雙碳目標下,空氣源熱泵在農業烘乾領域的探索與應用

農機360網 發佈 2022-11-14T20:19:51.668859+00:00

十九大以來,高質量發展已經成為時代的主旋律。實現碳達峰、碳中和,是推動高質量發展的內在要求。在糧食安全備受重視的今天,在追求「雙碳目標」實現前行的路上,空氣源熱泵的成功應用,為農業烘乾領域提供了優質選項。

十九大以來,高質量發展已經成為時代的主旋律。實現碳達峰、碳中和,是推動高質量發展的內在要求。

在糧食安全備受重視的今天,在追求「雙碳目標」實現前行的路上,空氣源熱泵的成功應用,為農業烘乾領域提供了優質選項。

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極具前景的空氣源熱泵

在「雙碳目標」的驅動下,空氣源熱泵烘乾機顯示出了特有的優勢,備受關注。據統計顯示,2016-2021年,空氣源熱泵烘乾主機市場容量實現了4倍的增長,2021年市場容量達到16.7億元。

在追求農業節本增效、增值提質的高質量發展之路上,空氣源熱泵也越來越多地被應用於農產品烘乾,並且展現出強大的優勢。

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增值:精準控溫保證高質量農產品產出

隨著國民生活水平的不斷提高,人們追求「高品質」的觀念越來越重,當然對於農產品的品質也越發重視。對於農產品本身而言,因品質不同,從體現價值最直觀的衡量指標——價格方面,存在很大的差異。因此,提高農產品本身價值不論是對於農民致富,還是對農業產業價值的提升都十分必要。

高質量菸葉烘乾

農產品烘乾本身就是提高產品價值的一個基本手段,更是保證食品安全和糧食安全根本途徑之一。因為在農產品的烘乾過程中存在營養成分流失和烘乾對象的損耗等問題,所以如何最大程度地保持農產品的營養價值、降低損耗和損失是保證和提升產品價值的關鍵。

想要保證農產品營養價值,其中一個最重要的因素就是溫度,只有極大提高控溫精度,才能大幅度地保障烘乾農產品的價值,保證綠色高質量的農產品輸出。

空氣源熱泵技術在農業烘乾領域推廣應用以來,提高農產品價值的案例不勝枚舉。


正在烘乾的花椒


以花椒為例,在四川花椒主產區,隨著空氣源熱泵烘乾技術的引入,椒農們可以更好地對花椒烘乾成品的品質進行把控,大大提高了烘乾後的品相和質量:花椒開口率可達95%及以上,顏色可達一級或特級水平。

其中一個經典案例來自於艾默生。在四川山區的一個花椒烘乾項目,艾默生和合作夥伴一起為一期8個烘乾池配置了4台25HP空氣能花椒烘乾機,每台機組均採用艾默生數碼解決方案,配備谷輪數碼渦旋™烘乾專用壓縮機和數碼壓縮機驅動器XC35。

數碼壓縮機驅動器XC35

谷輪數碼渦旋™烘乾專用壓縮機的無級變容量調節技術,可根據負荷要求對能力進行10%-100%的調節,提升整個烘乾過程綜合能效,溫度波動控制在±0.5℃。


精準控溫


花椒烘乾現場溫度曲線


據該項目空氣源熱泵技術提供方艾默生介紹,該項目實現了花椒烘乾的精準控溫,使烘乾溫度一直保持在平穩的水平,大大提高了烤出的花椒品相,椒農的收益最高可升20%左右

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增效:減排是應有之舉

「電代煤」的菸葉烘烤實施比較早,空氣源熱泵烘乾技術應用相對其他農產品也更為廣泛,也是熱泵烘乾技術在農業生產實現減排的經典代表。

據中國建築科學研究院有限公司出具的《空氣源熱泵烤房菸葉烘乾技術應用項目效果測評報告》顯示:單位質量干菸葉二氧化碳減排量3.41kg/kg,二氧化硫減排量為0.03kg/kg,粉塵減排量為0.01kg/kg。

我國著名的烤菸三大主產區之一——河南襄城,作為熱泵烤菸實際應用的先行者,襄城縣早在2013年就率先對當地某烘烤工場的傳統燃煤烤房實施改造採用空氣源熱泵烤房,配備艾默生谷輪高性能烘乾專用渦旋壓縮機,特別要提出的是,烘乾系統自投入使用以來,已經穩定運行8年,60台壓縮機從未出現任何故障。

再以花椒為例,採用傳統的燃煤方式烘乾時,平均1kg鮮花椒需要消耗約0.028kg標準煤。按照全國的花椒產量計算,如採用燃煤烘乾方式,每年我國花椒烘乾需要消耗的燃煤約為22萬噸,折合成CO₂的排放量約為57萬噸。我國花椒產量仍在迅速增加,如全部採用熱泵方式進行烘乾,則每年可減少57萬噸以上的CO₂排放,對於我國的「雙碳」戰略具有重要意義。(數據來源:城鄉統籌發展網中國花椒產業調查分析報告)

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節本:低廉的「全壽命周期成本」力證最優之選

相較傳統烘乾設備或是生物質烘乾設備,使用熱泵設備,無疑會增加烘乾設備的成本,這是大多數用戶不願意接受的原因。

但是,真是如此嗎?

