成家豪 曹 祥,2 葛美才 张春路

(1 同济大学机械与能源工程学院 制冷与低温工程研究所 上海 201804；2 同济大学机械工程博士后工作站 上海 201804；3 南通华信中央空调有限公司 南通 226014)

海苔富含抗氧化剂、膳食纤维、维生素等，是一种高营养价值的水产品[1]。海苔由条斑紫菜烘制而成，采集后要及时烘干，便于后续加工[2]。传统海苔烘干采用自然晾晒，受气候影响较大，烘干过程温度不可控，成品不合格率较高[3-4]。目前工业生产中采用干燥热风进行烘干，耗时短、生产效率高，但能耗大[5]。整个工业都面临干燥高能耗的问题，烘干行节占工业总能耗的10%～25%[6]。因此，对于海苔烘干在内的众多工农业烘干工艺，提升热风干燥方式中加热设备的能效，是解决烘干高能耗问题的关键。

现有的海苔烘干设备，直接使用煤、柴油、电等能源加热室外新风，效率较低[7]。此外，干燥热风从海苔中蒸出的大量水蒸气潜热直接排至室外。烘干过程的能源利用率仅有约35%[8]。若采用蒸气压缩式空气源热泵从室外取热来加热新风(开式热泵系统如图1所示)，可节约50%以上的一次能源[9-10]。但由于系统为开式，仍存在潜热耗散的问题[11]。而且热泵的蒸发端从室外取热，工况不稳定。海苔烘干又多在冬季，热泵系统能效低，有结霜隐患[12]。

图1 开式热泵烘干系统Fig.1 Open-type heat pump dryer

基于热泵自身的特性构建闭式空气回路，将烘房排风重新引回蒸发端降温，使其中水蒸气冷凝，实现除湿目的后，再通过冷凝端再热[13-15]。由此，排风始终在烘房/风道内循环，回收原来排风中的水蒸气潜热，大幅提升了烘干过程的能源利用率。……