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熱泵實質上是一種熱量提升裝置，高溫熱泵烘干機組利用逆卡諾原理，從周圍環境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體），其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環工作的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。經熱泵裝置提升到為高溫熱能；冷媒（氟利胺）通過壓縮機做功，變成為高溫高壓氣體（溫度高達80-115℃），進入室內側的換熱器，利用風機的排放熱量，升溫烘干房內空氣溫度。烘干房內的物料通過熱風做功的形式使物料中的水分汽化蒸發，蒸發出來的水蒸汽由排濕系統排走而達到烘干物料的目的。
空氣能熱泵烘干機在烘干過程中，可以對干燥室所排出的濕熱空氣中的潛熱進行二次回收利用，而只需要消耗壓縮機制作功所需的能量、進一點降低了能耗，提高了機組的運行效率，實現了真正的節能和。
高溫熱泵烘干機組，主要有翅片式蒸發器（外機）、壓縮機、翅片冷凝器（內機）和膨脹閥四部分組成，通過讓工質不斷完成蒸發（吸取室外環境中的熱量）→壓縮→冷凝（在室內烘干房中放出熱量）→節流→再蒸發的熱力循環過程，從而將外部低溫環境里的熱量轉移到烘干房中，冷媒在壓縮機的作用下在系統內循環流動。它在壓縮機內完成氣態的升壓升溫過程（溫度高達100℃），它進入內機釋放出高溫熱量加熱烘干房內空氣，同時自己被冷卻并轉化為流液態，當它運行到外機后，液態迅速吸熱蒸發再次轉化為氣態，同時溫度可下降至-20℃～-30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將熱量傳遞給冷媒。
整合而說就是利用熱泵高溫干燥機組的蒸發器吸收外界環境（空氣）中的熱量，或者回收干燥過程中排氣的余熱，經過壓縮機做功，將高溫高壓的能量轉移至干燥恒溫房中，通過干燥恒溫房中的冷凝器釋放熱量，干燥恒溫房內的熱空氣經過反復循環加溫，吸收物料中的水分，經過熱風排水或者冷凝除水的過程，把物料中的水分排出，不斷循環，并終實現物料的連續干燥。
高溫熱泵烘干機組在工作時，與普通的空調以及熱泵機組一樣，在蒸發器中吸收低溫環境介質中的能量QA：它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB:通過工質循 環系統在冷凝器中時行放熱QC，QC=QA QB，因此高溫熱泵烘干機組的效率為（QB QC）/QB，而其他加熱設備的加熱效率都小于1,因此高溫熱泵 烘干機組加熱效率遠大于其他加熱設備的效率，可以看出，采用高溫熱泵烘干機組作為烘干裝置可以節省能源,同時還降低CO2等污染物的排放量，實現節能減排的效果。
