太陽能熱泵干燥概述

張文榮

摘 要：自然干燥受環境的影響較大，太陽能熱泵干燥利用可再生能源-太陽能既環保又節能，在干燥行業具有巨大的發展潛力。

關鍵詞：太陽能；熱泵干燥；耦合

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

干燥廣泛地應用于各個領域，據統計，發達國家約有10%的燃料用于干燥[1]。由于傳統能源對大氣環境的污染，，新型清潔能源已經成為各個國家關注的重點，太陽能熱泵干燥是在熱泵干燥的技術上用太陽能取代電能，是一種節能環保的新型干燥方式。

1 熱泵干燥的結構和原理

熱泵干燥由熱泵系統和干燥系統兩部分組成[2]。圖1所示為熱泵干燥原理圖。熱泵部分是由蒸發器、節流閥、冷凝器、壓縮機組成。干燥系統是由干燥室、風機組成。制冷劑在蒸發器中吸收熱量氣化后進入壓縮機，經壓縮機壓縮升溫升壓，后進入冷凝器冷凝放熱。空氣流經蒸發器側析出水分除濕后，流經冷凝器吸收熱量升溫后進入干燥室對物料進行干燥。

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，這種系統的缺點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。（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，一部分留下來循環使用。這種系統的缺點是容易受到外界環境的影響。

2 太陽能熱泵干燥的結構和原理

太陽能熱泵原理如圖2所示，就是在圖1 的蒸發器處加上一個太陽能集熱器。太陽能熱泵分為直接膨脹式和非直接膨脹式[3，4]。文獻[5]對太陽能熱泵進行實驗研究，實驗結果要比實際的COP值高，這是因為太陽能熱泵受氣候、地域、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用，不如太陽能-地熱能耦合熱泵，太陽能-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器的吸熱熱源來自兩方面，一個是太陽能平板集熱器，另外一個是爐火。夏季，農村使用的傳統燃料較少，而且太陽能強度較好，使用太陽能集熱器作為蒸發器的吸熱源；冬季，農村使用的傳統燃料較多，而太陽能強度較弱，可使用爐火作為蒸發器的熱源。

4 結論

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

[參考文獻]

[1]史勇春，柴本銀.中國干燥技術現狀及發展趨勢[J].干燥技術與設備， 2006，4（3）：122-124.

[2]羅運俊，等.太陽能利用技術[M].化學工業出版社，2005： 29-31.

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

[4]李銳，張建國，俞堅，等.太陽能熱泵系統[J].實用技術，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.