其實,這樣算帳是片面的。烘乾行業,作為農產品的初級加工產業,更多應該考慮是使用成本,是「全壽命周期成本」,不僅包括採購成本,還包括運行成本、管理成本和售後成本。

據河南省菸草公司許昌市公司菸葉生產技術中心出具的《空氣源熱泵烤房參試評價報告(海信日立)》顯示:

單位質量干煙耗電量為0.94kWh/kg。以標準煤折算熱泵烤房單位質量干煙耗煤量為0.31kg/kg,與燃煤密集烤房單位質量干煙耗煤量1.75kg/kg相比,節能率82.3%。

經過實際測算,採用燃煤烤菸,每烤一爐耗煤費用約900元,耗電費用約200元(烤房送風風機),以熱泵技術取代燃煤,並輔以高效穩定的壓縮機及與之匹配精確的系統,有助於降低運行能耗。按照農業用電0.6元/kWh計算,總耗電費用約460元,菸農每烤一爐節省費用約640元。

根據國家統計局數據顯示,2022年1-8月,中國捲菸累計產量為17,384億支,一支煙(常規菸捲)按0.75克菸絲的含量算,僅1-8月的菸絲消耗量就達到1130.38萬噸,按單位質量干煙耗煤量1.75kg/kg計算,耗煤量達到1978.2萬噸。這樣算來,如果使用空氣源熱泵烘乾系統進行菸草烘乾,那麼節省的成本和帶來的二氧化硫及粉塵減排量將非常可觀。

比如某家國內知名掛麵生產廠商的烘乾項目,其所採用獨創的分體式除濕設計,實現高效集中除濕、高效模塊化供熱;獨特的除塵系統設計,實現換熱器的自清潔功能;多級除濕系統設計,實現更低露點溫度、更高除濕效率;多階段的控制系統設計,可根據環境溫度自動調節烘乾工藝設置,充分發揮了空氣源熱泵技術更節能、更環保、更高效的優勢,能耗成本壓縮至不足0.06元/kg掛麵,較先前天然氣鍋爐烘乾(0.11元/kg掛麵),成本縮減近一半。

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優異性能的必然之選

以上眾多案例都反映出一個事實:在農業烘乾領域,空氣源熱泵替代煤炭烘烤,不論是在節能減排、節本增效,還是提質增值方面的優勢都是明顯的、巨大的。

艾默生深耕農業烘乾領域10餘年,致力於為客戶提供可定製化的熱泵烘乾系統整體解決方案,並適用於開式、閉式以及複合式熱泵烘乾系統,同時在整個項目開發周期為客戶提供從機組選型、設計優化、測試到推廣的完整技術服務支持。

艾默生的熱泵烘乾系統整體解決方案:

  • 可根據不同的烘乾工藝,提供相應精準的溫濕度控制;
  • 支持遠程訪問修改參數;
  • 溫度濕度偏離設定報警;
  • 機組故障遠程報警;
  • 終端設備溫濕度記錄發送;
  • 進行每天、每周、每月電量統計。

說到整體解決方案,不得不提到艾默生硬體系統:烘乾專用壓縮機、iPro系統控制器與DX3電子膨脹閥。

首先,壓縮機作為空氣源熱泵的核心部件,艾默生谷輪數碼渦旋™熱泵烘乾用壓縮機以及恆溫恆濕烘乾機用壓縮機,專為菸草、中草藥、果蔬、糧食等高貨值物料的烘乾需求而設計。其中,谷輪數碼渦旋™熱泵烘乾用壓縮機通過±0.5℃範圍內精準控溫,有效提高烘乾作物的成品等級,同時可以根據負荷需求進行能力調節。強大的調節能力可以讓用戶在10-100%的範圍內按需使用,提升烘乾過程的綜合能效。為滿足更多物料的烘乾需求,谷輪™恆溫恆濕烘乾機用壓縮機的冷凝溫度可以高達85℃,蒸發溫度可以達到40℃。

除此之外,iPro系統控制器可接入監控系統內置優化控制邏輯,而DX3電子膨脹閥精確控制製冷劑流量和過熱度,擁有完全雙向控制的專利設計。

它們都是艾默生的熱泵烘乾系統整體解決方案不可或缺的重要組成。

谷輪數碼渦旋™熱泵烘乾用壓縮機


谷輪™恆溫恆濕烘乾機用壓縮機


在農業不斷追求高質量發展的今天,在雙碳目標的探索與實踐中,在鄉村振興、促進農民增收、農村增色的道路上,高效、節能、可靠、放心的空氣源熱泵烘乾技術,可提高農產品價值,是農產品烘乾的優中之選!

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