热泵干燥在食品加工中的应用

热泵作为一种由电力驱动的可再生能源设备，获取环境介质、余热中的低品位能量，提供可被利用的高品位热能，热泵每消耗1份能量，可以获得3倍甚至更多的热量，很大程度上提高了能源的利用效率，是一种高效节能的清洁能源产品。另外，采用热泵技术进行热回收，以及采用不同的技术对余热热源进行充分利用，可为国家有效节约大量能源资源。热泵不仅能够同时兼顾夏季制冷和冬季供暖以及热水制取，还可以在工农业生产、国防建设等国民经济的诸多领域发挥作用，应用潜力巨大。

一、热泵干燥技术现状

空气源热泵产品有很多差异化的市场空间，在大行业增速放缓之际，细分行业未必受限

近几年，热泵烘干市场增势强劲，不仅在近5年的复合增长超过50%，在市场增势放缓的情况下，2019年依然保持了两位数的增长。

从热泵烘干应用来看，空气源热泵产品广泛地分布在第一产业：农、林、牧、渔、例如果蔬、谷物、海产品、烟草等领域；此外，工业领域、环保领域如印刷、淤泥干化等行业也有越来越多的应用。

当前热泵烘干行业，面临热泵烘干机组，工艺，从业人员以及模式等诸多挑战，在强势增长的背后，理清业务思路，攻克各环节难题，才能在新兴的蓝海市场中获取自身的价值空间。
热泵烘干本身安全环保，经济效益较高，是未来工农业烘干的大趋势。从响应环保政策要求，取代传统高能耗烘干技术的角度来说，这个市场前景可期。而同时，这样一个快速增长的细分市场，机遇与挑战并存。

目前市场上的烘干机组类型很多，有开式，闭式，分体式，整体式等等；热泵烘干应用的目标细分市场很多，不同的应用很多时候需要不同的温度和湿度控制要求以满足物料的工艺曲线不同的区域气候条件差异很大

二、热泵相关的标准

　　热泵行业的健康发展离不开标准的支持，目前我国已经建立了较为完善的产品标准体系，包括方法及安全标准、主机产品及部件标准、能效标准、设计及安装使用等标准。

　　在十年前，行业就专门制定了用热泵制取热水产品的标准，包括GB/T 23137—2008 《家用和类似用途热泵热水器》和GB/T 21362—2008《商业或工业用及类似用途的热泵热水机》。在现有制冷空调行业的一些产品标准中，很多也包括了对热泵的要求和规定，例如房间空调器、单元式空调机、冷水机组等产品标准中都涉及到热泵型产品的相关内容和规定;同时行业内还针对热泵产品应用的低环境温度等条件制订了很多专用标准，如GB/T 25127.1—2010《低环境温度空气源热泵机组第1部分：工业或商业用及类似用途的热泵机组》、GB/T 25127.2—2010《低环境温度空气源热泵机组第2部分：户用及类似用途的热泵机组》、GB/T 25857—2010《低环境温度空气源多联式热泵机组》等。

为了配合热泵相关产品国家标准的贯彻执行和配套落实，行业及社会团体也配套制定了多项专用标准，在实际工作中发挥了重要的作用。比如中国制冷空调工业协会在2009年就制订并发布了相关的协会标准CRAA 311《热泵热水系统设计、安装及使用规范》。

三 、 热泵烘干技术在食品和天然原料中的应用：

花叶类：玫瑰花、菊花、桂花、金银花、月季花、茉莉花、百合花、三七花、石斛花、荷花、黄秋葵花、牡丹花、迷迭香、山茶花、茶叶、黄花菜、霸王花等等；

根茎类：三七、石斛、玛卡、天麻、葛根、西洋参、当归、灵芝、红薯、土豆、黄姜、花生、山药、芋头、笋干、大蒜、人参、西洋参、红参、白参、生晒参、太子参、冬虫夏草、黄芪、桔梗、魔芋等等；

果实类：苹果干、芒果干、火龙果干、桃子、杏子、李子、葡萄干、枸杞、黑枸杞、红枣、荔枝、龙眼、核桃、葵花籽、西瓜子、南瓜子、草莓、樱桃、菠萝、猕猴桃、小番茄、柿子、八角、草果、花椒、玉米、大豆、水稻、大麦、南瓜、松仁、辣椒、干果、薯泥、罗汉果等；

肉类：腊肉、腊肠、腊排、腊鸭、腊味、牛肉、羊肉、家禽、肉制品等等；

海鲜、渔类：虾干、鱼干、干贝、海马、鱿鱼、鲍鱼、墨鱼、带鱼、鲤鱼、鲫鱼、沙丁鱼、雪鱼、草鱼、罗非鱼、海马干、海带、紫菜、海产品等等；

食品类：米粉、面条、挂面、谷物、银耳、腐竹等等；

蔬菜类：秋葵、胡萝卜、蘑菇等

四、丹佛斯热泵应用案例

案例: 山东金洋食品厂用丹佛斯热泵烘干，每年节省电费超30万元

   　　热泵烘干确实很节能，冬季用电每小时约100度，夏季用电每小时约60度。而原来使用电加热管烘干方式，冬季每小时用电平均约为200度，夏季每小时用电平均约为150度。热泵烘干相比电加热管烘干，平均每小时节省电费约90度以上，以电价0.52元/度计算，每年节省费用超30万元。---- 金洋食品厂赵总

