本書系統(tǒng)地介紹了熱泵干燥的基本原理，熱泵干燥系統(tǒng)設計、控制與評價，MVR熱泵技術，太陽能熱泵干燥技術以及熱泵干燥技術在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用。內(nèi)容包括熱泵工質(zhì)和干燥介質(zhì)、干燥過程傳熱傳質(zhì)、熱泵干燥原理與裝置構成、 MVR熱泵干燥技術、多源熱泵干燥技術、熱泵干燥系統(tǒng)的控制技術、典型農(nóng)林水產(chǎn)熱泵干燥、典型中藥材熱泵干燥、污泥熱泵干燥資源化與熱泵干燥技術在工業(yè)領域中的應用等。
本書可供能源動力、建材、食品、冶金、汽車、農(nóng)林牧漁產(chǎn)品加工、化工機械、工程熱物理、環(huán)保等專業(yè)人員參考，也可作為相關專業(yè)大學生、研究生、專業(yè)技能培訓人員等學習參考。
張振濤，中國科學院理化技術研究所，研究員，中國科學院關鍵技術人才。
主持國家重點研發(fā)計劃項目“農(nóng)特產(chǎn)品綠色節(jié)能干燥技術裝備研發(fā)”，主持并完成“特色蔬菜產(chǎn)地保質(zhì)貯藏節(jié)能關鍵技術裝備研發(fā)與集成示范”等國家科技支撐計劃等課題近30項；獲得河南省科技進步3等獎1項（1/7），行業(yè)科技進步特等獎1項（2/20）；發(fā)表相關論文40多篇，申請及授權專利30多項。
第1章熱泵干燥技術概述/001
1.1能源與環(huán)境現(xiàn)狀001
1.1.1能源現(xiàn)狀001
1.1.2我國的環(huán)境現(xiàn)狀002
1.1.3我國的節(jié)能與環(huán)保目標003
1.2我國干燥行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢003
1.2.1干燥概述003
1.2.2我國干燥行業(yè)的現(xiàn)狀005
1.3熱泵干燥技術007
1.3.1熱泵干燥技術的原理007
1.3.2熱泵干燥技術的特點008
1.3.3熱泵干燥技術的適用范圍008
1.3.4熱泵干燥與其他干燥技術的對比009
1.3.5熱泵干燥技術的應用011
1.3.6熱泵干燥技術的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢012
參考文獻016
第2章熱泵工質(zhì)和干燥介質(zhì)/020
2.1熱泵工質(zhì)020
2.1.1熱泵工質(zhì)及其分類020
2.1.2對熱泵工質(zhì)的要求020
2.1.3熱泵工質(zhì)的性質(zhì)024
2.2干燥介質(zhì)029
2.2.1干燥介質(zhì)概述029
2.2.2濕空氣029
2.2.3濕空氣的狀態(tài)參數(shù)029
2.2.4濕空氣的焓濕圖032
2.3過熱蒸汽034
參考文獻035
第3章干燥過程的傳熱傳質(zhì)/036
3.1多孔介質(zhì)的基本特征036
3.1.1多孔介質(zhì)的水分存在狀態(tài)036
3.1.2多孔介質(zhì)的干燥特性參數(shù)038
3.2干燥動力學理論與模型040
3.2.1多孔介質(zhì)中的水分遷移與蒸發(fā)040
3.2.2基本理論與模型042
3.2.3薄層干燥044
3.3干燥器衡算048
3.3.1物料衡算049
3.3.2熱量衡算050
3.3.3干燥過程中空氣狀態(tài)的確定與圖解法052
3.3.4計算算例053
參考文獻055
第4章熱泵干燥技術/059
4.1熱泵干燥的熱力學分析059
4.1.1熱泵干燥的熱力學原理059
4.1.2熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學第一定律分析061
4.1.3熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學第二定律分析061
4.1.4熱泵干燥系統(tǒng)的分類063
4.2熱泵干燥系統(tǒng)的性能優(yōu)化理論分析066
4.2.1熱泵干燥系統(tǒng)的最佳蒸發(fā)溫度067
4.2.2熱泵干燥系統(tǒng)的最大單位能耗除濕量068
4.3熱泵干燥用壓縮機074
4.3.1壓縮機的分類074
4.3.2壓縮機的熱力學分析076
4.3.3熱泵干燥用壓縮機與制冷壓縮機的區(qū)別079
4.3.4熱泵干燥系統(tǒng)中壓縮機的選型080
4.4壓縮機的補氣增焓結構082
4.4.1補氣增焓系統(tǒng)082
4.4.2熱力學分析082
4.4.3最優(yōu)補氣壓力的確定083
4.4.4壓縮機補氣孔口的設計研究084
4.5干燥器087
4.5.1廂式干燥器087
4.5.2帶式干燥器089
4.5.3氣流干燥器090
4.5.4流化床干燥器091
4.5.5噴霧干燥器092
4.5.6回轉圓筒干燥器093
4.5.7轉鼓干燥器094
4.5.8塔式干燥器095
