熱泵的基礎熱力學理論起源于1824年法國工程師卡諾提出的卡諾循環(huán)。1852年,英國教授湯姆遜首先提出一種熱泵設想,那時稱為“熱量倍增器”。20世紀40~60年代熱泵技術(shù)進入了快速發(fā)展期,各種熱泵裝置應用于學校、醫(yī)院、辦公室等場所。
將熱泵技術(shù)應用于干燥行業(yè)是從上個世紀才發(fā)展起來的。1943年,德國Sulze公司在給地下室設計除濕系統(tǒng)時,首次采用熱泵技術(shù);1950年,美國取得熱泵干燥技術(shù)的專利權(quán);隨后,熱泵干燥技術(shù)在世界范圍內(nèi)傳播開來。20世紀70年代,法國就安裝了近千臺熱泵干燥裝置用于干燥木材,到80年代更是有3 000家木材加工廠采用熱泵干燥裝置。日本自20世紀60年代開始研究熱泵干燥技術(shù),目前已有12%的干燥設備采用熱泵干燥技術(shù)。
近些年來,國際社會的研究人員對熱泵干燥技術(shù)的研究又有了新的進展。Akhilesh Singh對低GWP制冷劑Re90、R600a、R32、R152a、R1234yf做R134a替代制冷劑進行了模擬分析,建立起間歇式熱泵干燥模型,從能效和兩個方面探究,結(jié)果表明:R32的SMER比R134a平均SMER高8%、相同輸入功率下,R152a效率提升28.76%且能效最小時間最短,總體上看,R32和R152a能產(chǎn)生更好的性能,尤其是R152a更適用于熱泵干燥系統(tǒng)。
國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀
我國熱泵干燥技術(shù)的研究起步相對較晚,但目前已經(jīng)處于世界領先地位。1985年,上海能源所已經(jīng)開始研制我國首臺熱泵木材干燥機,1992年,開始研制熱泵糧食種子干燥機。1989—1993年,北京林業(yè)大學和北京冷凍機廠聯(lián)合開發(fā)了RCG系列雙熱源木材除濕干燥機產(chǎn)品并獲國家專利且成功市場化,社會經(jīng)濟效益良好。
2000年左右,空氣能烘干干燥技術(shù)逐漸發(fā)展應用起來。