閉式熱泵干燥系統回熱方式設計及熱力學分析

摘要：針對水稻烘干的應用場景，為提升閉式熱泵干燥CHPD系統的單位能耗除濕量SMER，設計2種回熱方式，通過配置回熱器對干燥室出口濕空氣和輔助冷凝器出口制冷劑進行預冷和余熱回收。建立各式CHPD系統的熱力學模型，計算其熱力學特性，并進行敏感性分析和對比分析。結果表明，2種回熱方式使得無回熱的CHPD系統的SMER分別提升0.46 kg/kWh和0.50 kg/kWh。此外，二者能夠實現良性的耦合，在不同的干燥室入口和出口溫度組合下，耦合2種回熱方式的CHPD系統的SMER平均提升量為0.85 kg/kWh。

關鍵詞：水稻烘干；閉式熱泵干燥；熱力學建模；回熱方式

中圖分類號：TK123

文獻標識碼：A

文章編號：2095-5553（2024）12-0216-08收稿日期：2023年5月30日

修回日期：2023年7月10日

*基金項目：常州金壇金能電力有限公司科技項目（2023CJTJNJS00443）

第一作者：張茜穎，女，1990年生，江蘇常州人，碩士研究生，工程師；研究方向為農業電氣化。E-mail：zhangxiying0820@hotmail.com

通訊作者：孫立，男，1989年生，江蘇揚州人，博士，教授；研究方向為先進能源系統。E-mail：sunli12@seu.edu.cn

Design and thermodynamic analysis of heat recovery method for closed-cycle heat pump drying system

Zhang Xiying^{1， 2}， Wang Di²， Yuan Junqiu^{1， 2}， Deng Zhongcheng²， Qin Bin²， Sun Li³

（1. Jiangsu Engineering Research Center of Electrothermal Coupling Integrated Energy System， Changzhou Jintan Jingneng Power Co.， Ltd.， Changzhou， 213200， China; 2. State Grid Jiangsu Electric Power Co.， Ltd.， Changzhou Jintan District Power Supply Branch， Changzhou， 213200， China; 3. Southeast University Liyang Research Institute， Changzhou， 213300， China）

Abstract： In order to improve the specific moisture extraction rate （SMER） of the closed-cycle heat pump drying （CHPD） system， two heat recovery methods are designed for the application scenario of rice drying， which are equipped with a regenerator to pre-cool and recover waste heat from the moist air at the outlet of the drying chamber and the refrigerant at the outlet of the auxiliary condenser. The thermodynamic models of various CHPD systems were established， their thermodynamic characteristics were calculated， and sensitivity analysis and comparative analysis were conducted. The results show that the two heat recovery methods improve the SMER of the CHPD system without heat recovery by 0.46 kg/kWh and 0.50 kg/kWh， respectively. Moreover， the two can achieve a benign coupling， and the average SMER improvement of the CHPD system coupled with the two heat recovery methods is 0.85 kg/kWh at different drying chamber inlet and outlet temperature combinations.

Keywords： rice drying; closed-cycle heat pump drying; thermodynamic modeling; heat recovery method

0 引言

干燥技術作為一種高能耗技術，目前廣泛應用于農業、食品、醫藥、木材和化工等行業^［1］。據統計，干燥能耗在我國各種工業部門的總能耗占比為4%～35%，干燥總能耗占比我國國民經濟總能耗的12%^{［2， 3］}。而我國作為農業大國，目前糧食烘干方式多為自然烘干，機械化水平不到10%，遠低于歐美發達國家水平^［4］。為實現農業現代化發展，大規模發展節能低碳、機械化程度高的糧食干燥技術迫在眉睫^［5］。現有糧食干燥技術主要有熱風干燥、真空干燥、微波干燥、紅外干燥和熱泵干燥組成^{［6， 7］}。熱風干燥技術是目前使用最廣泛的糧食干燥技術，驅動源主要有燃煤和電直熱，前者因為其高污染的特性正逐漸面臨淘汰，且兩者都存在能耗高、能效低的特點^［8］。至于真空干燥、微波干燥和紅外干燥，其成本都較為高昂，多應用于干燥高經濟作物，不適用于大規模應用于糧食烘干領域^{［9， 10］}。熱泵干燥HPD技術作為目前最有望大規模發展的一種糧食烘干技術，具備著高效節能、干燥產品質量高、環境友好和自動化程度高等優點，引起了各國學者的重點關注^{［11， 12］}。

