太阳能热泵联合干燥技术的运用分析
发布时间：2021-08-19 08:39
对太阳能热泵联合干燥技术的研究现状进行了详细分析,叙述了太阳能热泵联合干燥技术的原理以及国内外最新研究进展,指出其发展能在一定程度上缓解能源逐渐减少和环境污染的问题,并对其发展趋势进行了展望。
【文章来源】：机械设计与制造工程. 2019,48(02)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
太阳能热泵联合干燥系统原理图1—太阳集热器;2—太阳能风机;3—风阀;4—除湿蒸发器;5—膨胀阀;6—冷凝器;7—热泵蒸发器;8—单向阀;9—压缩机;10—湿空气;11—干热风;12—干燥室
图2太阳能热泵联合干燥系统试验设备2太阳能热泵联合干燥技术的研究现状2．1国外研究现状1955年，Spom等首次提出了直膨式太阳能热泵系统的设计概念，能够最大化地将太阳能系统和热泵系统两者的优点结合起来，使得太阳能集热器的效率和热泵系统的性能得到很大提升。但此后的10多年太阳能热泵技术未能引起人们足够的重视。1973年的石油危机激发了对太阳能利用技术的研究，一定程度加快了太阳能热泵研究技术的发展。20世纪70年代，美国学者T．L．Freeman和Ｒ．C．Bosio率先提出整体的概念模式———太阳能热泵系统，指出直接以太阳能作为热泵热源，能够使热泵的蒸发压力和蒸发温度得以提高，显著提高热泵系统性能系数(COP)［4－5］。20世纪70年代后期，苏联的格鲁吉亚共和国将太阳能热泵干燥技术大规模应用于茶叶的烘干上，通过此项技术获得了良好的经济效益和环保效益［6］。从20世纪80年代开始，美国和日本等发达国家都先后进行过此类联合干燥的研究。1994年，Best等［7］设计并建造了一个太阳能热泵干燥原型系统。原型干燥室长3．78m，分为6个部分，其中的2个部分各有4个干燥托盘，其他的4个部分每个部分各有3个托盘，共有20个托盘。热泵包括改进过的7kW的空调系统。该系统具有工作温度低、干燥控制更容易等优点。这些优点表明，热泵辅助太阳能干燥系统是一个很好的替代传统干燥设备的干燥系统。1996年，Chauhan等［8］研究了容量为0．5t的耦合太阳能空气集热器和岩床式储热系统的胡荽干燥系统的干燥特性，发现使用了耦合系统之后，将胡荽中的?
150L。实验结果显示，该系统月平均COP为4～6，集热效率为40%～60%。近十几年来，北京林业大学先后研制成功并推广应用了在节能、经济和环保方面都取得了良好效益的TＲCW中温型和CＲCT高温型太阳能热泵联合干燥装置［19］，系统原理图如图3所示。1—集热器;2—集热器风机;3—材堆;4—窑内风机;5—除湿风机;6—辅助电加热器;7—冷凝器;8—膨胀阀;9—除湿蒸发器;10—压缩机;11—热泵蒸发器;12—热泵风机;13—计算机;14—风阀图3TＲCW联合干燥系统原理2004年，哈尔滨工业大学的余延顺［20］从直膨式太阳能热泵系统的各种不同运行工况角度出发进行了分析研究，结果显示动态运行工况相较于静态工况，总集热量提高了23．1%，集热效率提高了22．7%。2006年，中国科学技术大学裴刚［21］研制开发了光伏太阳能热泵系统，其中的光伏蒸发器由光伏电池和热泵系统的蒸发器两部分构成。该系统通过热泵循环，使得太阳能光热转换的输出温度提高且更加稳定，也使光电转换的工作温度有所下降，进而使光电转换效率有所提高;同时，其热泵循环的蒸发过程光照条件要求较低，明显提高了热泵循环的性能系数COP，也使得热泵冬季供暖时常出现的运行不稳定和结霜等问题减少。进一步研究发现直膨式光伏太阳能热泵系统将一部分太阳辐射转化为电能以电流形式输出，其他部分辐射通过光热转换输入到热泵系统，从而提高热泵的蒸发温度和蒸发压力，使得热泵的制热系数得以提高［22］。2007年，张璧光［23－24］运用理论分析和实验研究相结合的方法对太阳能与热泵联合运行的匹配进行了优化，在木材干燥所需
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热泵联合干燥技术在农副产品中应用与展望[J]. 白旭升,李保国,朱传辉,苏树强. 包装与食品机械. 2017(03)
[2]新型太阳能热泵烘干机技术研究与开发[J]. 方凤才,梁志坚,周帆. 企业科技与发展. 2016(11)
[3]直膨式太阳能热泵制热性能的对比研究[J]. 季杰,赵方亮,黄文竹,蔡靖雍. 太阳能学报. 2016(10)
[4]基于专利分析的国内太阳能热泵干燥技术应用[J]. 黄泽浩,吕梦梦. 科技创新与应用. 2016(11)
[5]太阳能热泵供热控制系统研究[J]. 刘春蕾,王汝鑫,孙勇. 河北建筑工程学院学报. 2015(04)
[6]太阳能耦合热泵干燥技术[J]. 王芳. 无线互联科技. 2013(05)
[7]太阳能热泵系统的试验研究与分析[J]. 孙冰冰,张晨阳,毛力,张哲,陈阳. 水电能源科学. 2012(04)
[8]太阳能与热泵联合干燥木材的优化匹配[J]. 张璧光,高建民,伊松林,许彩霞,王天龙. 太阳能学报. 2009(11)
[9]直膨式太阳能辅助热泵技术的研究进展[J]. 方贤德. 暖通空调. 2009(05)
[10]太阳能热泵热水系统[J]. 王庆,王培红. 上海节能. 2008(08)
博士论文
