對太陽能熱泵聯(lián)合干燥技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了詳細(xì)分析,敘述了太陽能熱泵聯(lián)合干燥技術(shù)的原理以及國內(nèi)外最新研究進(jìn)展,指出其發(fā)展能在一定程度上緩解能源逐漸減少和環(huán)境污染的問題,并對其發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計與制造工程. 2019,48(02)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)原理圖1—太陽集熱器;2—太陽能風(fēng)機(jī);3—風(fēng)閥;4—除濕蒸發(fā)器;5—膨脹閥;6—冷凝器;7—熱泵蒸發(fā)器;8—單向閥;9—壓縮機(jī);10—濕空氣;11—干熱風(fēng);12—干燥室

圖2太陽能熱泵聯(lián)合干燥系統(tǒng)試驗(yàn)設(shè)備2太陽能熱泵聯(lián)合干燥技術(shù)的研究現(xiàn)狀2．1國外研究現(xiàn)狀1955年，Spom等首次提出了直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)的設(shè)計概念，能夠最大化地將太陽能系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，使得太陽能集熱器的效率和熱泵系統(tǒng)的性能得到很大提升。但此后的10多年太陽能熱泵技術(shù)未能引起人們足夠的重視。1973年的石油危機(jī)激發(fā)了對太陽能利用技術(shù)的研究，一定程度加快了太陽能熱泵研究技術(shù)的發(fā)展。20世紀(jì)70年代，美國學(xué)者T．L．Freeman和Ｒ．C．Bosio率先提出整體的概念模式———太陽能熱泵系統(tǒng)，指出直接以太陽能作為熱泵熱源，能夠使熱泵的蒸發(fā)壓力和蒸發(fā)溫度得以提高，顯著提高熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)(COP)［4－5］。20世紀(jì)70年代后期，蘇聯(lián)的格魯吉亞共和國將太陽能熱泵干燥技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于茶葉的烘干上，通過此項(xiàng)技術(shù)獲得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益［6］。從20世紀(jì)80年代開始，美國和日本等發(fā)達(dá)國家都先后進(jìn)行過此類聯(lián)合干燥的研究。1994年，Best等［7］設(shè)計并建造了一個太陽能熱泵干燥原型系統(tǒng)。原型干燥室長3．78m，分為6個部分，其中的2個部分各有4個干燥托盤，其他的4個部分每個部分各有3個托盤，共有20個托盤。熱泵包括改進(jìn)過的7kW的空調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有工作溫度低、干燥控制更容易等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)表明，熱泵輔助太陽能干燥系統(tǒng)是一個很好的替代傳統(tǒng)干燥設(shè)備的干燥系統(tǒng)。1996年，Chauhan等［8］研究了容量為0．5t的耦合太陽能空氣集熱器和巖床式儲熱系統(tǒng)的胡荽干燥系統(tǒng)的干燥特性，發(fā)現(xiàn)使用了耦合系統(tǒng)之后，將胡荽中的?

150L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該系統(tǒng)月平均COP為4～6，集熱效率為40%～60%。近十幾年來，北京林業(yè)大學(xué)先后研制成功并推廣應(yīng)用了在節(jié)能、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保方面都取得了良好效益的TＲCW中溫型和CＲCT高溫型太陽能熱泵聯(lián)合干燥裝置［19］，系統(tǒng)原理圖如圖3所示。1—集熱器;2—集熱器風(fēng)機(jī);3—材堆;4—窯內(nèi)風(fēng)機(jī);5—除濕風(fēng)機(jī);6—輔助電加熱器;7—冷凝器;8—膨脹閥;9—除濕蒸發(fā)器;10—壓縮機(jī);11—熱泵蒸發(fā)器;12—熱泵風(fēng)機(jī);13—計算機(jī);14—風(fēng)閥圖3TＲCW聯(lián)合干燥系統(tǒng)原理2004年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)的余延順［20］從直膨式太陽能熱泵系統(tǒng)的各種不同運(yùn)行工況角度出發(fā)進(jìn)行了分析研究，結(jié)果顯示動態(tài)運(yùn)行工況相較于靜態(tài)工況，總集熱量提高了23．1%，集熱效率提高了22．7%。2006年，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)裴剛［21］研制開發(fā)了光伏太陽能熱泵系統(tǒng)，其中的光伏蒸發(fā)器由光伏電池和熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器兩部分構(gòu)成。該系統(tǒng)通過熱泵循環(huán)，使得太陽能光熱轉(zhuǎn)換的輸出溫度提高且更加穩(wěn)定，也使光電轉(zhuǎn)換的工作溫度有所下降，進(jìn)而使光電轉(zhuǎn)換效率有所提高;同時，其熱泵循環(huán)的蒸發(fā)過程光照條件要求較低，明顯提高了熱泵循環(huán)的性能系數(shù)COP，也使得熱泵冬季供暖時常出現(xiàn)的運(yùn)行不穩(wěn)定和結(jié)霜等問題減少。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)直膨式光伏太陽能熱泵系統(tǒng)將一部分太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能以電流形式輸出，其他部分輻射通過光熱轉(zhuǎn)換輸入到熱泵系統(tǒng)，從而提高熱泵的蒸發(fā)溫度和蒸發(fā)壓力，使得熱泵的制熱系數(shù)得以提高［22］。2007年，張璧光［23－24］運(yùn)用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法對太陽能與熱泵聯(lián)合運(yùn)行的匹配進(jìn)行了優(yōu)化，在木材干燥所需

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太陽能熱泵聯(lián)合干燥技術(shù)在農(nóng)副產(chǎn)品中應(yīng)用與展望[J]. 白旭升,李保國,朱傳輝,蘇樹強(qiáng).  包裝與食品機(jī)械. 2017(03)
[2]新型太陽能熱泵烘干機(jī)技術(shù)研究與開發(fā)[J]. 方鳳才,梁志堅(jiān),周帆.  企業(yè)科技與發(fā)展. 2016(11)
[3]直膨式太陽能熱泵制熱性能的對比研究[J]. 季杰,趙方亮,黃文竹,蔡靖雍.  太陽能學(xué)報. 2016(10)
[4]基于專利分析的國內(nèi)太陽能熱泵干燥技術(shù)應(yīng)用[J]. 黃澤浩,呂夢夢.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(11)
[5]太陽能熱泵供熱控制系統(tǒng)研究[J]. 劉春蕾,王汝鑫,孫勇.  河北建筑工程學(xué)院學(xué)報. 2015(04)
[6]太陽能耦合熱泵干燥技術(shù)[J]. 王芳.  無線互聯(lián)科技. 2013(05)
[7]太陽能熱泵系統(tǒng)的試驗(yàn)研究與分析[J]. 孫冰冰,張晨陽,毛力,張哲,陳陽.  水電能源科學(xué). 2012(04)
[8]太陽能與熱泵聯(lián)合干燥木材的優(yōu)化匹配[J]. 張璧光,高建民,伊松林,許彩霞,王天龍.  太陽能學(xué)報. 2009(11)
[9]直膨式太陽能輔助熱泵技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 方賢德.  暖通空調(diào). 2009(05)
[10]太陽能熱泵熱水系統(tǒng)[J]. 王慶,王培紅.  上海節(jié)能. 2008(08)

博士論文
[1]光伏—太陽能熱泵系統(tǒng)及多功能熱泵系統(tǒng)的綜合性能研究[D]. 裴剛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006



本文編號：3351085