發(fā)布時間：2018-03-06 14:31

  本文選題：太陽能干燥　切入點：熱泵干燥　出處：《山東農(nóng)業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：我國是農(nóng)業(yè)大國,是世界上最大的糧食生產(chǎn)國與消費國,但同時也是糧食損失率最高的國家之一。據(jù)統(tǒng)計每年我國糧食在收獲后損失高達15%,其中因干燥不及時而損失的糧食占5%。我國糧食種植比較分散,傳統(tǒng)的自然晾曬又受天氣的影響,所以尋找一種行之有效的干燥方式是本文出發(fā)點。傳統(tǒng)的干燥作業(yè)是一項高能耗的工藝過程,我國每年因干燥所耗能源占國民經(jīng)濟總能耗的12%左右。太陽能是一種清潔的可再生能源,人們逐步開始了對太陽能在干燥作業(yè)上的研究與推廣。熱泵干燥裝置具有節(jié)能、安全和環(huán)保等優(yōu)點。太陽能干燥與熱泵干燥通過有機結(jié)合共同作業(yè),不僅能夠節(jié)能減排,還能克服兩者缺點,提高干燥品質(zhì)。本文基于前人對太陽能熱泵聯(lián)合干燥的理論基礎(chǔ)研究設(shè)計了一套由光伏發(fā)電系統(tǒng)供電,太陽能熱泵聯(lián)合干燥糧食的系統(tǒng)。該系統(tǒng)熱源有兩個,一個是太陽輻射對空氣的加熱;一個是熱泵消耗電能加熱空氣。其中熱泵所需電能來自光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電量,在晴天狀況下可以滿足整個干燥作業(yè)的電量消耗。在夜晚或遇到陰雨天氣時,系統(tǒng)可以通過消耗電網(wǎng)電量完成干燥作業(yè),減少排放物對環(huán)境的污染。基于熱力學(xué)第一定律及光伏設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),完成了對干燥裝置以及光伏發(fā)電組件的設(shè)計與選型。為方便對干燥進度的實時監(jiān)測,我們安裝了溫濕度變送器,通過與上位機的連接完成對干燥數(shù)據(jù)的收集。在晴天與陰天下,我們選用小麥為試驗材料分別進行有、無太陽能的熱泵干燥性能試驗。通過5小時的干燥結(jié)果分析,說明了太陽能對干燥系統(tǒng)的作用明顯,能夠加快干燥速率,縮短干燥時間,并且節(jié)省大量的能源。在晴天光照狀況較好的天氣狀況下,系統(tǒng)的制熱系數(shù)COP能夠達到2.4。而COP大于2就能超過蒸汽鍋爐的供熱效率,數(shù)據(jù)表明這套系統(tǒng)一定情況下可取代鍋爐作為干燥作業(yè)的供熱源。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠持續(xù)發(fā)電,在不進行干燥作業(yè)時,電量可以直接并入國家電網(wǎng),緩解供電壓力,還能得到經(jīng)濟回報。按照我國對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的扶持政策,在5-6年即可回收成本,經(jīng)濟推廣價值較高。
[Abstract]:China is a large agricultural country and the largest food producer and consumer in the world. But at the same time, it is also one of the countries with the highest grain loss rate. According to statistics, the annual loss of grain after harvest in our country is as high as 15 percent, of which 5percent of the grain lost because of untimely drying. Grain cultivation in our country is relatively scattered. The traditional natural drying is affected by the weather, so finding an effective drying method is the starting point of this paper. The traditional drying process is a high energy consumption process. The energy consumption due to drying accounts for about 12% of the total energy consumption in China every year. Solar energy is a clean renewable energy. People have gradually begun to study and popularize solar energy in drying operations. Heat pump drying device has energy saving. The combination of solar drying and heat pump drying can not only save energy and reduce emissions, but also overcome the shortcomings of both. In this paper, based on the previous theoretical basis of solar heat pump combined drying, a solar energy heat pump combined drying system, which is powered by photovoltaic power system, is designed. There are two heat sources in the system. One is the heating of air by solar radiation, the other is that heat pumps consume electricity to heat air. Under the condition of sunny weather, the power consumption of the whole drying operation can be satisfied. At night or in rainy weather, the system can complete the drying operation by consuming the electric power of the power grid. Based on the first law of thermodynamics and the design standard of photovoltaic, the design and selection of drying device and photovoltaic power generation module are completed. In order to facilitate the real-time monitoring of drying progress, We installed a temperature and humidity transmitter to collect dry data by connecting to the upper computer. In sunny and cloudy weather, we selected wheat as the test material. Heat pump drying performance test without solar energy. Through the analysis of drying results in 5 hours, it is proved that solar energy has obvious effect on drying system, which can speed up drying rate and shorten drying time. And save a lot of energy. In the sunny weather condition, the heating coefficient COP of the system can reach 2.4. However, if the COP is larger than 2, the heating efficiency of the steam boiler can be exceeded. The data show that the system can replace boiler as heating source for drying operation under certain circumstances. Solar photovoltaic power generation system can continuously generate electricity. Without drying operation, the electricity can be directly integrated into the state grid to relieve the power supply pressure. According to the policy of supporting photovoltaic power generation industry in China, the cost can be recovered in 5-6 years, and the value of economic promotion is high.
【學(xué)位授予單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S226.6

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本文編號：1575243