推荐关注
太阳能产业资讯官微（微信号：tyncyzx）
厂家购（微信号：changjiagou88）
保修哥（微信号：baoxiuge98）
供热制冷（微信号：GRZLZZ）
阳光能源（微信号：zgygnyw）
其他
【工程技术】低温烘干技术及应用
1 前言
2010年，笔者开始关注农作物烘干，了解并积累相关的专业知识。2013年主持了太阳能果蔬烘干机项目研发，组织了包含湖南、海南等地区的黄花菜、槟榔、百合、香菇等产品的烘干测试及销售推广工作，取得圆满效果；2013年8月太阳能果蔬烘干机项目通过了湖南省高新科技成果鉴定，并形成相对完善的设计理论体系。2013年底至2016年底，在湖北、河南、山东等不同区域对不同农产品进行烘干技术的试验性推广。
通过温度或者压力变化，达到排除水份的目的，这个过程可以理解为烘干。烘干是工农业生产过程中不可缺少的重要环节。烘干命名方式较多，如果以热源温度区域划分，可以分为高温烘干和低温烘干。因此，以太阳能或者热泵为热源暂且称为低温烘干。根据低温烘干的技术特征，个人认为低温烘干适合于太阳能热水或者部分暖通企业转入。
鉴于太阳能光热行业的发展和转型需要，在此不讨论高温烘干及工业烘干，本文仅讨论以热泵为主要热源的低温烘干技术的运用。
1.1 低温烘干领域的行业现状
近年来，通过对广东、湖南、四川等地烘干设备供应商的接触、了解，和对部分企业的实地考察，由小及大，归纳分析，目前的烘干行业有以下特点：
随着国家宏观农业政策的调整，经济农业和精细农业的发展已经到了较高的水平，因此，低温烘干设备进入农村市场已经具备必然性和可行性；
作为光热热水市场的主力军，做设备供应的生产厂家、做终端市场的热水工程经销商等，这些一线的战友们和市场贴合最近，因此看到了庞大的市场需求。多年来，很多同仁做出了不断的努力；
市场像雾像雨又像风，使人又恨又爱无可奈何，这些年的市场实战，烘干市场没有像早期热水市场出现各种爆发和高潮就是最好的诠释。主要包含以下原因：
浮躁。心为行之本，大多数企业都有极强的功利心，总是想做个聪明人，好象热水市场一样，模仿别人的东西去照猫画虎，侵吞市场。如果静心实业，踏踏实实做好产品研发，逐步攻克生产的工艺技术难关，企业才能像万里长城一样屹立于市场竞争的浪潮中。国内国外的诸多名企就是最好的榜样；
工作不扎实，或者说敷衍用户。调查发现，诸如热泵生产厂家等设备供应商介入烘干，本来是好事，但他们的做法令人质疑：他们告诉用户，买我的热泵，然后给你一张可能自己都不懂的图纸回去做个房子，ok。这个做法实在让人不可思议也不可容忍。烘干往小里说是个机器，说大是个系统，涵盖热能、暖通、机械、植物学、自动化检测和控制等专业，暂且不说你的热泵能不能用，单单房体结构、风道和自控等等，是用户根本无法完成的。我们的用户大多为农民，农谚道：人哄地皮，地哄肚皮。因此，扎扎实实做好技术研发，为用户提供成套的实用的技术或产品，才是立足市场之根本。
静心、尽力才可能融入烘干市场，才有希望拿到打开这个市场的金钥匙。
低温烘干有以下明显的技术特点：
1. 在不同的工作区域、或者不同的工作时间，由于环境温度和相对湿度等环境因素的变化，热泵机组的输出能力变化很大；
2. 同一种农作物，由于种植区域、采摘时间等因素的变化，会导致烘干工艺曲线、耗热量等重要参数发生很大变化。不同的农作物，变化更大。
仅上述因素的影响，热泵机组的额定功率差距可达4倍。为了便于理解，冠以定向烘干予以阐述。
烘干机是一种新型节能设备，从研发目标、技术手段、具体步骤及解决关键性问题的方法等方面阐述研发的技术路线，有助于相关企业顺利开展烘干机的研发工作。
