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地熱干燥用于蔬菜水果的脫水和加工

更新時間：2021-12-31　點擊量：2013

?地熱能在工業領域應用的范圍也很廣，包括烘干、工藝加熱、汽化蒸餾、洗滌、鹽分析取以及化學萃取等。但是許多應用項目要求的地熱流體溫度較高，有的甚至超過中溫（90-150℃）的上限，因而地熱在工業上的應用和發展受到一定的制約，特別是大型地熱工業應用項目。

??工業企業的能源消耗是產品成本中的重要組成部分。企業主對能源的費用、質量和供應可靠性是十分關注的。地熱能對企業的能源選擇是有吸引力的，因為它的費用低于常規能源，質量又不次于常規能源。我國地熱資源中低溫居多，將這種資源用于工業項目仍然有廣闊的前景，特別是中溫范圍的地熱資源。

??當地熱流體的溫度低于工業應用所要求的溫度時，也可以通過鍋爐、熱泵或其他余熱利用裝置使地熱流體溫度進一步升高。這種方法是否值得采用要看地熱流體的參數、升溫的幅度以及采用的加熱裝置的投資等具體情況來比較確定。設計這類項目時，有兩種可能的考慮方法：一種是按現有的地熱流體去選擇適合的工業應用項目；另一種是根據提出的工業應用項目改造地熱流體(包括升溫、防腐等)。

??地熱干燥是利用中低溫地熱水中的高熱焙部分，經過熱交換器產生熱風，用它對不同物料進行脫水，達到產品的深加工。地熱干燥后的地熱尾水仍可進行其他項目的綜合利用，如采暖、種植、養殖、生活用熱水等。因此，地熱干燥可提高中低溫地熱綜合梯級利用的熱能利用率，同時也可提高地熱利用的總體效益。

??此外，地熱干燥屬于產品加工業，只要有充足的原料和穩定的市場，就可全年生產，這樣可使地熱利用在一定程度上達到全年均衡利根據我國地熱干燥的實踐，只要地熱水溫度大于70℃，就可通過熱交換器產生55℃以上的熱風，用于農副產品的烘干。如果地熱水溫在70℃以下，則需和太陽能或其他能源互補進行干燥。當然，地熱流體溫度愈高，干燥項目的經濟性也愈好。

??應該注意的是，地熱干燥作為地熱梯級綜合利用的一個組成部分，它不宜單獨使用一口地熱井，而應與其他地熱利用項目共用一口地熱井，形成合理的梯級綜合利用系統，同時要使地熱水流量和不同利用項目的規模相匹配。地熱干燥產品應根據當地的原料市場、市場需求和勞動力等情況來確定。為了能形成一定的生產規模和產生較好的經濟效益，地熱水溫不應低于80℃，流量應在50t/h以上。

??雖然世界上大型地熱工業應用項目較少(因為需要高溫地熱流體作熱源)，但是仍然在蔬菜、水果脫水，糧食和木材于燥等許多方面有著應用前景。100℃以下地熱水仍有很多適用的項目。

??下面介紹下用于蔬菜水果的脫水和加工的工業應用。

??【一】蔬菜水果的脫水⑴各種產品脫水的生產工藝流程

??各種蔬菜、水果和一些需要干藏的食品的脫水和各種物料（如糧食、混凝土、煤、高嶺土等）的烘干都是地熱干燥的應用范疇。它們的干澡原理是相同的，只是在工藝上、設備上各有各的要求和特點。

