干燥技术广泛应用于各个领域,且各生产过程中的干燥工序是个相当耗能的过程,但其作为关键环节不能省略。传统的干燥技术或能耗高,或产品品质差,很难做到两全其美。热泵干燥技术因其特殊的干燥原理既节能环保,又能保证产品的综合品质,是一种切实可行的干燥技术。本文根据现有热泵干燥技术的优缺点提出一种多功能封闭式热泵干燥系统,并对其进行了理论分析和实验研究,主要工作内容如下:(1)对热泵干燥原理进行了介绍,并对不同形式的热泵干燥系统进行了分析。(2)根据热泵干燥原理以及对现有热泵干燥系统的优缺点进行分析,设计了一种新型热泵干燥系统,可实现多种运行模式:加热模式、常规干燥模式、恒温干燥模式、冷藏模式。(3)对压缩机、翅片换热器等部件进行了设计计算,根据计算结果选择了设备型号并将各部件焊接组装成实验样机以及设计安装了相应的控制系统。(4)根据实验样机特点搭建了实验台,以湿棉布为研究对象对各模式进行了实验研究。实验数据整理分析得出结果如下:(1)在相同实验条件下,多功能封闭式热泵干燥系统的加热模式在干燥预热阶段的加热性能与常规干燥系统相比,最高温度增加了28%,平均性能系数增加了71%;(2)在恒温干燥模式下,实际干燥温度与目标干燥温度相比,最大误差为2.2%,基本可实现恒温干燥;在不同的干燥条件及不同干燥阶段条件下存在不同的最佳干燥介质旁通率使单位能耗除湿量(SMER)最大;在除湿量相同的情况下,干燥时长随干燥温度增加而减小,耗电量却随干燥温度的增加而增大;制热量随干燥温度增加而增大,当温度超过一定范围后,性能系数(COP)反而会下降;因此在实际干燥过程中,应选择合适的干燥温度并根据干燥介质参数实时调节旁通率使机组干燥性能最佳。(3)常规热泵干燥系统干燥性能较低,最大SMER为0.88kg/(kW·h),低于恒温干燥模式的1.64kg/(kW·h)。(4)在标准SB-T10794.2-2012推荐的测试条件下,冷藏模式的送风温度最低达到了4.01℃,可满足商业冷藏柜7℃的要求,其系统的性能系数(COPr)随送风温度的减小而降低,当送风温度为7℃时,COPr为1.19,当送风温度为4.01℃时,COPr降为1.04,因此可根据实际应用要求尽量增大送风温度以提高机组的性能。