粮食是人类进行生命活动的重要物资,粮食干燥是提高粮食品质、保证粮食安全贮存的关键,保障粮食高效、安全、经济的干燥对我国的粮食安全具有重大影响。传统的粮食干燥技术不仅能源消耗大,而且污染排放严重,节能环保压力较大。近年来,热泵技术以其独特的干燥原理、高效的能源利用率及环保型等优点逐渐应用于干燥领域,将空气源热泵干燥技术应用于粮食干燥不仅能降低粮食烘干的成本,而且对环境和被烘干物料均无污染。本文针对空气源热泵技术在稻谷烘干中的运行特性进行了实验研究和数值模拟,分析了干燥过程中排风热回收的经济性和可行性。实验研究方面,以某粮食烘干中心的热源改造工程为例,分别对开式和半开式空气源热泵干燥系统进行了实验测试,讨论了进风温湿度对半开式热泵干燥系统的性能影响,分析了排风热回收对系统运行特性的影响。结果表明:与开式系统相比,半开式系统由于采用了排风热回收,其进风温湿度较高,使得送风温度均可以达到设定温度,系统COP值及平均单位能耗除湿量均相对较高,可在确保烘干品质的同时节省能耗;与此同时,排风热回收比例影响半开式热泵干燥系统的进风温湿度,回风比过大会导致进风温度过高、含湿量过大,对干燥效果不利;若环境温度过低,会使进风温度过低,送风温度不满足要求。因此,应根据环境温度的高低调整窗户开度,合理利用排风余热,使秋季的进风温度维持在22℃-26℃,从而使送风温度达到设定要求,保证稻谷干燥的质量。此外,对粮食烘干中心的烘干热源由燃煤热风炉改造成空气源热泵的节能、经济效益进行了分析,结果表明:空气源热泵干燥系统在保证稻谷相同烘干效果的情况下,一天可节省当量标煤76%、等价标煤31%,节约烘干成本约1200元,节能、经济效益可观。数值模拟方面,基于COMSOL Multiphysics建立了稻谷干燥的热质传递模型,研究了干燥介质温度、干燥介质流速、干燥-缓苏时间比和初始含水率等4个参数对稻谷干燥过程的影响。结果表明:干燥介质温度对稻谷干燥的含水率影响较大,干燥介质温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短,但干燥介质温度不可过高,否则会导致稻谷爆腰率的增加;干燥介质流速对稻谷干燥的水分迁移量影响相对较小,增大干燥介质流速有助于稻谷较快达到平衡温度;干燥-缓苏时间比对稻谷干燥的影响主要在干燥前期,干燥-缓苏时间比越大,干燥速率越快,稻谷所需干燥时间越短,但干燥-缓苏比过大会导致稻谷内部温度和水分分布不均,造成爆腰率的增高;初始含水率对稻谷干燥的影响主要在干燥前期,初始含水率越高,干燥速率越快,但稻谷达到平衡含水率时所需时间越长。本研究旨在探讨空气源热泵稻谷烘干技术中排风热回收利用的经济性和可行性,以期为该技术在江苏省“两减六治三提升”行动中的推广应用提供理论指导和技术支持。