科学 | 采用空气对空气热泵进行干燥的优势
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干燥作为一种古老的工艺单元，已广泛应用于社会生产和生活的各个领域。然而，与此同时，干燥过程在社会生产中也消耗了大量能源。数据显示，干燥过程至少占全球能源消耗的15%。即使在英国，干燥能耗也占全国能源消费的13%至15%。在木材加工领域，干燥能耗占比高达70%；而在纺织工业和粮食加工领域，干燥能耗分别占相应行业能源消费的50%和60%。因此，人们一直在努力提高干燥过程的能源利用效率。
此外，对产品质量和生产效率的更高要求促使了能够提升干燥产品品质并缩短作业周期的干燥系统的研发与应用。世界上首项关于热泵在干燥领域应用的专利问世较早；在中国，热泵干燥系统的研究与应用也起步较早，但其真正兴起则是在近几年。近年来，凭借其高热效率和更优的干燥品质，热泵干燥系统逐渐受到市场关注，并在近年来得到逐步推广应用。
一个基本的典型热泵干燥系统由干燥室、蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀组成，如图所示。这些部件分别构成干燥介质（空气）回路和热泵工质回路。
近年来，作为干燥系统核心的热泵逐渐受到越来越多的关注，学术界关于热泵干燥系统的研究课题日益增多，产业界对其应用与交易规模也在不断扩大。这主要得益于其自身所具有的值得关注与推广应用的优势。
更高效地利用能源
众所周知，与直接能源供给相比，热泵具有更高的供热效率，这体现在其能效比（COP）始终大于1。能量守恒定律表明，能量不会凭空产生或无端增加。然而，在常见的热泵应用中，除压缩机所消耗的电能外，其余能量主要来源于蒸发器从外部环境吸收的热能，例如来自周围空气的热量，即空气能。
另一方面，在热泵干燥系统中，除了来自压缩机的电能外，用于干燥热风的热能还来源于蒸发器所吸收的干燥尾气中所含的热量。由于干燥尾气的热能通常温度较高且蕴含大量潜热，其热值较高，因此作为吸热源时具有更佳的加热效果和更高的能源利用效率，优于一般的热泵空气能系统。
正因如此，无论采用何种类型的热泵干燥系统，均具备回收干燥尾气中潜热的能力，同时还能实现更高的能源利用效率。研究人员将其与蒸汽干燥进行对比后发现，仍可实现约40%至70%的节能效果。
更好的干燥质量
例如，一般不会出现变形、开裂、表面硬化和颜色变深等干燥缺陷。这一特性已得到学术界和工业界的广泛认可与证实。例如，新加坡的研究人员发现，采用热泵干燥系统干燥生姜，其风味更佳，并且能更好地保留生姜的信息素，优于传统的热风干燥。尽管这一现象背后的机理尚需进一步研究，但这并不影响热泵干燥技术能够带来更高干燥品质的结论。究其原因，大致可归结为：一方面，热泵系统提供了更为温和的干燥环境；另一方面，其更高的可控性以及配套的控制系统，使针对不同物料能够采取最适宜的干燥策略。
降低运营成本
如前所述，与相同干燥温度和湿物料体积的常规干燥技术相比，热泵干燥系统可实现显著的日常节能。同时，随着热泵干燥相关技术水平的不断提高，热泵干燥系统能够更加可靠、稳定地运行，其日常维护成本也将相应降低。
除了热泵干燥系统的这一特点外，其高度的自动化水平还能大幅降低人工成本并减轻作业难度。此外，该系统可实现全天候连续运行，因而非常适合工厂的大规模生产，从而进一步降低平均生产成本。
环保且零污染
最后，由于热泵干燥系统直接以电能为能源，整个运行过程中不会产生任何空气污染或水污染，因而具有环境友好的特点。尤其是在国内环保压力日益加大、政府对环境保护监管日趋严格的背景下，环境友好、零污染的生产方式越来越受到广大客户的青睐。热泵干燥系统不仅不会对周边环境造成污染，其洁净的工作环境和低噪声污染也深受作业区域相关人员的欢迎。
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