Duc等^［13］從干燥動力學模型出發，為了更加準確的描述Soursop Fruit在干燥過程中的失水特性，使用了12種經典的動力學模型來描述試驗數據與模型的適合性。結果表明，干燥時間和溫度會影響決定系統，當干燥溫度為30 ℃，Singh模型是最準確的，此時的決定系數為0.978 15。為提高干燥室空氣分布的均勻性，錢睿等^［14］基于干燥室結構優化的方向，提出9種不同角度導流葉片與不同變方孔徑勻風板的組合方案，結果表明，導流葉片角度為15°和采用B類變方孔徑勻風板的組合方案是最優，XZ和XY平面的平均均勻性系數分別提升了0.07和0.06。Babu等^［15］設計了多種干燥室的送風方式，分別上送風、上下同時送風以及平行送風，并基于CFD和Fluent軟件進行了模擬研究，結果表明，上送風使干燥室入口處氣流速度較高，速度分布明顯不均勻；上下同時送風能夠優化干燥室入口和出口氣流的均勻性，而平行送風優于上下同時送風，因為平行送風時內部氣流一次性經過托盤，流速較高且分布均勻。在可再生能源耦合方面，Kosan等^［16］設計并測試了一種新型可持續光伏/熱輔助HPD系統，利用蒸發器的冷量來對PV/T板進行冷卻，提高其發電效率，并將PV/T板的發電用于CHPD系統的壓縮機，實現了HPD系統和太陽能發電的良性耦合。試驗結果表明，PV/T系統的平均發電效率和熱效率分布為12.27%和56.37%，整個HPD系統的（Coefficient of performance，COP）高達4.18。在多級熱泵干燥方面，Dong等^［17］提出了一種用于玉米干燥多級封閉串聯干燥系統，通過建立干燥系統的數學模型并對其進行了仿真研究。計算結果表明，四級閉式HPD （closed-cycle HPD， CHPD）系統的COP在夏季可達5.5，冬季可達4.5，該系統的投資回收期約為1.22年。不同干燥方法都有其優缺點，采用單一的熱泵干燥模式往往難以達到理想的干燥效果。

在熱泵聯合干燥方面，Zhu等^［18］探究了微波輔助對熱泵干燥扇貝的影響，發現微波輔助能夠提高有效水分擴散系統，加快物料內部固定水向自由水的轉化，有效提升干燥速率。Hao等^［19］提出了一種應用于香菇干燥的太陽能輔助的直接膨脹的熱泵輔助干燥系統，發現該系統可以提高室外空氣溫度9.8 ℃，維持干燥室空氣溫度在40 ℃以上，且平均COP最大可以達到6.01。在經濟性分析方面，Erbay等^［20］運用先進經濟分析的方法，指出地源熱泵食品干燥系統的最重要的部件為干燥管道和冷凝器，通過制定以干燥管道和冷凝器為重點的改進策略，可以降低總成本的34.60%。

然而，上述研究針對的研究對象多為開式HPD系統，而這種干燥系統依舊存在著干燥能效低和存在一定污染的問題，這是因為其干燥室出口的濕空氣直接排向大氣，沒有進行余熱回收。CHPD系統可以很好地解決這個問題，但依舊存在著兩點問題。第一是由于回風的存在，冷凝器入口濕空氣溫度較高，且為了保證冷凝器具備較好的換熱端差，導致冷凝溫度和膨脹閥入口溫度較高，嚴重限制了制冷劑在蒸發器中提供冷量的能力；第二，干燥室出口濕空氣存在一定顯熱占比，在干燥后期尤為嚴重，這將浪費掉蒸發器的冷量，大幅限制蒸發器的冷凝除濕能力。

目前針對CHPD系統的這些問題的研究較少，存在一定空白。為了解決上述問題，基于水稻烘干的應用場景，對CHPD系統進行設計，提出多種回熱方案，運用回熱器來降低膨脹閥入口溫度和回收干燥室出口濕空氣的顯熱，并對不同回熱方式的CHPD系統進行熱力學分析和對比分析，進而得出各種回熱方式的優勢所在。