4.5.9槳葉式干燥器095
4.6熱泵換熱器與節(jié)流膨脹裝置096
4.6.1熱泵換熱器096
4.6.2節(jié)流膨脹裝置099
4.7熱泵干燥技術標準101
4.7.1空氣源熱泵密集烤房標準101
4.7.2谷物干燥機標準103
4.7.3水稻種子烘干脫水技術規(guī)程103
4.7.4太陽能果蔬干燥設施設計規(guī)范103
參考文獻104
第5章機械蒸汽再壓縮（MVR）熱泵干燥技術/110
5.1MVR熱泵干燥技術110
5.1.1MVR熱泵干燥技術的原理110
5.1.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)的熱力學分析110
5.1.3MVR熱泵干燥系統(tǒng)的性能評價指標111
5.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)的構成113
5.2.1MVR熱泵干燥系統(tǒng)的工藝113
5.2.2MVR熱泵干燥系統(tǒng)用壓縮機113
5.2.3MVR熱泵干燥系統(tǒng)的性能影響因素116
5.3MVR熱泵系統(tǒng)的性能和經(jīng)濟性分析117
參考文獻118
第6章多源熱泵干燥技術/121
6.1空氣源熱泵干燥技術121
6.1.1空氣源熱泵干燥的工作原理121
6.1.2空氣源熱泵干燥的分類121
6.1.3空氣源熱泵干燥的應用和展望123
6.2太陽能熱泵技術124
6.2.1太陽能熱泵干燥的工作原理125
6.2.2直接膨脹式太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)125
6.2.3間接膨脹式太陽能熱泵干燥系統(tǒng)129
6.2.4太陽能熱泵干燥技術的應用及展望131
6.3其他及多源耦合干燥技術133
6.3.1地源熱泵干燥技術133
6.3.2太陽能輔助干燥化學熱泵系統(tǒng)134
6.3.3二次回熱式空氣源熱泵與太陽能聯(lián)合干燥系統(tǒng)134
6.3.4太陽能水源熱泵組合干燥136
6.3.5遠紅外輔助熱泵干燥137
6.3.6化學能熱泵干燥技術138
參考文獻141
第7章熱泵干燥系統(tǒng)的控制技術/143
7.1熱泵干燥的控制系統(tǒng)及其組成143
7.1.1熱泵干燥過程的控制系統(tǒng)簡介143
7.1.2熱泵干燥過程的控制系統(tǒng)組成144
7.1.3典型的熱泵干燥PLC控制邏輯145
7.2熱泵干燥系統(tǒng)控制技術的背景技術介紹147
7.2.1數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)147
7.2.2可編程邏輯控制器技術147
7.2.3單片機148
7.2.4虛擬儀器技術149
7.2.5工業(yè)組態(tài)技術149
7.2.6區(qū)塊鏈技術149
7.3熱泵干燥的控制策略與理論151
7.3.1熱泵干燥過程的控制要求151
7.3.2熱泵干燥的控制策略151
7.3.3熱泵干燥控制理論154
7.3.4熱泵干燥控制系統(tǒng)的硬件電路設計156
7.3.5熱泵干燥控制系統(tǒng)的軟件設計156
7.3.6基于虛擬儀器技術的熱泵干燥系統(tǒng)設計157
7.4通信及網(wǎng)絡技術158
7.4.1物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和云計算簡介158
7.4.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)160
7.4.3云計算在農(nóng)業(yè)上的實際應用161
7.4.4農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)162
7.4.5建立農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)標準體系163
7.5烤煙自動控制系統(tǒng)164
7.5.1半開式熱泵烤煙控制系統(tǒng)164
7.5.2基于視頻模式及專家系統(tǒng)的適應性烤房工藝控制技術169
7.5.3基于云計算的自動烤煙控制服務體系及其延伸應用179
參考文獻179
第8章典型的農(nóng)林產(chǎn)品熱泵干燥/182
8.1烤煙熱泵干燥工藝及裝備182
8.1.1設計原則184
8.1.2煙葉烘烤過程中的失水規(guī)律184
8.1.3半開式熱泵烤煙系統(tǒng)的工作原理185
8.1.4熱泵烤煙系統(tǒng)主要設備的選型計算186
8.1.5熱泵干燥系統(tǒng)的性能測試結果190
8.1.6干燥產(chǎn)品品質(zhì)分析194
8.1.7能耗分析195
8.1.8污染物排放分析197
8.1.9技術應用200
8.2木材熱泵干燥工藝及裝備202
8.2.1兩級壓縮高溫熱泵干燥裝置及試驗分析203