??脫水蔬菜作為方便食品的調味品或烹調原料，近年來獲得較快的發展，市場開發前景看好。這是因為工農業生產的發展，人民生活節奏隨之加快，方便食品越來越暢銷。

??進行脫水蔬菜、果脯等食品的生產需要面積很大的原料供應基地，同時還要有配套的輔料。對原料的沖洗、去皮煮沸，也要有冷水水源和小型蒸氣鍋爐。

??各種產品的生產工藝流程舉例如下。

??1.脫水胡蘿卜粒

??清洗→燙漂→去皮→切粒→甩干→烘干→分選→包裝。

??2.脫水蔥段和脫水韭菜段

??清洗→切段→甩干→烘干→分選→包裝。

??3.桃脯生產

??揀選→去皮→去核切分→護色處理→糖煮→烘干→成品包裝。

??4.天鷹椒干生產

??揀選→分批烘干→包裝。

??5.干枸杞生產

??清洗→軟化表面→烘干→分選→包裝。

??⑵主要干燥設備選型

??由于農副產品烘干的品種較多，而且脫水蔬菜與果脯、枸杞的烘干要求相差很大，所以要選用的干燥設備應具有適應性廣，烘干參數可調節，同時造價不能太高。根據這種情況建議選用推車式混流隧道干燥機，其結構簡圖如圖1所示。這種干燥機可以根據不同的烘干物品采用不同的流程來達到各自所需的烘干要求，現舉例如下。

??對于脫水蔬菜，可采用順流一逆流的混流使用法。此時，關閉排風閥1和3，打開排風閥2，打開調風閥11, 12和13，打開新風閥9, 10。烘車從順流段推入，同時啟動順流段風機一散熱器7和逆流段風機一散熱器8。順流段的排風全部從排風閥2排出。當要進入逆流段時，將活動門4打開，使烘車進入逆流段，人從保溫側門5進入，操作活動門4。逆流段的排風全部作為循環風使用，通過調風閥13, 11和12將循環風分別送入順流段和逆流段，并與從新風閥進入的新風混合。烘車從兩端的保溫端門6進入和拉出。對于果脯和枸杞，則采用逆流烘干。關閉排風閥2和3，打開排風閥1和活動門4，關閉調風閥11, 12和13，打開新風閥10，停止使用順風段風機一散熱器7，啟動逆流段風機一散熱器8。烘車從順流段推入，熱風從逆流段風機一散熱器8進入隧道，排風全部從排風閥1排出。烘干后，烘車從逆流段推出。

??河北省科學院能源研究所設計制造的混流隧道干燥機，長度為23m，箱體為鋼結構，每臺功率為11.3kW。

??①廠址選擇需滿足以下要求：

??1.地熱烘干廠應離地熱井最近；

??2.地熱烘干廠與其他地熱利用項目的距離應盡可能短；

??3.在地熱烘干廠內應有冷水水源，并有穩定供給水量10m3/h（或有冷水井，或有冷水水塔）；

??4.有通暢的生產廢水排水渠道。

??②根據農副產品烘干的特點，烘干廠應包括：預處理車間、烘干車間、分選包裝車間、原料棚、成品庫、辦公室、門衛室、宿舍和公共設施等。

??蔬菜水果的脫水除使用隧道式干燥器外，也可以使用連續輸送式干燥器，采用的熱空氣溫度從40-100℃。隧道式干燥器實際上是一個密閉的絕熱室，要干燥的產品放在室內一層層的托架上，大的物體則堆于其內。熱交換過程可以通過循環大量的氣體直接從氣體向被干燥產品傳熱，也可以間接地采用加熱托架的方法或采用盤管式散熱器來實現。

??但是隧道式干燥器的物料裝卸都需要繁重的體力勞動，所以只適用于下列情況：1.處理對象尺寸大，需要較長的加熱周期，或為了使內部熱量和水分擴散均勻，需要長期保持允許的加熱溫度；2.處理對象的量較少，不宜建造投資高的連續處理設備。

??下面介紹一些利用這類干燥機烘干農作物的國外地熱蔬菜脫水項目。

??坐落在美國內華達州Fernley附近地熱區的一座地熱食品加工廠(Gilroy食品公司的子公司)，主要經營洋蔥脫水，生產各種等級的干洋蔥，從粉狀到各種大小的粒狀都有。最終產品的含濕量為3.5%-5%。用地熱流體為工廠供熱。該廠從5月到11月收獲季，每年經營6個月。工廠從1978年開始運行，至今還沒有發生過重大設備事故(Lund，1994)。