2.1 研发目标
开发适宜香菇种植户或加工户使用的、以热泵为主要热源的、箱式结构的全自动烘干机。设备需要达到以下技术经济指标：
1. 排水能耗指标应大于2.4kg/kWh；
2. 香菇烘烤最终相对湿度不大于13.5%，箱内各处相对湿度最大差值不大于1.0%，单炉烘干时间不大于20h；
3. 烘干机工作的环境温度-20℃~30℃(随使用地)，空气相对湿度不大于65%(随使用地)；烘干机采用24h工作制，单次检修的无故障工作时间不小于5000h；
4. 烘干机满足电源电压波动范围±20%;室外工作寿命达到15年；
5. 控制系统具有自动检测、自我判断、自动纠错能力，具备远程监控能力。
2.2 技术手段
为了达到烘干机的相关技术和经济要求，还需要
1. 从气象局或者专业院所获取典型年气象参数（使用地）；
2. 从专业研究机构获取香菇的烘干工艺曲线和物料特性指标；
3. 按照不同的采摘季节获取鲜菇，在实验室完成物料特性指标检测，特别注意提取香菇不同含水率的内外蒸发速度和堆积状态下的表面蒸发速度，以校正烘干工艺曲线，为热负荷计算提供依据；
4. 通过实验获取准确的热泵温度-效率曲线；
5. 选用轴流或离心风机作为内循环风机（计算确定）；
6.选用合适厚度（计算确定）的冷库板做烘干箱体，根据结构和承载需要做预埋；箱体需要做热隔断处理；
7. 选用精度±1℃的温度探头，选用精度±1%的湿度探头；箱体内采用多芯高温线；
8. 选用PLC控制器，量产换用单片机；
9. 对于所选用的零部件按照零部件设计的额定工况；
10. 样机在使用地完成从开始采摘到结束采摘的全年度测试；
11. 参照测试数据修正，完成产品定型。
2.3 研发流程
由于各企业的管理方式不同，研发的产品定位不同，以下示意图仅表达工作思路和理念。
2.4 问题关键点
研发过程中，需要特别把握以下几点；
1. 样机进入使用地实地测试，并按照额定装载量、最佳装载量和最多装载量分别测试，获取烘干工艺曲线各个节点的实际热负荷，修正烘干工艺曲线；综合评估确认热源的选型；
2. 样机测试时，监测箱内各个特征点的温度、相对湿度、风压、风量，以参考完善风道设计，修正内循环风机、排湿风机的技术参数；
3. 充分考虑人、机、物在各种工作状态下的安全性，并拿出切实、可行的安全方案，通过测试证明安全方案的安全可靠。
作为一线技术人员，多年的工作经验让我有些感慨；
1. 缺乏大数据支撑，例如，某些植物的准确技术参数查询非常困难，希望政府科研机构能够为企业开启方便之门，减少企业的研发难度；
2. 上游产业链供货资源贫乏。例如，控制器、热泵、风机等产品在三化、可靠性、经济性等方面，离烘干的实际需求还有较大的差距。
3.1 低温烘干运用技术的发展前景
光热行业经过近三十年的发展历程，已经形成比较完美的产业，行业总产值突破千亿，使我们走到了世界光热运用的最前列，极大提高了国人的生活质量，行业同仁功不可没。传统的光热运用和低温烘干的关系：
（一）低温烘干脱胎于光热运用，属于原光热运用的一个子项目。其基本的系统原理、主要设备和控制机理大部相同，各自特点也很明显；
（二）原光热运用受热源影响，特别是制热温度的影响，运用范围极限于生活热水和极少量的工业热水。而生活热水仅用于提高人们的生活质量，不能够提供可观的、实在的经济效益；
（三）低温烘干可以作为一种生产资料或设备直接工农业生产一线，解决生产的实际需求，提高产品质量，降低生产成本，可以开创出一种全新的生产模式，为用户带来直接、客观的经济效益；
