旁通排气对热泵干燥系统性能的影响研究
雷欣雨, 刘龙, 时豪, 王子心
（青岛理工大学 环境与市政工程学院，山东 青岛 266520）关键词：热泵干燥系统；消防水带干燥特性；干燥系统性能；旁通与排气；组合运行模式
基金项目：山东省高等学校科技计划项目“潮汐引发渗流作用下浅滩热泵水平埋管换热机理研究”（J18KA189）
01 论文总结与分析
本文主要研究旁通排气组合运行模式对消防水带干燥系统的影响，并分析采用旁通排气后水带干燥性能的变化。为了解决热泵干燥设备能源浪费大等问题，团队研发出一款基于空气源热泵的带旁通排气的消防水带热泵干燥设备。同时为了评估旁通与排气策略对消防水带干燥特性的影响，团队设计了一组消防水带热泵装置性能测试实验。图1 带排气及旁通的消防水带热泵干燥设备实物图
在干燥过程的初期阶段，由于干燥室内出风湿度较高，导致热泵蒸发器需要承担更大的潜热负荷，因此计划通过排气的方式将含有湿度较高的空气从系统中排出，以保证提高干燥效率和设备的稳定运行。当干燥进展到后期，随着干燥室排风温度的升高，直接利用热泵蒸发器进行冷却和除湿将导致能源的巨大浪费，因此计划利用旁通的方式来回收和有效利用这些高温排风中所蕴含的能量，减少设备能源浪费。本文分析了旁通策略与排气策略对消防水带热泵干燥设备性能的影响，利用排气和旁通策略解决上述问题。 设备运行期间，冷凝器释放的热能总是高于进入蒸发器的热能，导致干燥室的温度不断升高，最终由于高压保护制度的开启，热泵被强制关闭。在不同工况下，最优旁通率和排气比例的真实值与理论值间有差值，因此需要通过消防水带干燥试验得出干燥系统的最优旁通率和排气比例。图4 热泵干燥系统工作原理图
试验采用有衬里消防水带，衬里为聚氨酯材质。根据空气源热泵用于干燥的情况，研究并分析了旁通排气对热泵干燥设备的性能影响。通过在不同的干燥工况下调整排气比例和旁通率，分析出一组能够使热泵干燥性能最优的干燥工况。该工况为：设置热泵送风温度为40 ℃、风机送风速度为1 m/s、排气比例为1/9、旁通率为40%。试验证明不同旁通率和排气比例对系统的干燥功能有优化效果，在试验初期开启排气比例为1/9时，系统单位能耗除湿量为2.308 kg/kWh，相较于无排气情况增大13.5%；制热系数为4.1，相较于无排气情况增大2.8%。在试验最后阶段设置旁通率为40%时，系统单位能耗除湿量为2.266 kg/kWh，相较于无旁通情况增大45.9%；制热系数为3.63，相较于无旁通情况增大2.8%。最终结果显示，热泵干燥系统的旁通排气组合运行模式更加节能。02 论文作者介绍
本文作者是来自青岛理工大学的22级研究生雷欣雨。获得2024年研究生“国家奖学金”、2023学年校级“优秀研究生一等奖”、2023年度五四表彰“科技创新先进个人”、2023年 “优秀党员”、2024年度“优秀研究生干部”等荣誉称号。科研方面，致力于建筑节能和热泵技术。自主研发的干燥箱和干燥系统已被授权国家发明专利1项。通过前期的试验、分析，已发表EI论文1篇、中文核心论文2篇，收录中文核心论文2篇。科创竞赛方面，积极参加学科竞赛，将节能减排与新能源应用落到实处。利用本文研发的消防水带干燥装置，结合专业所学参加各大科创竞赛，累计获得国家级奖项4项、省部级奖项7项，院校级奖项10余项。03 作者团队介绍
汇能科技团队是青岛理工大学的一支科研团队，指导老师为刘龙教授，团队成员从本科生到研究生共15人，是不同专业、不同年级的结合。团队成立于2019年10月，至今已经有五年的时间。团队成员响应国家节能减排、双碳策略，结合专业所学，为社会贡献自己的一份青春力量。团队成员共研发出四代集清洗、干燥、盘卷于一体的消防水带干燥装置，利用空气源热泵技术助力干燥行业突破水带干燥技术壁垒。目前为止已授权PCT国际专利1项、授权国家发明专利2项、授权实用新型专利3项，8篇高水平论文被收录。团队成员积极参与各类科技创新大赛，在“互联网+”创新创业大赛、研究生能源装备大赛、电子商务三创赛、节能减排大赛中均有获奖。
如果您有科技信息、专业见解、行业动态、专家访谈等，以及消防、应急救援相关领域的技术、产品等方面的新动态愿意分享或推广，欢迎撰写成公众号文章发送至 3169519749@qq.com 邮箱。
如果您有相关视频愿意展示在期刊同名视频号，也可发送至 3169519749@qq.com 邮箱。
![]()
《消防科学与技术》是消防救援科技领域“中文核心期刊”“中国科技核心期刊”，也是入选国内外安全科学领域高质量科技期刊分级目录的消防学术性期刊。期刊同名微信公众号受到消防救援队伍、高校、科研院所、建筑设计单位、消防科技企业等各界同仁的广泛关注，竭诚为广大消防机构、单位及个人提供信息交流的平台。
![]()
版权声明：本公众号所载图文旨在为公众传播知识、促进行业交流、推动消防应急救援技术发展，因部分非原创内容无法一一联系版权所有者，敬请谅解。如您对作品内容、版权等有疑问，请及时联系022-23383612，23920225。
其他事宜：联系QQ ( 3169519749 ) 咨询