1 系統介紹及其熱力學建模

1.1 系統介紹

1.1.1 CHPD系統

CHPD系統的原理圖如圖1所示，該系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器以及冷凝器組成，此外還配備有輔助冷凝器，這是因為為了保證水稻的烘干品質，降低爆腰率，就需要對干燥室入口溫度和水稻的脫水速率進行一定的限制^［21］。由于干燥室入口溫度受限，熱泵系統產生的熱量不能夠完全被濕空氣吸收，所以為了保證冷凝器的冷凝效果，配備了輔助冷凝器來對制冷劑進行輔助冷凝。該系統的工作流程：從蒸發器出來的冷干空氣進入到冷凝器中吸熱升溫為熱干空氣，再進入到干燥室中對水稻進行烘干，烘干完成后的溫濕空氣再進入到蒸發器進行冷卻并凝結出部分水蒸氣，降溫后的冷干空氣再次進入到冷凝器中，并以此循環，達到烘干除濕的目的，該系統運行過程中濕空氣的T-d圖（1′-2′-3′-1′）和制冷劑的T-s圖（1-2-3-4-1）分別如圖2所示^［22］。

1.1.2 回熱方案設計

從圖2（a）中可以看出，干燥室出口濕空氣進入到蒸發器的凝結過程中釋放的熱量主要由顯熱（3′-3_a′）和潛熱（3_a′-1′）兩部分組成，所以當濕空氣直接進入到蒸發器時，顯熱會浪費掉一部分冷量，所以對濕空氣進行預冷，使其達到露點溫度，在相同的冷量下，能夠讓更多的水蒸氣凝結掉，加強除濕效果。此外，從圖2（b）可以看出，由于干燥室入口溫度較高，為了保證較好的換熱端差，就會導致冷凝溫度處于較高的水平，進而使得進入到膨脹閥中的制冷劑溫度偏高，增加制冷劑在膨脹閥中的液化率，最終會降低制冷劑在蒸發器中提供冷量的能力。基于這兩點，本文提出了2種回熱方式下的CHPD系統，其原理圖分別如圖3（a）和圖3（b）所示。

從圖3（a）中可以看出，回熱方式1在干燥室和蒸發器之間采用了一個回熱器來對干燥室出口的濕空氣進行預冷和對蒸發器出口的冷干空氣進行預熱，這樣能夠回收掉濕空氣的顯熱，提高除濕效果，并對余熱進行回收，濕空氣在T-d圖中的工作過程為1_aa′-2_a′-3′-3_a′-1_a′-1_aa′。

從圖3（b）中可以看出，回熱方式2為了降低膨脹閥入口制冷劑的溫度和制冷劑在膨脹閥中的液化程度，提升制冷劑提供冷量的能力，在輔助冷凝器和蒸發器之間增加了一個回熱器來預冷輔助冷凝器出口的制冷劑，并對蒸發器出口濕空氣進行預熱，達到余熱回收的目的，該回熱方式下系統制冷劑在T-s圖中的工作過程為1-2-2_b-3_b-4-1。

1.2 熱力學模型

本節對CHPD系統進行熱力學建模。為了簡化模型，采用以下假設^［17］：（1）系統的工作過程均為穩態過程；（2）壓縮過程假定為絕熱過程，且所有部件的熱損失均忽略不計；（3）忽略制冷劑和濕空氣在循環運行過程中的壓力和流量損失。

1.2.1 壓縮機

壓縮機絕熱效率^［23］

式中： h′ ——壓縮機入口比焓，kJ/kg；

h_s″ ——等熵壓縮過程壓縮機出口比焓，kJ/kg；

h″ ——實際壓縮過程壓縮機出口比焓，kJ/kg。

壓縮機耗功率

P_c=q_mr（h″-h′） （2）

式中： q_mr ——制冷劑的質量流量，kg/h。

1.2.2 干燥室

在干燥室中，熱干空氣和含水量較高的水稻進行傳質傳熱，進行對流干燥，本文將該過程近似為等焓絕熱加濕過程，以此來計算干燥室的烘干能力。干燥過程中的循環濕空氣的質量流量可以定義為^［17］