通过上述分析，结合多年在本行业的实际运用经验，采用“大企业做产品，小企业做工程”的基本思路，低温烘干技术结合市场有以下运用方式：
（四）对于有实力的企业通过以下方式可以完成产品的市场化，并获取非常大的市场占有量：
设计移交后的工艺设计、量产的技术准备等，和普通机械产品类似。
1. 组织力量完成定向低温烘干机的产品研发，投放市场获取验证信息及市场返回，进而准确把握相关技术数据；
2.根据销售布局需要，选择有代表性的种植区域和农作物进行后续的定向低温烘干机的产品研发，为产品总体布局做好准备；
3. 参照烘干工作地点、农作物、烘干工艺曲线要求等因素，结合采摘时间，对所有相关因素综合统计分析，归纳出烘干机可以满足烘干地点、农作物的品种、不同的采摘时间等要求的产品品种，保证企业生产的产品能够满足多种需求，满足一年四季连续性销售的产品布局，以形成大的生产和销售规模；
（五）对于工程为主的企业，结合自身地缘优势和技术实力，着手于中大型的烘干工程，特别是大型输送链式烘干，将有利于企业的高速发展。
本文旨在抛砖引玉，希望更多的人关注并加入这个新兴行业。文中所表达的均为个人观点。不当之处，敬请谅解！欢迎行业内的专家一起探讨。
来源：《中国太阳能工程》杂志4月刊P32
作者：樊孝芹
（樊孝芹，机械工程师，太阳能热利用设计师（高级）。1986年进入机械制造业，2000年转入太阳能光热行业，曾就职国内多家知名太阳能公司。樊孝芹对产品技术具有30年的一线工作积累，曾完成住建部多个部级太阳能光热工程示范项目的工程设计和施工指导，也在多家知名公司管理技术团队。）
“工程案例”栏目约稿函
太阳能热水器行业发展到今天，年产值已达1000亿元人民币左右，市场前景非常广阔。据中国太阳能热利用产业联盟统计显示，继2015年超过零售市场后，市场结构从零售市场为主向工程市场为主发展表现十分明显。工程市场2014年上半年占38%，2015年上半年占55%，2016年上半年占68%。
《中国太阳能工程》杂志开辟“工程案例”栏目，诚邀行业内专家、学者、企业工程部人员撰文，对太阳能热力工程的方法、经验、经济性和社会性进行交流探讨，以此促进我国太阳能热力工程市场发展。
稿件要求：
字数：1000~2000字/篇，配2~4张图片。
文字类稿件要求：
1）工程概况；2）甲方要求；3）设计与具体施工参数；4）太阳能集热系统的设计与与辅助能源选择、配比探讨；5）热水系统、采暖系统、制冷系统设计经验交流；6）相关系统技术应用；7）工程经济性、节能效果分析。
图片类稿件要求：
1）工程图片3~5张；2）注明工程名称、开竣工时间、工程地点、集热面积、系统类型及特点、年替代标煤、减排二氧化碳、设计单位、施工单位等信息。
注：优秀稿件本刊将支付稿费。
1.图片要求：图片存为JPG格式，分辨率300点，尺寸大小10cm以上。
2.稿件格式：标题、作者单位、姓名、摘要、关键词的英文翻译，参考文献说明。
3.作者信息：第一作者彩色免冠照片、单位、职务、职称、通讯地址、电子信箱、联系方式（最好是手机）。
4.截稿日期：每月15号。
《中国太阳能工程》杂志编辑部
地址：北京市石景山万达广场E座711
电话：010-68635191-8101
网址：www.cstif.com
编辑/记者：李文腾18310130883
投稿邮箱：bianjibu86@126.com或者763523267@qq.com
推广
免责声明：本公众号内容来源于《太阳能工程》杂志及互联网公开渠道，我们对文中观点保持中立，仅供参考、交流。转载的稿件版权归原著作人所有，如有侵权，请联系小编。投稿邮箱：bianjibu86@126.com