[1]光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究[D]. 裴刚.中国科学技术大学 2006
本文编号：3351085
【文章来源】：机械设计与制造工程. 2019,48(02)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
太阳能热泵联合干燥系统原理图1—太阳集热器;2—太阳能风机;3—风阀;4—除湿蒸发器;5—膨胀阀;6—冷凝器;7—热泵蒸发器;8—单向阀;9—压缩机;10—湿空气;11—干热风;12—干燥室
图2太阳能热泵联合干燥系统试验设备2太阳能热泵联合干燥技术的研究现状2．1国外研究现状1955年，Spom等首次提出了直膨式太阳能热泵系统的设计概念，能够最大化地将太阳能系统和热泵系统两者的优点结合起来，使得太阳能集热器的效率和热泵系统的性能得到很大提升。但此后的10多年太阳能热泵技术未能引起人们足够的重视。1973年的石油危机激发了对太阳能利用技术的研究，一定程度加快了太阳能热泵研究技术的发展。20世纪70年代，美国学者T．L．Freeman和Ｒ．C．Bosio率先提出整体的概念模式———太阳能热泵系统，指出直接以太阳能作为热泵热源，能够使热泵的蒸发压力和蒸发温度得以提高，显著提高热泵系统性能系数(COP)［4－5］。20世纪70年代后期，苏联的格鲁吉亚共和国将太阳能热泵干燥技术大规模应用于茶叶的烘干上，通过此项技术获得了良好的经济效益和环保效益［6］。从20世纪80年代开始，美国和日本等发达国家都先后进行过此类联合干燥的研究。1994年，Best等［7］设计并建造了一个太阳能热泵干燥原型系统。原型干燥室长3．78m，分为6个部分，其中的2个部分各有4个干燥托盘，其他的4个部分每个部分各有3个托盘，共有20个托盘。热泵包括改进过的7kW的空调系统。该系统具有工作温度低、干燥控制更容易等优点。这些优点表明，热泵辅助太阳能干燥系统是一个很好的替代传统干燥设备的干燥系统。1996年，Chauhan等［8］研究了容量为0．5t的耦合太阳能空气集热器和岩床式储热系统的胡荽干燥系统的干燥特性，发现使用了耦合系统之后，将胡荽中的?
150L。实验结果显示，该系统月平均COP为4～6，集热效率为40%～60%。近十几年来，北京林业大学先后研制成功并推广应用了在节能、经济和环保方面都取得了良好效益的TＲCW中温型和CＲCT高温型太阳能热泵联合干燥装置［19］，系统原理图如图3所示。1—集热器;2—集热器风机;3—材堆;4—窑内风机;5—除湿风机;6—辅助电加热器;7—冷凝器;8—膨胀阀;9—除湿蒸发器;10—压缩机;11—热泵蒸发器;12—热泵风机;13—计算机;14—风阀图3TＲCW联合干燥系统原理2004年，哈尔滨工业大学的余延顺［20］从直膨式太阳能热泵系统的各种不同运行工况角度出发进行了分析研究，结果显示动态运行工况相较于静态工况，总集热量提高了23．1%，集热效率提高了22．7%。2006年，中国科学技术大学裴刚［21］研制开发了光伏太阳能热泵系统，其中的光伏蒸发器由光伏电池和热泵系统的蒸发器两部分构成。该系统通过热泵循环，使得太阳能光热转换的输出温度提高且更加稳定，也使光电转换的工作温度有所下降，进而使光电转换效率有所提高;同时，其热泵循环的蒸发过程光照条件要求较低，明显提高了热泵循环的性能系数COP，也使得热泵冬季供暖时常出现的运行不稳定和结霜等问题减少。进一步研究发现直膨式光伏太阳能热泵系统将一部分太阳辐射转化为电能以电流形式输出，其他部分辐射通过光热转换输入到热泵系统，从而提高热泵的蒸发温度和蒸发压力，使得热泵的制热系数得以提高［22］。2007年，张璧光［23－24］运用理论分析和实验研究相结合的方法对太阳能与热泵联合运行的匹配进行了优化，在木材干燥所需
【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳能热泵联合干燥技术在农副产品中应用与展望[J]. 白旭升,李保国,朱传辉,苏树强. 包装与食品机械. 2017(03)
[2]新型太阳能热泵烘干机技术研究与开发[J]. 方凤才,梁志坚,周帆. 企业科技与发展. 2016(11)
[3]直膨式太阳能热泵制热性能的对比研究[J]. 季杰,赵方亮,黄文竹,蔡靖雍. 太阳能学报. 2016(10)
[4]基于专利分析的国内太阳能热泵干燥技术应用[J]. 黄泽浩,吕梦梦. 科技创新与应用. 2016(11)
[5]太阳能热泵供热控制系统研究[J]. 刘春蕾,王汝鑫,孙勇. 河北建筑工程学院学报. 2015(04)
[6]太阳能耦合热泵干燥技术[J]. 王芳. 无线互联科技. 2013(05)
[7]太阳能热泵系统的试验研究与分析[J]. 孙冰冰,张晨阳,毛力,张哲,陈阳. 水电能源科学. 2012(04)
[8]太阳能与热泵联合干燥木材的优化匹配[J]. 张璧光,高建民,伊松林,许彩霞,王天龙. 太阳能学报. 2009(11)
[9]直膨式太阳能辅助热泵技术的研究进展[J]. 方贤德. 暖通空调. 2009(05)
[10]太阳能热泵热水系统[J]. 王庆,王培红. 上海节能. 2008(08)
博士论文
[1]光伏—太阳能热泵系统及多功能热泵系统的综合性能研究[D]. 裴刚.中国科学技术大学 2006
本文编号：3351085
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