太阳能热泵干燥概述
太阳能热泵干燥概述
太 阳能是清 洁环保的可再生能源 。 我 国地域广 阔, 约有2 / 3 3 太阳能热泵和其它类型的热泵的耦合 的面积年辐射时 间超过了2 2 0 0 h , 总辐射 量达到5 o 0 0 M J / m 2 。 太阳能热 泵和其它类型的热泵也有一些耦合应用, 不如太 干燥 广泛 地应用于各个领域 , 据统计, 发达 国家约有 1 0 % 的 阳能一 地热能耦合 热泵, 太阳能一 废热耦合 热泵, 太 阳能一 一 炉 燃料用于干 燥“ 。 由于传 统能源对 大气环境 的污染, , 新型清洁 火 余热耦合 热泵等 。 太阳能一 炉火余热耦 合热泵蒸 发器 的吸热 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 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 。 干燥 的技术上用太阳能取代 电能, 是~种节能环保 的新型干燥 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
方式 。
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。
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 。 图l 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
・
绿 色科 技
太阳能热泵干燥概述
张文荣( 陕西国 防工 业职业技术学院, 陕 西 西安 7 1 0 3 0 2 )
太阳能—热泵干燥技术
太阳能—热泵干燥技术作者:余超才来源:《数字化用户》2013年第17期【摘要】主要介绍了太阳能-热泵干燥技术的原理和特点应用,重点介绍其在木材干燥中的应用,提出今后该技术的研究方向。
【关键词】太阳能热泵木材干燥太阳能是新兴能源和可再生能源的发展研究,是最多最引人注目的,最广泛被利用的清洁能源,我们可以说,全球太阳能的发展利用是未来的主流。
主要是基于最初的小型设备,多型温室和小规模半集电极型。
据国外报道,已经建立了一个大型集热面积500平方米的太阳能干燥装置。
目前我国面临着资源和环境的双重压力,资源越来越少,环境越来越差。
经过近10年来的发展,太阳能干燥技术已经得到了很大的应用,采光200m2面积太阳能干燥装置已经蜂拥出现,即使是采光面积500平米、600平米的设备保有量也不在少数,也有许多设备出现。
从开始的干燥谷物,蔬菜,水果,木材,到后来发展到能干燥珍贵药材,花卉,茶叶等。
这里,笔者重点介绍太阳能-热泵干燥的原理和特点以及在木材干燥中的应用。
一、太阳能热泵基础(一)热泵的结构介绍热泵节流阀,蒸发器,压缩机和冷凝器是热泵的主要组成部分。
其实质是在热泵工作介质(例如:R22,R717,R134A,R124,R123等)在蒸发器中吸收的热量(QL)的低温热源压缩机中被压缩后,蒸发温度到达。
由热力学定律可知:1.QH =QL+WC热泵的制冷性能系数:2.cop=QH /WC =WC+QL/WC =1+QL/WC热泵制冷剂的状态是:蒸发器分低的温度和压力下,饱和空气从压缩机开始,在压缩机压缩成为高温高压气体进入冷凝器,在冷凝器中的热到饱和溶液,饱和溶液到一个低的通过节流阀后进入蒸发器的饱和液体和饱和气体混合物的温度和压力,从而开始下一个周期循环。
(二)太阳能热泵结构和原理太阳能热泵蒸发器与平板太阳能集热器,而工作流体上述原理完全相同。
太阳能热泵太阳能集热器和热泵蒸发器的组合,可分为直接和间接的可膨胀扩张。
太阳能与热泵节能干燥技术
GM产业与布场一.太阳能千燥太阳能是清洁、廉价的可再生能源,取之不尽用之不竭。
每年到达地球表面的太阳能辐射能约为目前全世界所消耗的各种能量的1万倍。
我国有较丰富的太阳能资源,约有2/3的国土年辐射时间超过2200h,年辐射总量超过5000MJ/m2。
1.太阳能干燥室的类型太阳能干燥室一般可分为温室型和集热器型两大类,实际应用中还有两者结合的半温室型或整体式太阳能干燥室。