??地熱井的井口流體溫度為154℃，壓力為1.31MPa，泵出的流量為170.3m3/h。在此條件下的蒸氣壓力為0.44MPa。系統壓力幾乎達到蒸氣壓力的3倍，從而保證地熱流體始終處于液態。系統的高壓運行也防止了熱水盤管和管道的嚴重結垢。地熱流體的排放溫度為42.2℃，壓力為0.28MPa。

??洋蔥的水分最初為50%，經三級處理和一個干燥器，最終產品的水分約為5%。產品通過一條長58m的連續輸運式食品脫水器被干燥。該脫水器是利用被地熱流體加熱的熱空氣吹過一個帶孔的不銹鋼帶來烘干洋蔥的。地熱流體與干燥空氣的傳熱過程是通過鋼制熱水加熱盤管來實現。

??第二條新建的洋蔥和大蒜加工廠已于1994年開工，它是Burns Philp食品有限公司的一個分部。工廠位于美國內華達州Reno北約160km處的San Emido沙漠，正好在Gerlach的南面。工廠采用一臺單線連續傳送干燥器，每年生產干燥產品6350t，其中60%為洋蔥，4%為大蒜。流量為204m3/h的130℃地熱流體為工廠提供4102kW的熱量（Lund and Lienau，1994）。

??在菲律賓南部Negros的Philippines 1號地熱田，建成了一座采用160℃地熱水的1MWt食物干燥試驗工廠，用于干燥可可肉、果實、根生莊稼、香料和水產品。工廠面積650㎡，設計的干可可肉產量為每天7t（Chua and Abito，1994）。

??【二】土豆加工

??土豆是許多國家(特別是歐美國家)的重要食品，經加工可以生產出各種各樣的產品，如土豆片、油炸土豆、去水土豆泥、土豆粒、去水土豆丁、土豆淀粉、土豆粉、土豆罐頭及其他土豆雜品等。1970年以來，以美國為例，冷凍土豆產品占土豆加工量的45%-48%，或者說，占美國食用土豆的1/4。

??許多土豆加工工藝都可以用150℃或更低溫度的地熱流體作熱源來提供能量。但是其中有凡道工序如油炸過程需要很高的溫度，大多數地熱流體都不能滿足。

??待加工的土豆先送入一組洗凈器，再送入預熱器。在預熱器里，土豆被加熱并使土豆皮軟化易于除去，然后用15%的堿液保持在60-80℃的溫度范圍使土豆化學去皮。

??土豆離開化學去皮器被送入擦洗器將皮擦去，經沖洗后送到切桌上。擦下的土豆皮泵入一個容器，并將殘留堿液中和后作為牛飼料出售。

??土豆經修整后送至切割機房。搖篩將產品分類，小塊被分離出來后加工成其他產品，經修整后的合適大小產品由重力送入燙漂系統。

??燙漂后的土豆去水并經表面上糖，使油炸后呈金黃色。在兩級油炸之前，土豆先經干燥器去除表面的潮濕水分。第一級油炸將土豆炸透、炸熟，第二級油炸只為給土豆表面著上金黃色。油炸器所用的油通過換熱器用1.9MPa的高壓蒸氣加熱至190℃。

??產品的冷凍由壓縮式連續冷凍系統完成，冷凍溫度維持-35℃不變。

??為了避免地熱水對產品的污染，地熱利用采用間接供熱系統，即地熱流體通過換熱器將熱量傳遞給潔凈的循環水，循環水再將熱量傳送至工藝用熱的地方，然后返回換熱器重新被加熱，完成一個密閉的循環。

全自動野外地溫監測系統/凍土地溫自動監測系統

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礦井分散式垂直測溫系統/地熱普查/地溫監測哪家好選鴻鷗

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巖土凍土地溫深井電腦自動測溫系統、水源地源熱泵空調換熱井測溫系統

