太阳能热泵干燥概述

张文荣

摘 要：自然干燥受环境的影响较大，太阳能热泵干燥利用可再生能源-太阳能既环保又节能，在干燥行业具有巨大的发展潜力。

关键词：太阳能；热泵干燥；耦合

太阳能是清洁环保的可再生能源。我国地域广阔，约有2/3的面积年辐射时间超过了2200h，总辐射量达到5000MJ/m2。

干燥广泛地应用于各个领域，据统计，发达国家约有10%的燃料用于干燥[1]。由于传统能源对大气环境的污染，，新型清洁能源已经成为各个国家关注的重点，太阳能热泵干燥是在热泵干燥的技术上用太阳能取代电能，是一种节能环保的新型干燥方式。

1 热泵干燥的结构和原理

热泵干燥由热泵系统和干燥系统两部分组成[2]。图1所示为热泵干燥原理图。热泵部分是由蒸发器、节流阀、冷凝器、压缩机组成。干燥系统是由干燥室、风机组成。制冷剂在蒸发器中吸收热量气化后进入压缩机，经压缩机压缩升温升压，后进入冷凝器冷凝放热。空气流经蒸发器侧析出水分除湿后，流经冷凝器吸收热量升温后进入干燥室对物料进行干燥。

干燥装置一般分为三种：（1）开式干燥器。开式干燥器从干燥室干燥物料后直接排放到大气中，这种系统的缺点是从干燥室出来空气含有的余热被排放到大气中造成了浪费。（2）闭式干燥器。从干燥室干燥物料后出来的空气不排放到大气中，而是循环使用。（3）半开半闭式干燥器。从干燥室出来的空气一部分被排放到大气中，一部分留下来循环使用。这种系统的缺点是容易受到外界环境的影响。

2 太阳能热泵干燥的结构和原理

太阳能热泵原理如图2所示，就是在图1 的蒸发器处加上一个太阳能集热器。太阳能热泵分为直接膨胀式和非直接膨胀式[3，4]。文献[5]对太阳能热泵进行实验研究，实验结果要比实际的COP值高，这是因为太阳能热泵受气候、地域、温度、昼夜、纬度等影响较大。太阳能是清洁可再生能源，太阳能热泵干燥是热泵干燥发展的一主要趋势。

3 太阳能热泵和其它类型的热泵的耦合

太阳能热泵和其它类型的热泵也有一些耦合应用，不如太阳能-地热能耦合热泵，太阳能-废热耦合热泵，太阳能——炉火余热耦合热泵等。太阳能-炉火余热耦合热泵蒸发器的吸热热源来自两方面，一个是太阳能平板集热器，另外一个是炉火。夏季，农村使用的传统燃料较少，而且太阳能强度较好，使用太阳能集热器作为蒸发器的吸热源；冬季，农村使用的传统燃料较多，而太阳能强度较弱，可使用炉火作为蒸发器的热源。

4 结论

太阳能是一种低成本、无污染的环保能源，太阳能热泵干燥充分利用太阳能的能量，有利于节约电能，在当今能源和污染已成为世界的两大问题时，太阳能热泵干燥具有广阔的发展前景。

[参考文献]

[1]史勇春，柴本银.中国干燥技术现状及发展趋势[J].干燥技术与设备， 2006，4（3）：122-124.

[2]罗运俊，等.太阳能利用技术[M].化学工业出版社，2005： 29-31.

[3]旷玉辉，王如竹.太阳能热泵[J].太阳能学报，2010，（2）：20-24.

[4]李锐，张建国，俞坚，等.太阳能热泵系统[J].实用技术，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.