8.2.2空氣級間耦合的低溫與干燥復合的熱泵干燥裝置207
8.2.3刺猬紫檀材熱泵干燥特性及工藝研究220
8.3玉米熱泵干燥工藝及裝備226
8.3.1熱管聯(lián)合多級串聯(lián)熱泵玉米干燥系統(tǒng)設計227
8.3.2熱管聯(lián)合多級串聯(lián)熱泵玉米干燥系統(tǒng)運行測試232
8.3.3熱管系統(tǒng)運行工況233
8.3.4各級熱泵機組運行工況233
8.3.5玉米熱泵干燥經(jīng)濟性分析234
8.4香菇熱泵干燥工藝及裝備236
8.4.1小型半開式香菇熱泵干燥系統(tǒng)及實驗研究236
8.4.2大型熱泵-電加熱聯(lián)合互補香菇干燥工藝及設備241
8.4.3熱泵技術在食用菌干燥中的應用前景與發(fā)展趨勢246
8.5掛面熱泵干燥工藝及實例247
8.5.1熱泵系統(tǒng)設計248
8.5.2烘房內(nèi)的溫濕度分布248
8.5.3熱泵機組的蒸發(fā)冷凝溫度變化250
8.5.4熱泵系統(tǒng)的制熱COP變化250
8.5.5熱泵機組的出回水溫度變化250
8.5.6熱泵設備的性能分析252
8.6駿棗熱泵干燥工藝及實例253
8.6.1熱泵干燥系統(tǒng)253
8.6.2干燥室的溫度分布和精確性254
8.6.3主機室的溫度255
8.6.4系統(tǒng)的能耗256
8.6.5經(jīng)濟性分析256
8.6.6系統(tǒng)的性能分析257
8.7枸杞熱泵干燥工藝及裝備259
8.7.1熱泵干燥系統(tǒng)設計260
8.7.2干燥室干燥工況261
8.7.3系統(tǒng)耗電情況263
8.7.4壓縮機運行工況263
8.7.5枸杞干燥動力學及品質(zhì)分析264
8.7.6熱泵烘房能耗分析265
參考文獻266
第9章污泥熱泵干燥資源化技術/268
9.1污泥268
9.1.1污泥的分類269
9.1.2污泥的特性270
9.1.3污泥處理的一般原則273
9.2污泥干化技術274
9.2.1污泥干化技術的分類274
9.2.2污泥干燥的機理276
9.2.3污泥干燥過程的形貌變化276
9.2.4污泥干燥動力學278
9.3污泥熱泵干燥技術281
9.3.1污泥熱泵干化技術281
9.3.2帶回熱的污泥熱泵干化技術283
9.3.3污泥太陽能干化技術284
9.3.4污泥太陽能熱泵干化技術286
9.3.5MVR熱泵污泥干化技術289
9.3.6污泥微波干燥技術290
9.3.7污泥低溫真空脫水干化技術291
9.3.8污泥低溫射流干化技術291
9.4污泥太陽能熱泵干化技術與應用291
9.4.1溫室太陽能熱泵污泥干化系統(tǒng)291
9.4.2溫室太陽能熱泵污泥干化實驗探究294
9.4.3溫室太陽能熱泵污泥干化系統(tǒng)案例300
9.5熱泵低溫帶式污泥干化技術與應用301
9.5.1用于污泥熱泵干化的帶式干燥機熱力分析301
9.5.2湖南長沙某污水處理廠污泥熱泵低溫帶式污泥干化305
9.5.3佛山某污泥處置中心污泥熱泵低溫帶式污泥干化305
參考文獻307
第10章熱泵干燥技術在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用/310
10.1熱泵干燥技術在造紙行業(yè)的應用310
10.1.1紙機干燥部的工作原理310
10.1.2紙機干燥部熱泵供汽系統(tǒng)分類311
10.1.3紙機干燥部熱泵供汽系統(tǒng)應用裝備313
10.2熱泵干燥在褐煤發(fā)電系統(tǒng)中的應用314
10.2.1吸收式熱泵的褐煤預干燥發(fā)電供熱水回收系統(tǒng)314
10.2.2集成熱泵干燥的褐煤發(fā)電系統(tǒng)316
10.2.3熱泵干燥技術在褐煤發(fā)電系統(tǒng)中的展望317
10.3熱泵干燥技術在紡織行業(yè)的應用317
10.3.1紡織熱泵干燥技術317
10.3.2熱泵干衣機318
10.3.3熱泵干燥技術在腈綸生產(chǎn)中的應用319
10.3.4熱泵干燥技術在紡織行業(yè)的展望320
10.4熱泵系統(tǒng)在制堿、制鹽行業(yè)的應用321
10.4.1熱泵在制堿行業(yè)的應用321
10.4.2熱泵在制鹽行業(yè)的應用322
10.5熱泵干燥技術在食品工業(yè)中的應用324
10.5.1帶魚熱泵干燥及裝備324
10.5.2熱泵-熱風聯(lián)合的魷魚干燥工藝及裝備328
10.5.3熱泵干燥技術在食品工業(yè)中的展望331
10.6二氧化碳熱泵干燥系統(tǒng)及應用332
10.6.1CO2熱泵干燥系統(tǒng)原理333
10.6.2CO2熱泵干燥系統(tǒng)性能分析333
10.6.3多級旁通與多級除濕的CO2跨臨界聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)335
參考文獻339
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