式中： m_d ——干燥室內水稻的脫水速率，kg/h；

d_in ——干燥室入口濕空氣的含濕量，kg/kg；

d_out ——干燥室出口濕空氣的含濕量，kg/kg。

其中 m_d 可以用式（4）來計算。

式中： M ——干燥前水稻的總質量，kg；

w₁ ——水稻干燥前的含水量，%；

w₂ ——水稻干燥后的目標含水量，%；

t_d ——干燥時長，h。

1.2.3 換熱器

1）輔助冷凝器。采用常溫冷卻水作為冷源來輔助冷凝器將冷凝器出口制冷劑冷凝成液態，冷卻水在輔助冷凝器中的吸熱量為^［24］

Q_cw=q_mw（h^out_cw－hⁱⁿ_cw）=q_mr（hⁱⁿ_cr－h^out_cr） （5）

式中： q_mw ——冷卻水的質量流量，kg/h；

hⁱⁿ_cw ——冷卻水的入口比焓，kJ/kg；

h^out_cw ——冷卻水的入口和出口比焓，kJ/kg；

hⁱⁿ_cr ——輔助冷凝器制冷劑入口比焓，kJ/kg；

h^out_cr ——輔助冷凝器制冷劑出口比焓，kJ/kg。

2）冷凝器。循環濕空氣在冷凝器中的吸熱量為

Q_ca=q_ma（h^out_ca－hⁱⁿ_ca） （6）

式中： q_ma ——循環濕空氣的質量流量，kg/h；

hⁱⁿ_ca ——循環濕空氣入口比焓，kJ/kg；

h^out_ca ——循環濕空氣出口比焓，kJ/kg。

3）蒸發器。循環濕空氣在蒸發器中的放熱量為

Q_ea=q_ma（hⁱⁿ_ea－h^out_ea）+m_dΔh=q_mr（h^out_er－hⁱⁿ_er） （7）

式中： hⁱⁿ_ea ——濕空氣在蒸發器的入口比焓，kJ/kg；

h^out_ea ——濕空氣在蒸發器的出口比焓，kJ/kg；

Δh ——水蒸汽的凝結潛熱，kJ/kg；

hⁱⁿ_er ——蒸發器中制冷劑的入口比焓，kJ/kg；

h^out_er ——蒸發器中制冷劑的出口比焓，kJ/kg。

4）回熱器。鑒于回熱器均為氣氣換熱，換熱過程中不存在相變，換熱系數較低，因此引入換熱效能來體現回熱器的換熱效率。換熱器效能的定義為實際換熱效果與理論最大換熱效果的比值^［25］

ε=c_phq_mh（Tⁱⁿ_h－T^out_h）/（c_pq_m）_min（Tⁱⁿ_h－Tⁱⁿ_c）=c_pcq_mc（T^out_c－Tⁱⁿ_c）/（c_pq_m）_min（Tⁱⁿ_h－Tⁱⁿ_c） （8）

式中： q_mh ——熱流體的質量流量，kg/h；

q_mc ——冷流體的質量流量，kg/h；

c_ph ——熱流體的定壓比熱容，kJ/（kg·℃）；

c_pc ——冷流體的定壓比熱容，kJ/（kg·℃）；

（c_pq_m）_min ——熱流體和冷熱流體的質量流量與定壓比熱容之積的較小值，kJ/（℃·h）；

Tⁱⁿ_h ——熱流體入口溫度，℃；

Tⁱⁿ_c ——冷流體入口溫度，℃；

T^out_h ——熱流體出口溫度，℃；

T^out_c ——冷流體出口溫度，℃。

回熱器出口熱流體出口溫度

T^out_h=Tⁱⁿ_h－ε（c_pq_m）_min/c_phq_mh（Tⁱⁿ_h－Tⁱⁿ_co） （9）

1.2.4 膨脹閥

在系統中，通過膨脹閥來降低制冷劑的溫度，進而為蒸發器中濕空氣的凝結提供冷量，膨脹閥入口和出口的焓值的關系式為

hⁱⁿ_v=h^out_v （10）

式中： hⁱⁿ_v ——膨脹閥入口比焓，kJ/kg；

h^out_v ——膨脹閥出口比焓，kJ/kg。

1.3 系統評價指標

采用COP和SMER作為對CHPD系統性能的評價指標。COP定義為循環濕空氣在冷凝器中吸收的熱量與壓縮機耗功的比值^［26］

COP=Q_ca/P_c （11）

SMER定義為干燥除濕量與壓縮機耗功的比值

SMER=m_d/P_c （12）

2 數值結果與分析

2.1 基本參數

對提出的3種CHPD系統進行熱力學性能計算以及對比分析，CHPD系統的基本參數如表1所示。此外，在計算過程中，選取R134a作為熱泵循環系統的制冷劑。其具備安全無毒、環境友好以及不易燃易爆等優點，綜合性能優良，是目前廣泛應用的一種中低溫制冷劑，基本物性參數如表2所示^［18］。

