热泵干燥技术具有节能环保、产品质量高等优点,近年来受到了众多研究者的极大重视,新型热泵干燥系统的设计和物料干燥特性的研究也因此成为热点研究课题。本文提出了一种双蒸发器常闭式新型热泵干燥系统,确定了该系统的结构流程和主要控制逻辑,并对系统中的主要制冷零部件进行了设计选型计算;搭建了双蒸发器常闭式热泵干燥系统试验台,以海带结为物料,对热泵干燥系统性能、海带结热泵干燥特性及其影响因素、海带结热泵干燥数学模型等三个方面开展了系统的试验和理论研究,取得了一些有意义的研究成果:(1)通过设计计算完成了压缩机、冷凝器、除湿蒸发器、泵热蒸发器、热力膨胀阀、循环风机、泵热蒸发器风机和排热湿风机等主要制冷零部件的选型,成功设计了双蒸发器常闭式新型热泵干燥系统,该系统解决了单蒸发器系统启动时间长和闭式系统热湿不平衡等问题。(2)热泵干燥过程中,物料室中下部空气温度基本相同,上部空气温度始终高于中部和下部,温差接近2.5℃;海带结表面温度在干燥前期低于物料室中下部空气2℃左右,随着干燥过程的不断进行,温差不断缩小,至干燥后期,温度基本相同。(3)设定干燥温度对干燥速率的影响较大,在一定范围内,温度越高,干燥速率越大,但温度过高,可能导致机组泵热模式时间过长,干燥速率反而下降;增加风速对干燥速率的提升作用相对较小,而且表现出前期弱,后期强的特点;降低装载密度虽然能提高干燥速率,但同时单位除湿能耗比也会随之下降;适当地扩大托盘间距有助于减少干燥时间,但是会受到物料室容积的制约。本文试验条件下设定干燥温度45℃、风速1.5m/s、装载密度32.29kg/m3、托盘间距180mm为海带结热泵干燥的最佳干燥工艺参数,此时SMER值为1.625kg水/kWh,泵热模式运行时间35min,干燥时间260min。(4)建立海带结热泵干燥的Henderson and Pabis模型和Page模型两种经验模型,通过比较验证,Page模型更适合描述海带结热泵干燥过程,在本文试验条件范围内,可用Page模型预测海带结热泵干燥过程的水分比随时间的变化规律,预测值与试验值的吻合情况良好。