(1)温室型太阳能干燥室温室型太阳能干燥室如图1所示。
这是一种具有排湿口的温室。
这种干燥室的东、西、南墙及倾斜屋顶均采用玻璃或塑料薄膜等透光材料,太阳能透过玻璃进入干燥室后,辐射能转换为热能,其转换效率取决于木材表面及墙体材料的吸收特性。
一般将墙体(或吸热板)表面涂上黑色涂料以提高对太阳能的吸收率。
温室型干燥室一般为自然通风,如有条件也可以装风机实行强制通风,以加快木材的干燥速度。
图1所示为自然通风,但在干燥室顶部加了一段烟囱,以增强通风能力,且烟囱越高,通风能力越强。
温室型干燥室的优点是:造价低;建造容易;操作简单;干燥成本低。
它的缺点是:保温性能不好,昼夜温差大;干燥室容量少。
舒番专豸c阳能与热泵节能燥技术玻璃北京林业大学张璧光图l温室型太阳能干燥室外观材堆(2)集热器型太阳能干燥室这类干燥室是利用太阳能空气集热器把空气加热到预定温度后,通入干燥室进行干燥作业的。
从操作系统来看,此类型太阳能干燥室可以比较好地与常规能源干燥装置相结合,用太阳能全部或部分地代替常规能源。
且集热器布置灵活,干燥室容量较大。
但集热器型比温室型投资大,干燥成本高一些。
图2、3分别为集热器型干燥室原理图和实物照片。
集热器型干燥室都采取了强制通风,除集热器系统有风机外,干燥室内设有循环风机。
集热器放置的倾角(包括温室型南面的倾角)与所处的纬度有关,冬季最大日射量收集角之倾角为纬度加10。
,夏季减10。
如北京地区为北纬40。
,可取集热器安装角为45。
,以适当照顾冬季太阳能的收集。
太阳能干燥技术及其应用
技术装备随着世界的发展,人类对能源的需求越来越大,但是化石能源的储存非常有限,人们开始重视再生能源的开发与利用。
太阳能作为新能源中的一种,受到人们的关注。
一、太阳能干燥技术太阳能干燥,就是利用太阳能对各种物料进行干燥。
其干燥装置主要有以下几种类型:温室型干燥、集热器型干燥、集热器与温室结合型干燥、太阳能集热器与热泵系统联合供热等。
温室型太阳能干燥装置,就是直接利用太阳光加热介质(主要是空气)从而使相关的物料快速干燥。
它的通风形式主要有两种:一种是采用自然通风;另外一种就是采用相关风力设备进行强制通风。
它的优点就是结构简单造价低、建造可因地制宜、施工容易、操作简单、干燥成本低;缺点是室温升高慢、昼夜温差大、干燥慢、容量小、占地面积大。
适用于干燥速度和终含水率要求不高的物料以及允许接受阳光曝哂的物料[2]。
集热器型太阳能干燥装置,就是采用集热器加热相关介质进行干燥。
主要有空气型集热器和热水太阳能干燥技术及其应用李 珊 徐 众(云南师范大学太阳能研究所 云南 昆明 650092)摘 要:简要介绍太阳能干燥技术,总结太阳能干燥农产品、烟叶、药材和其他产品的特性和品质,对太阳能干燥技术的发展提出相应建议。
关键词:太阳能 集热器 干燥技术 应用作者简介:李珊,女,(1962年~),助理实验师,云南师范大学太阳能研究所工作,从事与太阳能相关的技术 开发、研究、推广,管理。
E-mail:****************。
35农产品加工业技术装备36农产品加工业型集热器,前者受天气情况影响比较大,后者的温度控制比较均匀,但在实际应用当中主要采用的是空气型集热器干燥装置,因为在干燥过程当中使用的介质一般是空气。
优点是布置灵活,干燥室内的温升比温室型高,干燥室容量较大;缺点是集热器型比温室型投资大,干燥成本高一些;适用于干燥要求高且不能受阳光暴晒的物料[2]。
空气集热器主要有平板型太阳能集热器、真空管型太阳能集热器、聚光型太阳能集热器,它们都有各自的优点。
太阳能-热泵联合干燥技术的研究现状