2.2 熱力學分析

根據表1的基本參數，通過計算，可以得到如表3所示的各式CHPD系統的熱力參數以及系統的性能評價指標匯總。

由表3可知，首先，在相同除濕量的情況下，相較于無回熱的CHPD系統，2種回熱方式下的CHPD系統的壓縮機耗功率均明顯下降，降低幅度分別為14.84%和16.03%。因此，2種回熱方案下的CHPD系統的SMER均顯著提升，分別達到了3.07 kg/kWh和3.11 kg/kWh，提高了0.46 kg/kWh和0.50 kg/kWh。其次，可以發現2種回熱方式的循環濕空氣吸熱量是降低的，表明這2種回熱方式能夠有效預冷干燥室出口濕空氣和冷凝器出口制冷劑，并將該部分熱量用來預熱蒸發器出口濕空氣，達到余熱回收的目的。最后，由于2種回熱方式的循環濕空氣的吸熱量的降低幅度是高于壓縮機耗功的增加幅度的，所以這兩種回熱方式下的CHPD系統的COP都是減小的。

3 討論

3.1 敏感性分析

在CHPD系統的運行過程中，冷凝溫度和蒸發溫度不僅會影響制冷劑在膨脹閥中的液化率和供冷量，還會影響壓縮機入口和出口壓力，通過降低冷凝溫度和提高蒸發溫度均能夠有效提高CHPD系統的性能。鑒于冷凝溫度和蒸發溫度對CHPD系統的影響機制較為清晰，干燥室入口和出口溫度決定干燥室內的干燥情況，蒸發器和回熱器作為系統中的關鍵部件，因此本文對干燥室入口溫度、蒸發器換熱端差、回熱器效能和干燥室出口溫度對系統性能的影響展開分析，這4個關鍵參數的變化范圍如表4所示。

3.1.1 干燥室入口溫度

在冷凝溫度為60 ℃和其他參數為基本參數的情況下，干燥室入口溫度對各式CHPD系統性能的影響如圖4所示。由于干燥室入口溫度的提高會使得干燥室出口濕空氣的相對濕度和露點溫度的提高，進而導致蒸發溫度的提高，所以壓縮機的耗功是逐漸降低的，而循環濕空氣的吸熱量也是逐漸降低的。因此，各式CHPD系統的COP和SMER均是逐漸提高的，且COP的增加速率是小于SMER的增加速率的。此外，當干燥室入口溫度較低時，回熱方式1的SMER將超過回熱方式2，但其COP也會低于回熱方式2。基于圖4（b）中的趨勢，當干燥室入口溫度為50 ℃時，相較于回熱方式2，回熱方式1的SMER的超過量為0.13 kg/kWh。

3.1.2 蒸發器換熱端差

在基本參數的條件下，圖5為蒸發器換熱端差對各式CHPD系統性能的影響。

由圖5可知，隨著蒸發器端差的提高，各式CHPD系統的COP和SMER均顯著降低。這是因為蒸發器換熱端差的降低會導致膨脹閥出口溫度的降低，而膨脹閥入口溫度是保持不變的，所以膨脹閥的入口和出口溫差是提高的，這會導致制冷劑在膨脹閥中的氣化程度的增加，進而導致制冷劑在蒸發器中的供冷能力的下降，在除濕量一定的情況下，制冷劑的質量流量也會增加，因此壓縮機的耗功也會隨之逐漸增加。此外，由于蒸發器換熱端差的降低會使得冷凝器入口濕空氣溫度的降低，濕空氣的循環吸熱量會逐漸增加，但其增加幅度遠小于壓縮機耗功的增加幅度。以回熱方式2為例，當蒸發器端差從4 ℃增加到10 ℃時，COP將從3.12降低到2.55，降低幅度為18.27%；SMER將從3.22 kg/kWh增加到2.63 kg/kWh，降低幅度為18.32%。

3.1.3 回熱器效能

在基本參數的條件下，圖6為回熱器效能對各式CHPD系統性能的影響。由圖6可知：隨著回熱器效能的降低，會使得干燥室出口濕空氣和輔助冷凝器出口制冷劑預冷不充分，進而導致干燥室出口濕空氣在蒸發器中顯熱比例和制冷劑在膨脹閥中氣化程度的增加，在除濕量一定的情況下，制冷劑的質量流量和壓縮機耗功均顯著提高。此外，回熱器效能的降低還會導致預熱不充分，冷凝器入口濕空氣溫度的降低，濕空氣在冷凝器中的循環吸熱量的增加，且其增加幅度是大于壓縮機耗功的增加幅度。因此，2種回熱方式下的CHPD系統的COP是逐漸增加的，但SMER確實逐漸降低的，以回熱方式2為例，當回熱器效能從0.9降低到0.6時，SMER將從2.97增加到3.10，增加幅度為4.40%；SMER將從3.17 kg/kWh降低到2.98 kg/kWh，降低幅度為6.00%。至于無回熱的CHPD系統，其性能不受回熱器效能的影響，因此其COP和SMER均保持不變。