TD-016C型地源熱泵能耗監控測溫系統

產品關鍵詞：地源熱泵測溫，地埋管測溫，淺層地溫在線監測系統，分布式地溫監測系統

此款系統專門為地源熱泵生產企業，新能源技術安裝公司，地熱井鉆探公司以及節能環保產業等單位設計，通過連接我司單總線地熱電纜，以及單通道或多通道485接口采集器，可對接到貴司單位的軟件系統。歡迎各類單位以及經銷商詳詢！此款設備支持貼牌，具體價格按量定制。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統【產品介紹】

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯,對建筑物進行供熱和供冷.在埋地管換熱器設計中,土壤的導熱系數是很重要的參數.而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長,測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的測溫電纜設計方法，單總線測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

采集服務器通過總線將現場與溫度采集模塊相連，溫度采集模塊通過單總線將各溫度傳感器采集到的數據發到總線上。每個采集模塊可以連接內置1-60個溫度傳感器的測溫電纜相連。本方案可以對大型試驗場進行溫度實時監測，支持180口井或測溫電纜及1500點以上的觀測井溫度在線監測。

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統：

1. 地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2. U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究，埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

豎直地埋管地源熱泵溫度測量系統，主要是一套*基于現場總線和數字傳感器技術的在線監測及分析系統。它能有對地源熱泵換熱井進行實時溫度監測并保存數據，為優化地源熱泵設計、探討地源熱泵的可持續運行具有參考價值。

二、RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統本系統的重要特點：

１．結構簡單，一根總線可以掛接1-60根傳感器，總線采用三線制，所有的傳感器就燈泡一樣，可以直接掛在總線上．

２．總線距離長．采用強驅動模塊，普通線，可以輕松測量500米深井.

３．的深井土壤檢測傳感器，防護等級達到ＩＰ６８，可耐壓力高達5Mpa.

４．定制的防水抗拉電纜，增強了系統的穩定性和可靠特點總結：高性價格比，根據不同的需求，比你想象的*．

針對U型管口徑小的問題，本系統是傳統鉑電阻測溫系統理想的替代品. 可應用于：

１.地埋管回填材料與地源熱泵地下溫度場的測試分析

2.U型垂直埋管換熱器管群間熱干擾的研究

3. U型管地源熱泵系統性能及地下溫度場的研究

4. 地源熱泵地埋管的傳熱性能實驗研究

5. 地源熱泵地埋管換熱器傳熱研究

6. 埋地換熱器含水層內傳熱的數值模擬與實驗研究。

本系統技術參數：支持傳感器：18B20高精度深井水溫數字傳感器，測井深：1000米，傳感器耐壓能力：5Mpa ,配置設備：遠距離溫度采集模塊＋測井電纜＋傳感器，

RS485豎直地埋管地源熱泵溫度監測系統系統功能：

1、溫度在線監測

2、報警功能

3、數據存儲

4、定時保存設置

5、歷史數據報表打印

6、歷史曲線查詢等功能。

【技術參數】

1、溫度測量范圍：-10℃ ～ +100℃

2、溫度精度：正負0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采樣點數：小于128

5、巡檢周期：小于3s（可設置）

6、傳輸技術： RS485、RF(射頻技術)、GPRS

7、測點線長：小于350米

8、供電方式： AC220V /內置鋰電池可供電1-3年

9、工作溫度： -30℃ ～ +80℃

10、工作濕度：小于90%RH

11、電纜防護等級：IP66

使用注意事項：

防水感溫電纜經測試與檢測，具備一定的防水和耐水壓能力，使用時，請按以下方法操作與使用：
1．使用時，建議將感溫電纜置于U形管內以方便后期維護。
若置與U形管外，請小心操作，做好電纜防護，防止在安裝過程中電纜被劃傷，以保持電纜的耐水壓能力和使用壽命。
2. 電纜中不銹鋼體為傳感器所在位置，因溫度為緩慢變化量，正常使用時，請等待測物熱平衡后再進行測量。
3. 電纜采用三線制總線方式，紅色為電源正，建議電源為3-5V DC，黑色為電源負，蘭色為信號線。請嚴格按照此說明接線操作。
4. 系統理論上支持180個節點，實際使用應該限制在150個節點以內。
5.系統具備一定的糾錯能力，但總線不能短路。
6. 系統供電，當總線距離在200米以內，則可以采用DC9V給現場模塊供電，當距離在500米之內，可以采用DC12V給系統供電。

