一、熱量平衡問題
由于壓縮機(jī)的輸入功，冷凝器的散熱量必將大于蒸發(fā)器的吸熱量，蒸發(fā)器與冷凝器都處于封閉的空氣循環(huán)系統(tǒng)中，若空氣與外界無熱量交換，則封閉的循環(huán)空氣的熱量會不斷增加。在熱泵干燥裝置剛開始運(yùn)行時，由于系統(tǒng)尚未達(dá)到穩(wěn)定的狀態(tài)點(diǎn)．這部分額外的熱量是有用的，它將空氣加熱到設(shè)定的運(yùn)行狀態(tài)點(diǎn)。但是，一旦空氣達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)點(diǎn)后，如圖3中的1—2—3—4過程，如果持續(xù)加熱，那么封閉的空氣的溫度就會越來越高，導(dǎo)致整個空氣循環(huán)的參數(shù)點(diǎn)上移，如圖3中的17—2，一3 7—4 7過程，造成冷凝器端傳熱溫差減小，導(dǎo)致冷凝壓力不斷增高，熱泵系統(tǒng)的熱泵系數(shù)下降，最終出現(xiàn)停機(jī)。因此，當(dāng)空氣循環(huán)系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)點(diǎn)時，就需要將這部分熱量排到系統(tǒng)之外，控制空氣循環(huán)參數(shù)在一定范圍內(nèi)，穩(wěn)定在過程1—2—3—4附近。
為了維持系統(tǒng)運(yùn)行時穩(wěn)定的空氣狀態(tài)點(diǎn)，可在干燥器后部、蒸發(fā)器前段設(shè)置空氣一空氣熱交換器，由環(huán)境空氣對封閉系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)空氣進(jìn)行冷卻。輔助熱交換器由雙位溫度開關(guān)控制，溫度開關(guān)的感溫包可設(shè)置在空氣循環(huán)回路中蒸發(fā)器入口前，如圖1中點(diǎn)2所示位置。當(dāng)測得空氣溫度高于設(shè)定值時，輔助換熱器風(fēng)機(jī)打開，帶走空氣部分熱量，冷卻循環(huán)空氣；當(dāng)空氣溫度低于一定值時．輔助換熱器風(fēng)機(jī)關(guān)閉。這樣，就可以維持整個封閉循環(huán)中的空氣在過程1—2—3—4附近可接受范圍內(nèi)變化。
二、冷量有效利用率問題
由圖2可以看出，從狀態(tài)點(diǎn)1到狀態(tài)點(diǎn)3的過程中，只有2—3是水分析出的過程。1—2過程中并無水分析出，這部分冷量僅僅用來降溫，這是由于濕空氣只有達(dá)到露點(diǎn)溫度以后才能有水分析出。在實際的運(yùn)行過程中，希望在消耗相同的冷量的前提下，能夠除去更多的水分。冷量有效利用率用妒表示，其定義為在除濕過程中用于水分析出的冷量與冷量總消耗的比值，即可以看出，冷量有效利用率越大越好。在實際設(shè)計過程中，風(fēng)量的大小主要取決于空氣運(yùn)行工況點(diǎn)與干燥速率，在這2個參數(shù)確定以后，風(fēng)量基本可以確定。
然而，由此確定的風(fēng)量值，在運(yùn)行時，其風(fēng)速大小很有可能不是空氣與被干燥介質(zhì)進(jìn)行傳熱傳質(zhì)的最佳風(fēng)速值，且由于干空氣較快地流過被干燥介質(zhì)，干空氣攜帶水分的能力尚未得到充分的發(fā)揮，也就是圖2中4—1的過程線很短，1—2過程線很長，冷鼉有效利用率很低，大部分冷量用于降溫而并非除濕，造成熱泵干燥裝置非常低效。極端地說，熱泵系統(tǒng)僅是對空氣進(jìn)行加熱和冷卻的不斷重復(fù)的過程，帶走的水分很少。針對此，可以在干燥箱處設(shè)置空氣旁通管路，使得干空氣反復(fù)流經(jīng)被干燥介質(zhì)，當(dāng)其攜帶足夠多的水分時，再離開干燥箱，也可以改變干燥箱的結(jié)構(gòu)，在內(nèi)部設(shè)置折流板，延長空氣與被干燥介質(zhì)的接觸時間，加大其接觸面積。http://qftd.net
