许荣华，韩东，陈俊杰

(1. 扬州福尔喜果蔬汁机械有限公司，江苏，扬州，225105；2.南京航空航天大学能源与动力学院，江苏，南京,210016)

引言

苹果汁浓缩是蒸发浓缩领域中常见的高耗能工艺，也是苹果汁酿造过程中关键的工艺过程，开发苹果汁的低耗能浓缩技术是目前的重要研究方向之一[1-2]。与常规反渗透、多效蒸发等浓缩技术相比，热泵蒸发浓缩能够回收利用二次蒸汽显热，已成为一种应用范围广、能耗低的潜力浓缩技术[3-5]。

机械蒸汽再压缩(Mechanical Vapor Recompression，MVR)技术是目前常被用于蒸发浓缩的高效蒸发技术之一[6]。热泵技术也常用于蒸发浓缩，目前研究者已提出多种热泵蒸发浓缩方案[7-10]。Slesarenko[7]提出一种用于海水淡化的热泵常压低温蒸发方案，在低温产水的需求下优势突出。谢继红等[8]提出了一种通用的热泵常压低温蒸发浓缩方案，通过吸湿气体在蒸发器和冷凝器间强制循环，加速常压低温条件下稀溶液的蒸发，从而实现原料的浓缩。Tobias Reiners[10]研究了基于热泵系统的第五代超低温区域供热网络，该系统可以实现30℃下的常规运作。研究发现，在源出口温度达到17℃时系统的最大COP 为10。综上所述，研究者们已开展热泵蒸发浓缩的诸多研究，且主要集中在热力学理论上的整体节能特性，而对于苹果汁蒸发浓缩过程的热敏性问题很少涉及。

因此，针对苹果汁浓缩加工，研究提出一套适用于苹果汁加工的低温热泵蒸发浓缩系统方案。首先对该系统及关键设备蒸发器和冷凝器建立不同水平的计算模型，进行热力学性能、经济性能和综合性能预测分析。……