【北京鴻鷗成運儀器設備有限公司提供定制各個領域用的測溫線纜產品介紹】

由北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出的地源熱泵溫度場測控系統，硬件采取*ARM技術；上位機軟件使用編程語言技術設計，富有人性、直觀明了；測溫傳感器直接封裝在電纜內部，根據客戶距離進行封裝。目前該系統廣泛應用于地源熱泵地埋管、地源熱泵溫度場檢測、地源熱泵地埋換熱井、地源熱泵豎井及地源熱泵溫度場系統進行地溫監測，本系統的可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

地源熱泵診斷中土壤溫度的監測方法：

為了實現地源熱泵系統的診斷，必須首先制定保證系統正常運行的合理的標準。在系統的設計階段，地下土壤溫度的初始值是一個重要的依據參數，它也是在系統運行過程中可能產生變化的參數。如果在一個或幾個空調采暖周期（一般一個空調采暖周期為1年）后，系統的取熱和放熱嚴重不平衡，則這個初始溫度會有較大的變化，將會大大降低系統的運行效率。所以設計選用土壤溫度變化曲線作為診斷系統是否正常的標準。
　　首先對地源熱泵系統所控制的建筑物進行全年動態能耗分析，即輸入建筑物的條件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、圍護結構材料和房間功能等條件，計算出該區域全年供暖、制冷的負荷，我們根據該負荷，選擇合適的系統配置，即地埋管數量以及必要的輔助冷熱源，并動態模擬計算地源熱泵植筋加固系統運行過程中土壤溫度的變化情況，得到初始土壤溫度標準曲線。采用滿足土壤溫度基本平衡要求的運行方案運行，同時系統實時監測土壤溫度變化情況，即依靠埋置在地下的測溫傳感器監測土壤的溫度，并且將測得的溫度傳遞給地源熱泵系統。

淺層地溫能監測系統概況：

地源熱泵空調系統利用土壤作為埋地管換熱器的熱源或熱匯，對建筑物進行供熱和供冷，在埋地管換熱器設計中，土壤的導熱系數是很重要的參數，而對地溫進行長期可靠的監測顯得特別重要。在現場實測土壤導熱系數時測試時間要足夠長，測試時工況穩定后的流體進出口及不同深度的溫度會影響測試結果的準確性。因此地源熱泵地埋測溫電纜的設計顯得尤其重點。較傳統的地源熱泵測溫電纜設計方法，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的數字總線式測溫電纜因為接線方便、精度高且不受環境影響、性價比高等優點，目前已廣泛應用于地埋管及地源熱泵系統進行地溫監測，因可靠性和穩定性在諸多工程中已得到了驗證并取得了較好的口啤。

為方便研究土壤、水質等環境對空調換熱井能效等方面的可靠研究或溫度測量，目前地源熱泵地埋管測溫電纜對于地埋換熱井，有口徑小，深度較深等特點的測溫方式,如果測量地下120米的地源熱泵井，要放12路線PT100傳感器。12根測溫線纜若平均放置，即10米放一個探頭，則所需線材要1500米，在井上需配置一個至少12通道的巡檢儀，若需接入電腦進行溫度實時記錄，該巡檢儀要有RS232或RS485功能,根據以上成本估計，這口井進行地熱測溫至少成本在8000元，雖然選擇高精度的PT100可提高系統的測溫精度，但對模擬量數據采集，提供精度的有效辦法是提供儀器的AD轉換器的位數，即提供巡檢儀的測量精度，若能夠在長距離測溫的條件下進行多點測溫，能夠做到0.5度的精度，則是非常不容易。針對這一需求，北京鴻鷗成運儀器設備有限公司推出“數字總線式地源熱泵地埋管測溫電纜"及相應系統。礦井深部地溫監測，地源熱泵溫度監測研究，地源熱泵溫度測量系統，淺層地熱測溫系統。

