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带蒸发器旁通的闭式热泵干燥系统除湿性能研究

马龙腾 夏鹏 孙衡

马龙腾, 夏鹏, 孙衡. 带蒸发器旁通的闭式热泵干燥系统除湿性能研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(2): 215-221. doi: 10.12299/jsues.24-0341
引用本文: 马龙腾, 夏鹏, 孙衡. 带蒸发器旁通的闭式热泵干燥系统除湿性能研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(2): 215-221. doi: 10.12299/jsues.24-0341
MA Longteng, XIA Peng, SUN Heng. Study on dehumidification performance of closed-loop heat pump drying system with evaporator bypass[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(2): 215-221. doi: 10.12299/jsues.24-0341
Citation: MA Longteng, XIA Peng, SUN Heng. Study on dehumidification performance of closed-loop heat pump drying system with evaporator bypass[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(2): 215-221. doi: 10.12299/jsues.24-0341

带蒸发器旁通的闭式热泵干燥系统除湿性能研究

doi: 10.12299/jsues.24-0341
详细信息
    作者简介:

    马龙腾(2000 − ),男,硕士生,研究方向为制冷与低温工程。E-mail:406099148@qq.com

    通讯作者:

    夏 鹏(1979 − ),男,副教授,博士,研究方向为制冷与低温工程。E-mail:pxiazju@sues.edu.cn

  • 中图分类号: TK11

Study on dehumidification performance of closed-loop heat pump drying system with evaporator bypass

  • 摘要: 针对闭式热泵干燥系统在处理高含水率物料时除湿能力不足的问题,提出一种带蒸发器旁通的闭式热泵干燥系统。建立热泵系统与干燥过程数学模型,利用工程方程求解器(engineering equation solver, EES)进行仿真计算,分析系统除湿特性并筛选工质。结果表明:在旁通比为0.8时,单位能耗除湿量(specific moisture extraction rate, SMER)提高20.1%~28.7%,平均提升23.9%,系统性能系数(coefficient of performance, COP)仅降低7.53%~7.66%,增加旁通可提高系统除湿性能和干燥效率。以COP、SMER等参数为指标,对比4种工质在不同工况下的性能,确定R1234ze(E)为最优工质。实验验证显示,模型模拟值与实测值的相对误差均不超过10%,研究结果可为闭式热泵干燥系统的优化设计提供参考。
  • 图  1  闭式热泵干燥系统原理

    Figure  1.  Principle of closed-loop heat pump drying system

    图  2  空气状态变化图

    Figure  2.  Diagram of Air State Changes

    图  3  热泵干燥样机

    Figure  3.  Prototype of heat pump dryer

    图  4  旁通比对系统性能的影响

    Figure  4.  Effect of bypass ratio on system performance

    图  5  冷凝温度对工质冷凝压力的影响

    Figure  5.  Effect of condensing temperature on condensing pressure of refrigerants

    图  6  冷凝温度对压缩比与排气温度的影响

    Figure  6.  Effect of condensing temperature on compression ratio and exhaust gas temperature

    图  7  蒸发温度对COP与SMER的影响

    Figure  7.  Effect of evaporation temperature on COP and SMER

    图  8  蒸发温度对单位容积制热量及压缩比的影响

    Figure  8.  Effect of evaporation temperature on heat production per unit volume and compression ratio

    表  1  实测数据与模拟值对比

    Table  1.   Comparison of test data and simulation

    参数 10 ℃/50 ℃ 20 ℃/70 ℃
    测试 模拟 相对误差/% 测试 模拟 相对误差/%
    吸气温度/℃ 5.80 5.00 13.79 21.60 20.00 7.41
    排气温度/℃ 64.10 66.40 −3.59 85.80 86.50 −0.82
    蒸发出风温度/℃ 21.40 19.10 10.75 26.40 26.70 −1.14
    吸气压力/MPa 0.28 0.29 −3.57 0.40 0.41 −2.50
    排气压力/MPa 1.30 1.32 −1.54 2.14 2.11 1.40
    除湿量/kg 10.52 9.66 8.17 15.9 16.3 −2.52
    总耗功/kW 4.60 4.50 2.17 5.92 6.13 −3.55
    SMER 2.28 2.14 6.14 2.69 2.67 0.74
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-11-21
  • 网络出版日期:  2026-08-19
  • 刊出日期:  2026-06-30

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