump dryer for drying chilli, Biosystems Engineering, 2010. V. 105. № 1. P. 130-138. 9. Ogura H., Ishida H., Kage H., Mujumdar A.S. Enhancement of Energy Efficiency of a Chemical Heat Pump-Assisted Convective Dryer, Drying Technology, 2003. V. 21. P. 279-292. 10. Chalaev D.M., Dabizha N.O., Shavrin V.S., Khavin О.О. Optimizatsiia rezhimov raboti teplonasosnoi kondensatsionnoii sushilnoi ustanovki [Optimization of operating modes of heat pump condensation drying unit], Trudi 1-i Mezhdunar. nauchno-praktich. konf. “Sovremennie energosberegaiushchie teplovie tekhnologii (sushka i termovlazhnostnaia obrabotka materialov)” [Proceeding of 1st Int. Sci.-pract. Conf. “Energy-saving Tecnologies for Drying and Hygrothermal Processing”]. Moskva [Moscow], 2002. V. 4. pp. 234-236. (Rus) 11. Snezhkin Yu.F., Chalaev D.M., Dabizha N.O. Obezvozhivanie kolloidnikh kapiliarno-poristikh materialov v usloviiakh visokovlazhnostnoi sredi [Dehydration of colloidal capillary-porous materials under conditions of a high-moisture environment], Trudi V Minskogo mezhdunar. foruma po teplo- i massoobmenu [Proceeding of V Minsk In-ternational Heat and Mass Transfer Forum]. Minsk [Minsk], 2004. (Rus.) 12. Snezhkin Yu.F., Chalaev D.M., Shavrin V.S., Dabizha N.O., Gatilov К.O. Effektivnost primeneniia teplovikh nasosov v protsessakh konvektivnoi sushki [Efficiency of using heat pumps in convective drying processes], Naukovi pratsi ОNАKHТ [Scientific Proceedings of ONAFT], 2007. P. 30. V.1. P. 185-189. (Rus.) 13. Dabizha N.O. Energoeffektivnaia tekhnologiia sushki termolabilnikh materialov s ispolzovaniem teplovikh nasosov [Energy-efficient drying technology of thermolabile materials with using heat pumps], Naukovi pratsi ОNАKHТ [Scientific Proceedings of ONAFT], 2011. S. 39. V. 2. P. 341-345. (Rus.) Получено 07.04.2017 Received 07.04.2017

Аналіз енергетичних показників процесу теплонасосного сушіння

Institution

Ähnliche Einträge