地源熱泵數字總線測溫線纜與傳統測溫電纜對比分析：
傳統的溫度檢測以熱敏電阻、PT100或PT1000作為溫度敏感元件，因其是模擬量，要對溫度進行采集，若需較高精度，需要選擇12位或以上的AD轉換及信號處理電路，近距離時，其精度及可靠性受環境影響不大，但當大于30米距離傳輸時，宜采用三線制測方式，并需定期對溫度進行校正。當進行多點采集時，需每個測溫點放置一根電纜，因電阻作為模擬量及相互之間的干擾，其溫度測量的準確度、系統的精度差，會受環境及時間的影響較大。模塊量傳感器在工作過程中都是以模擬信號的形式存在，而檢測的環境往往存在電場、磁場等不確定因素，這些因素會對電信號產生較大的干擾，從而影響傳感器實際的測量精度和系統的穩定性，每年需要進行校準，因而它們的使用有很大的局限性。

北京鴻鷗成運儀器設備有限公司研發的總線式數字溫度傳感器，具有防水、防腐蝕、抗拉、耐磨的特性，總線式數字溫度傳感器采用測溫芯片作為感應元件，感應元件位于傳感器頭部，傳感器的精度和穩定性決定于美國進口測溫芯片的特性及精度級別，無需校正，因數據傳輸采用總線方式，總線電纜或傳感器外徑可做得很小，直徑不大于12mm,且線路長短不會對傳感器精度造成任何影響。這是傳統熱電阻測溫系統*的優勢。所以數字總線式測溫電纜是地源熱泵地埋管管測溫、地溫能深井和地層溫度監測理想的設備。數字總線式數據傳感器本身自帶12位高精度數據轉換器和現場總線管理器，直接將溫度數據轉換成適合遠距離傳輸的數字信號，而每個傳感器本身都有唯的識別ID，所以很多傳感器可以直接掛接在總線上，從而實現一根電纜檢測很多溫度點的功能。

地源熱泵大數據監控平臺建設

一、系統介紹

1、建設自動監測監測平臺，可監測大樓內室內溫度；熱泵機組空調側和地源側溫度、

壓力、流量；系統空調側和地源側溫度、壓力、流量；熱泵機組和水泵的電壓、電流、功率、

電量等參數；地溫場的變化等，實現熱泵機組運行情況 24 小時實時監測，異常情況預

警，做到真正的無人值守。可對熱泵系統的長期運行穩定性、系統對地溫場的影響以及能效

比等進行綜合的科學評價，為進一步示范推廣與系統優化的工作提供數據指導依據。

具體測量要求如下：

1）各熱泵機組實時運行情況；

2）室內溫度監測數據及變化曲線；

3）室外環境溫度數據及變化曲線；

4）機房內空調側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

5）機房內地埋管側出回水溫度、壓力、流量等監測數據及變化曲線；

6）機房內用電設備的電流、電壓、功率、電能等監測數據及變化曲線；

7）地溫場內不同深度的地溫監測數據及變化曲線；

8）能耗綜合分析、系統 COP 分析以及系統節能量的評價分析。

2、自動監測平臺建成以后可以對已經安裝自動監測設備的地熱井實施自動監測的數據分

析展示，可實現地熱井和回灌井的水位、水溫、流量實施傳輸分析，并可實現數據異常情況預

警，做到實時監管，有地熱井運行的穩定性。

1）開采水量及回水水量的流量監測及變化曲線；

2）開采水溫及回水水溫的溫度監測及變化曲線；

3）開采井井內水位監測及變化曲線；

地熱干燥用于蔬菜水果的脫水和加工

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