太阳能耦合热泵干燥技术

王芳

摘 要：太阳能耦合热泵干燥的联合干燥系统，可以极大地降低干燥过程的电能消耗，采用太阳能热泵干燥更加节能和环保。

关键词：太阳能；热泵干燥

据统计，我国大约有10%～20%的燃料应用于干燥技术，干燥工艺是较大的耗能产业。

随着世界能源的不断减少和环境的日趋恶化，热泵干燥因其具有节能环保、耗电量较少、污染环境少，而广泛应用于干燥行业。太阳能无污染的特点与热泵系统的耦合，普通的热泵系统加上太阳能辅助加热技术的联合干燥方式，能够降低干燥过程的电能消耗。太阳能-热泵联合干燥系统的优化设计意义深远[1]。

1 热泵干燥系统

热泵干燥系统包含热泵系统和干燥系统，热泵系统是由蒸发器、压缩机、节流阀、冷凝器等部件组成的封闭回路。热泵系统内的制冷工质，在蒸发器中吸收来自干燥过程所排放废气的热量后，废气中的大部分水蒸气在蒸发器侧被析出直接排掉，制冷工质由液体蒸发为饱和蒸汽，后经压缩机压缩升温升压后进入冷凝器中，在高压的制冷工质冷凝放热，放出谔谔冷凝热量加热来自蒸发器的低温干空气，低温干空气加热到要求的温度后进入到干燥室内，用以干燥物料并循环使用；降温降压并液化后的制冷工质经节流阀再次回到蒸发器内，如此封闭循环从而达到除湿干燥的目的[2]。

2 太阳能-热泵干燥干燥系统

如图1所示，太阳能-热泵联合干燥装置系统主要由三大部分组成：热泵加热、太阳能和除湿部分Ⅰ、风机和风道部分Ⅱ，干燥部分Ⅲ。

太阳能-热泵联合干燥系统的工作流程如下：室外空气经太阳能、热泵联合加热与除湿后，被处理后的热、干空气经集热器风机与风道部分Ⅱ送入干燥作业部分Ⅲ，对物料进行干燥处理。干燥后的空气升温升湿后通过余热回收风机和通道回收至蒸发器侧进行余热回收。该设计的联合干燥系统具有以下特征：①根据当地地区气候特征设计太阳能集热器，提高集热器的集热与蓄热能力；②热泵冷凝器与蒸发器之间安装了可拆除的隔板，根据干燥模式的不同需求控制蒸发器与冷凝器之间的关闭和连通；③集热器通道与热泵通道并行连接，可根据外部环境的改变二改变系统的运行模式；④干燥室内设排风机与余热回收通道，温度较高而湿度较大的空气通过余热回收通道回收[3，4]。

3 太阳能-热泵联合干燥的优点

太阳能-热泵联合干燥主要用于谷物、果蔬、木材、药材等产品的干燥。太阳能热泵联合干燥系统优点很多，主要具有以下几个方面：①太阳能热泵联合干燥可以提高干燥的质量，因为热泵干燥可以控制产品的含水率，从而可以避免自然干燥中虫子、雨水，灰尘等的危害和污染；②太阳能热泵联合干燥可以缩短干燥的时间和节省场地，如果采用自然干燥需要把产品铺开，这样会占用很大的空间还需要干燥较长的时间，而采用太阳能热泵联合干燥只需要把产品放入干燥室，这样就节省了大量的场地；③太阳能热泵联合干燥可以减少果蔬或谷物的腐烂，由于果蔬或谷物含水量较高，如不及时干燥就会腐烂，而采用自然干燥受天气影响较大，干燥时间长农产品的腐烂几率也会增大；④有很多农产品干燥需要燃烧常规燃料，如果采用太阳能热泵联合干燥可以更加节省燃料，更加节能和环保[5，6]。

太阳能-热泵联合干燥系统也存在一些缺点：首先，和自然干燥相比太阳能热泵；联合干燥需要消耗部分电能；其次，太阳能热泵联合干燥对室外气象依赖较大，而且，太阳能热泵干燥系统的初期投资比较大。

[参考文献]

[1]旷玉晖，王如竹.太阳能热泵[J].太阳能，2002（2）：20-24.

[2]陈东，谢继红.热泵干燥装置[M].北京：化学工业出版社，2006.

[3]张碧光，赵忠信，霍光青.木材干燥的太阳能供热系统[J].林产工业，1998，25（2）：29-32.

[4]李洪斌，李志明，张跃，等.农副产品太阳能干燥技术的研究与发展[J].云南师范大学学报.2004，21（1）：37-40.

[5]代建国，汪喜波，代彦军，等.太阳能辅助热泵就仓干燥系统的研究与应用[J].太阳能学报.2010，31（5）：575-580.

[6]张碧光.太阳能-热泵联合干燥木材的实验研究[J].太阳能学报，2007，28（8）：870-873-32.