太陽能熱泵干燥概述

張文榮

摘 要：自然干燥受環(huán)境的影響較大，太陽能熱泵干燥利用可再生能源-太陽能既環(huán)保又節(jié)能，在干燥行業(yè)具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

關(guān)鍵詞：太陽能；熱泵干燥；耦合

太陽能是清潔環(huán)保的可再生能源。我國地域廣闊，約有2/3的面積年輻射時(shí)間超過了2200h，總輻射量達(dá)到5000MJ/m2。

干燥廣泛地應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國家約有10%的燃料用于干燥[1]。由于傳統(tǒng)能源對(duì)大氣環(huán)境的污染，，新型清潔能源已經(jīng)成為各個(gè)國家關(guān)注的重點(diǎn)，太陽能熱泵干燥是在熱泵干燥的技術(shù)上用太陽能取代電能，是一種節(jié)能環(huán)保的新型干燥方式。

1 熱泵干燥的結(jié)構(gòu)和原理

熱泵干燥由熱泵系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)兩部分組成[2]。圖1所示為熱泵干燥原理圖。熱泵部分是由蒸發(fā)器、節(jié)流閥、冷凝器、壓縮機(jī)組成。干燥系統(tǒng)是由干燥室、風(fēng)機(jī)組成。制冷劑在蒸發(fā)器中吸收熱量氣化后進(jìn)入壓縮機(jī)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮升溫升壓，后進(jìn)入冷凝器冷凝放熱?？諝饬鹘?jīng)蒸發(fā)器側(cè)析出水分除濕后，流經(jīng)冷凝器吸收熱量升溫后進(jìn)入干燥室對(duì)物料進(jìn)行干燥。

干燥裝置一般分為三種：（1）開式干燥器。開式干燥器從干燥室干燥物料后直接排放到大氣中，這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是從干燥室出來空氣含有的余熱被排放到大氣中造成了浪費(fèi)。（2）閉式干燥器。從干燥室干燥物料后出來的空氣不排放到大氣中，而是循環(huán)使用。（3）半開半閉式干燥器。從干燥室出來的空氣一部分被排放到大氣中，一部分留下來循環(huán)使用。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是容易受到外界環(huán)境的影響。

2 太陽能熱泵干燥的結(jié)構(gòu)和原理

太陽能熱泵原理如圖2所示，就是在圖1 的蒸發(fā)器處加上一個(gè)太陽能集熱器。太陽能熱泵分為直接膨脹式和非直接膨脹式[3，4]。文獻(xiàn)[5]對(duì)太陽能熱泵進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果要比實(shí)際的COP值高，這是因?yàn)樘柲軣岜檬軞夂颉⒌赜?、溫度、晝夜、緯度等影響較大。太陽能是清潔可再生能源，太陽能熱泵干燥是熱泵干燥發(fā)展的一主要趨勢。

3 太陽能熱泵和其它類型的熱泵的耦合

太陽能熱泵和其它類型的熱泵也有一些耦合應(yīng)用，不如太陽能-地?zé)崮荞詈蠠岜?，太陽?廢熱耦合熱泵，太陽能——爐火余熱耦合熱泵等。太陽能-爐火余熱耦合熱泵蒸發(fā)器的吸熱熱源來自兩方面，一個(gè)是太陽能平板集熱器，另外一個(gè)是爐火。夏季，農(nóng)村使用的傳統(tǒng)燃料較少，而且太陽能強(qiáng)度較好，使用太陽能集熱器作為蒸發(fā)器的吸熱源；冬季，農(nóng)村使用的傳統(tǒng)燃料較多，而太陽能強(qiáng)度較弱，可使用爐火作為蒸發(fā)器的熱源。

4 結(jié)論

太陽能是一種低成本、無污染的環(huán)保能源，太陽能熱泵干燥充分利用太陽能的能量，有利于節(jié)約電能，在當(dāng)今能源和污染已成為世界的兩大問題時(shí)，太陽能熱泵干燥具有廣闊的發(fā)展前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]史勇春，柴本銀.中國干燥技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].干燥技術(shù)與設(shè)備， 2006，4（3）：122-124.

[2]羅運(yùn)俊，等.太陽能利用技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005： 29-31.

[3]曠玉輝，王如竹.太陽能熱泵[J].太陽能學(xué)報(bào)，2010，（2）：20-24.

[4]李銳，張建國，俞堅(jiān)，等.太陽能熱泵系統(tǒng)[J].實(shí)用技術(shù)，2004，116（4）：30-32.

[5]Georgive.A.Testing solar collectors as an energy source for a heat pump[J].RenewableEne-rgy，2008，（33）：832-838.