我國是農(nóng)業(yè)大國，收獲后的糧食水分含量往往偏高，在陰雨天氣，如果沒有良好的糧食干燥設備，將會因水分過大、發(fā)霉而產(chǎn)生損失。因此，開發(fā)研制降水幅度高、干燥均勻性好、品質(zhì)優(yōu)良的干燥機對推動糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。長期以來，大型烘干機一直在大中型糧庫使用，其耗資巨大。小型農(nóng)用烘干機的問世顯得極為迫切和必要，因此設計經(jīng)濟有效的小型烘干機刻不容緩。國外在這方面已有研究，日本已取得了一定的成果。為此，研究設計了一種熱泵式節(jié)能的小型烘干機，其主要由熱泵、敞口式烘干床及管道組成，富通新能源生產(chǎn)銷售滾筒烘干機、氣流式烘干機等干燥烘干機械設備。
熱風爐是烘干機的重要設備，目前運行的熱風爐普遍存在安全性差、使用壽命短和熱效率低等缺點。為了克服上述缺點，本設計中采用熱泵做熱風爐，可以極大提高效率。
l、設計內(nèi)容
1.1熱泵式節(jié)能烘干機的結(jié)構(gòu)和工作原理
熱泵是把熱量從低溫物體抽向高溫物體的一種裝置。從工作原理上講，它實際上就是制冷機。不過它是從大氣中吸收熱量，然后通過壓縮機做功把熱量送給待加熱的物體。1852年，開爾文最早提出了把制冷機用作熱泵，75年后J．B SHaldane做出第一個熱泵，目前熱泵已經(jīng)發(fā)展成為一門重要的實用技術。熱泵供熱比直接用電供熱具有很大的優(yōu)勢。例如，如果熱泵的工作系數(shù)是5（目前商用熱泵的工作系數(shù)在2-億間），則電動機每消耗IJ的電能，通過熱泵可以向待熱物體提供5J的熱量。這比直接用電加熱經(jīng)濟得多。
熱泵式節(jié)能烘干機的示意圖，如1所示。它結(jié)構(gòu)簡單新穎、造價低廉，主要由蒸發(fā)器、壓縮機、凝結(jié)器、節(jié)流閥、送風機以及烘干床等部分組成。其中，凝結(jié)器和送風機組成熱風爐。
熱泵式節(jié)能烘干機的工作原理：在由電動機帶動的壓縮機內(nèi)首先把工質(zhì)蒸汽（如氨）進行壓縮，使其變成高溫高壓的蒸汽，高溫高壓的蒸汽被導入冷凝器而凝結(jié)成液體；同時，放出大量的熱。放出的熱量被送風機及時地送到烘干斗中烘烤糧食，而凝結(jié)成的液體通過節(jié)流閥又變成低溫低壓的液體，并被導入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器中低溫低壓的液體吸收大氣中的熱量而迅速蒸發(fā)，蒸發(fā)形成的低壓蒸氣又回到壓縮機而被循環(huán)利用。
熱泵供熱最大的優(yōu)點是熱泵供熱比直接用電供熱經(jīng)濟節(jié)能。這里特別指出的是蒸發(fā)器應該盡量安裝在朝陽和溫度較高的地方，并把蒸發(fā)器涂成黑色以便吸收太陽能。如果通過送風管道把從烘干床出來的熱風引至蒸發(fā)器進一步利用，將會更進一步節(jié)省電能。
1.2小型烘干床的設計
熱泵式節(jié)能烘干床可以采用敞口式烘干床。該烘干床長約1200mm、寬約750Irm，糧層厚度可以在95～105mm間，烘干床上側(cè)板高約240mm下側(cè)板高約60mm，上下側(cè)板與篩孔板之間墊兩層橡膠墊，以防止漏風。上下側(cè)板與篩孔板的周邊用螺釘固定，每隔100mm固定一個螺釘。在不用的時候，上側(cè)板與篩孔板均可卸下來，清理方便，篩孔板的圓孔直徑為3mm，開孔率12%。
熱風爐出風口套一個圓筒管道，再接一個90°彎管。彎管上接一個圓筒通道，該通道上接擴散管，以使熱風均勻地通過篩孔板。擴散管上接敞口式烘干床。
烘干床體所用鋼材要求其外表摩擦因數(shù)較小，有利于減少被烘干糧食下滑的阻力，為抗變形能力強，一般可以采用冷軋鋼板。
敞口式烘干床有以下幾個優(yōu)點：一是結(jié)構(gòu)簡單、容易操作；二是造價低，能被農(nóng)民接受；三是一機多用，不僅烘干糧食等農(nóng)產(chǎn)品，還可烘干茶葉、蘑菇等其它農(nóng)副產(chǎn)品；四是敞口式烘干床還可以與偏心輪連接，組成振動篩。在烘干糧食的同時，搖動偏心輪不斷篩動糧食，不僅可以篩掉糧食中的雜物，并使上下層的糧食相互交換，有利于烘干均勻，加速糧食的烘干速度，進一步節(jié)省能源。
由于在糧食烘干過程中，糧食的表面水分降低的很快，表面含水量比較低，而糧食的內(nèi)部含水量還比較高。為了滿足糧食內(nèi)部水分能有效地轉(zhuǎn)移到糧食的表面，可以烘干一段時間后，采取緩蘇一段時間的方法，或采用輪換烘干的辦法。
2、結(jié)語
本文研究設計的一種熱泵式節(jié)能的小型烘干機，主要由熱泵、敞口式烘干床及管道組成。其主要優(yōu)點是：
1)熱泵式節(jié)能烘干機結(jié)構(gòu)簡單新穎，并且造價低廉；
2)熱泵供熱和直接用電供熱相比，可以大量節(jié)約電能，而且從烘干床出來的熱量可以通過送風管道引導至蒸發(fā)器重復利用，可以進一步節(jié)省電能；
3)敞口式烘干床可實現(xiàn)一機多用，不僅可烘干糧食作物，還可烘干茶葉、蘑菇等其它農(nóng)副產(chǎn)品。
相關烘干機產(chǎn)品：
1、滾筒烘干機
2、氣流式烘干機