3.1.4 干燥室出口溫度

在基本參數的條件下，圖7為干燥室出口溫度對各式CHPD系統性能的影響。對于無回熱、回熱方式1和回熱方式2來說，由于干燥室出口溫度的提高會使得干燥室出口濕空氣的相對濕度和露點溫度的提高，進而導致壓縮機耗功和循環濕空氣在冷凝器中吸熱量的增加，且前者的提高速率高于后者，所以COP都是逐漸減小的，尤其是回熱方式1，幅度更為明顯。而回熱方式2的壓縮機耗功的增加速率是先低于后高于循環吸熱量的增加速率的，所以其COP整體呈現先增加后減小的趨勢，但波動的幅度較小。

此外，在除濕量一定的情況下，干燥室出口溫度的提升會導致壓縮機耗功的增加，所以各式系統的SMER均是逐漸降低，且回熱方式1因為其回收顯熱的能力，其降低幅度更為平緩。當干燥室出口溫度較高時，回熱方式1的SMER將超過回熱方式2，但其COP也會低于回熱方式2。當干燥室出口溫度為42 ℃時，相較于回熱方式2，回熱方式1的SMER的超過量為0.32 kg/kWh。

3.2 結果分析

從3.1節可以看出，回熱方式1和2均能顯著提升CHPD系統的性能，當干燥室入口溫度較高和出口溫度較低的情況下，回熱方式2帶來的提升是更加顯著的，但是，當干燥室入口溫度較低和出口溫度較高時，回熱方式1的提升效果將超越回熱方式2。此外，通過減小蒸發器換熱端差和提高回熱器效能均能有效提升回熱方式1和2的CHPD系統的SMER。為了同時發揮2種回熱方式的優勢，將回熱方式1和回熱方式2進行結合，進一步提出了一種雙回熱式CHPD系統（回熱方式1+2），其系統原理圖如圖8所示。為了清晰闡述雙回熱式CHPD系統的優勢，設計了如表5所示的4種干燥室入口和出口溫度組合，并計算了不同溫度組合下各種回熱式CHPD系統的性能。在冷凝溫度為60 ℃和其余參數為基本參數的情況下，不同回熱方式在不同干燥室入口和出口溫度組合下的SMER提升效果，如圖9所示。

由圖9可知：在不同的溫度組合下，回熱方式1、回熱方式2和回熱方式1+2的平均SMER提升量分別為0.38 kg/kWh、0.46 kg/kWh和0.85 kg/kWh，不同溫度組合下二者的SMER平均提升量之和與回熱方式1+2的平均SMER提升量十分接近，這表明回熱方式1和2可以實現良性的耦合，尤其是在干燥室入口溫度較低和干燥室出口溫度較高的惡劣工況，回熱方式1和2的SMER提升量分別為0.56 kg/kWh和0.24 kg/kWh，二者之和為0.80 kg/kWh，而回熱方式1+2的SMER提升量為0.85 kg/kWh，還額外多提升了0.05 kg/kWh，這表明回熱方式1+2能夠在惡劣工況下進一步發揮耦合的優勢。

4 結論

1）相比于無回熱的CHPD系統，回熱方式1和2均能有效提升CHPD系統的SMER，分別提升0.46 kg/kWh和0.50 kg/kWh，增加幅度分別為17.62%和19.16%。

2）基于敏感性分析結果，發現提高干燥室入口溫度和回熱器效能，降低蒸發器換熱端差和干燥室出口溫度均能有效提升各式CHPD系統的SMER，且回熱方式1適用于較低的干燥室入口溫度和較高的干燥室出口溫度，回熱方式2適用于較高的干燥室入口溫度和較低的干燥室出口溫度。

3）在不同的干燥室入口和出口溫度組合下，回熱方式1、回熱方式2和回熱方式1+2的平均SMER提升量分別為0.38 kg/kWh、0.46 kg/kWh和0.85 kg/kWh，這表明回熱方式1和回熱方式2可以實現良性的耦合，尤其是在干燥室入口溫度較低和出口溫度較高的惡劣工況，回熱方式1+2的SMER提升量比回熱方式1和2的SMER提升量之和還高0.05 kg/kWh。

參 考 文 獻

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