实践中“变革之路”，热泵烘干最为理想

       金洋食品厂，是位于山东省一家集山楂加工、生产、销售于一体的现代化食品企业。据该厂厂长赵总介绍：“自2016年政府禁止使用燃煤之后，山东省的山楂制品企业便开始了清洁化改造之路，当前省内采用的山楂制品烘干方式形色各异，除采用空气源热泵烘干之外，还有一些加工厂采用燃气锅炉烘干，或者电加热管方式烘干。”

       赵总表示：“为了寻求一种更加节能、好用的山楂烘干设备，金洋食品厂在过去的几年里，对每一种烘干方式都进行了逐一尝试，结果发现唯有空气源热泵烘干不仅节能效果明显，而且烘干效率高、品质好、使用方便、安全可靠，值得大力推广。”

  　　对于过去采用每一种烘干方式的使用感受，赵总还与记者进行了一一分享：“2016年以前，主要采用燃煤进行烘干，不仅不安全、不卫生，还对大气环境造成危害，并且需要专门安排两个工人轮流值守；2016年以后，改用燃气锅炉烘干，由于当地燃气价格较高，仅燃气费用一天就要4000多元，而且使用燃气存在安全风险，政府对燃气管道的使用也有严格要求；2017年，改用电加热管方式烘干，冬季每小时用电平均约为200度，夏季每小时用电平均约为150度，而且电加热管烘干温度不便于掌控，山楂制品口感较硬，品质不佳。”

空气源热泵，烘干效果“出乎意料”

 　　2018年底，金洋食品厂计划对山楂烘干设备进行再次升级改造，经过深入了解和仔细对比，最终决定选用了4台由山东欧菲特能源科技有限公司提供的丹佛斯全配置复合式热泵烘干机组，用户具体要求是：1、需降低运行费用，但是产量和产品品质不能降低；2、要利用现有烘干设备基础进行改造；3、为了检验使用效果，必须要在冬季开始使用。

       当记者问及必须要求在冬季就开始使用的原因时，赵总告诉记者：“冬季外部气温较低，山楂烘干需求热量较多，而且冬季对机组运行的性能要求较高，因此冬季最容易检验机组的节能效果和稳定性。”另外赵总还表示：“其实在安装使用之前，对空气源热泵的节能和烘干效果也是将信将疑，我们甚至要求不必拆除原有的电加热管设备，以保障工厂正常生产，但是万万没有想到空气源热泵烘干效果如此之好。”

  　　根据了解，金洋食品厂空气源热泵烘干机组于2018年底安装完成，2019年年初投入使用，目前已经成功运行了6个多月，24小时不停运转，不仅没有出现过任何故障，而且烘干效果和节能性相当明显，当谈起对空气源热泵烘干的使用感受时，赵总更是津津乐道：

     首先是更加节能，比如原先采用电加热管烘干方式，冬季每小时用电平均约为200度，夏季每小时用电平均约为150度，现在采用空气源热泵烘干，冬季用电每小时约100度，夏季用电每小时约60度，以电价0.52元/度计算，相当于每天节省电费1000多元，每年节省超30万元，而且外部温度越高，节能效果就越明显。此外，通过合理的现场布置设计，使得热泵烘干机组的热量兼顾保持闷片房温度，而以前则需要天然气锅炉的热量进行维持，所以在节省电费的同时，还节省了一部分天然气费用。

     其次是烘干效果更好，以前采用燃气或电加热管烘干方式，不仅又薄又硬、口感较差，而且体积较小，比如同样是50g/袋的成品，原有的烘干方式看起来只有一点点，而空气源热泵烘干出来就能装满满一袋子。热泵烘干后的山楂制品口感酥软，颜色纯正，体积较大，对品质和销量都带来了极大的保障。

      再次是烘干效率更高、操作更加方便，空气源热泵烘干机组一天24小时都处于工作状态，到目前已经成功运行了6个多月，没有出现过任何因故障导致停工的现象。而且空气源热泵烘干温度上升较快，温度便于控制，一键式操作方式，就能顺利满足山楂烘干的温度要求。

      第四是安装更加便利、服务更加周到，根据我们的要求，空气源烘干机组是在原来设备的基础上，利用现有的空间进行改造，不涉及更多的烘房投资。

丹佛斯全配置烘干机，烘干与除湿完美结合

      据赵总介绍，其实空气源热泵在山东省山楂制品产业内并非刚刚兴起，以前也有部分工厂采用热泵烘干方式，但由于设备生产厂家实力欠缺、机组性能较差、售后服务难以保障等原因，导致一些工厂对空气源热泵失去了信心。而通过对丹佛斯全配置烘干机组的使用，我们才真正感受到空气源热泵烘干的独特优势。

据记者了解，丹佛斯全配置热泵除湿烘干机组是一款复合式空气源热泵干燥机，兼顾了开式(从环境吸热实现快速升温)，闭式(以制冷方式除湿)，并以冷凝热进行再加热的综合功能。此机组除采用带热回收的闭式热泵除湿系统，还运用丹佛斯MCX系列PLC控制器进行控制优化，开闭式模式合理切换，可实现热泵烘干机组的全程高效能运行，把热泵除湿烘干节能等功能完美地结合起来。

      另外，基于本身的配件技术优势，丹佛斯在烘干系统中采用新型环保冷媒的同时，还运用了丹佛斯自身企业研发和生产制造的热泵烘干专用压缩机、控制器、膨胀阀、干燥过滤器、电磁阀、单向阀、微通道换热器、压力开关等核心元器件，打造了一站式全配置的整体式解决方案，从而保证了热泵烘干系统的可靠性与除湿烘干系统热效率。

据悉，针对丹佛斯全配置热泵除湿烘干机组，丹佛斯可为OEM企业提供机组的整体设计方案，并与OEM企业一同为终端客户系统改造方案提出建议。