- 36 -为尽可能经济地干燥木材,以节约能源和木材,世界L许多国家出现了开发利用太阳能的热潮[1] 太阳能是一种清洁 廉价的可再生能源,充分利用太阳能干燥物料可以大量节约常规能源 但太阳能属间歇性能源,能流密度低,受气候条件 (纬度 季节 天气及昼夜等) 影响大,是一种低品位能源,如果以太阳能作为木材干燥的单一热源,将会影响干燥的速度和生产力[2] 因此太阳能通常与蒸汽或烟气的热能配合使用,但产生蒸汽或烟气的过程将带来CO 2和SO 2对大气的污染 近几十年来在日本 美国 中国等国家研究的太阳能与热泵除湿机联合的干燥技术,是一种比较理想的组合干燥方法[3, 5]热泵干燥 (亦称除湿干燥) [5]是一种节能效果显著的干燥技术 20世纪70年代,在欧洲开始广泛应用[6] 其工作的原理是:工质 (低沸点液体) 在蒸发器中吸收来自干燥过程排放废气中的热量后,液体蒸发为气体 而废气中的大部分水蒸汽在蒸发器中被冷凝下来直接排掉 气态的工质经压缩机绝热压缩后进入冷凝器,在高压下冷凝液化放出潜热,加热来自蒸发器的已降温去湿的低温空气,再通过风机将加热后的气体送入干燥窑做干燥介质循环使用[7]收稿日期:2004-03-16作者简介:许彩霞(1976 - ),女,硕士研究生悲阻能一魄泵暇曾矛倔板*幽研嚣观状许彩霞,张壁光,常建民,高建民,伊松林,张双保(北京林业大学,北京 100083)摘 要:系统介绍了太阳能一热泵(除湿)联合干燥技术的研究现状,并对该技术的研究和应用提出了凡点建议。
羌键词:太阳能;热泵;联合干燥中图分类号:TK173文献标识码:B 文章编号:1001-036X(2004)05-0036-04Current State of Studies on the Technology of CombinedDrying for Solar Energy and Heat PumpXU Cai-xia, ZHANG Bi-guang, CHANG Jian-min, GAO Jian-min,YI Song-lin, ZHANG Shuang-bao(Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)Abstract:A comprehensive review of the current state of studies and several advice on study and appliance on the technology of combined drying for solar energy-heat pump (dehumidification) are presented in this paper.Key words: solar energy; heat pump; combined drying- 37 -1太阳能一热泵联台干操机的研究概况1.1国外研究概况早在20世纪50年代,太阳能热利用的先驱者Jodan 和Therkeld 就指出了太阳能与热泵联合的优越性,即同时提高了太阳能集热器的效率和热泵系统的性能[8]20世纪70年代后期,前苏联格鲁吉亚共和国已在茶叶烘干L广泛推广太阳能热泵干燥系统,通过此项技术每年可节省重油10万吨以L,运行费用减少1500万卢布,并巳可充分利用1.3万亿度以L的季节性水电电能,取得了较好的经济效益[9] 而日本和美国学者则对利用太阳能热泵干燥系统干燥木材进行了深入地研究日本研究的太阳能一除湿干燥窑,在干燥过程中太阳能与除湿器联合供热 该装置的特点:干燥初期利用太阳能加热空气,以减少除湿器的开动时间,降低能耗费用 在夏季的白天,窑温可升高到60℃,冬季则可达到40℃ 而在夜间窑内的温度比外界温度高15~20℃ 研究表明该太阳能一除湿联合干燥窑耗能是常规干燥窑的1/2~1/3,而利用太阳能一除湿联合干燥窑将木材干燥到低含水率的成本相当低廉,符合全球对廉价能源的需求[3]美国弗吉尼亚大学S. K. 查切维教授的研究则表明对于温度需求水平为50~60℃的太阳能干燥系统,太阳能与热泵相结合时,虽然设备投资增加并要耗用一定量的电能,但由于太阳能一热泵系统的供热系数比较高 (c.o.p 值在2.4~4.2),与单纯用电的系统相比是相当经济的,与单纯的太阳能系统相比虽嫌不足,但可保证全年使用,巳干燥过程状态参数稳定,资源还可被充分利用,因此系统的干燥效率高于太阳能干燥系统[9]美国学者 Chen 和Rosen 将太阳能干燥和除湿干燥组合起来,结果发现了一些太阳能和除湿机各自单独运行时所没有的优点,即:窑壳和湿材的预热过程加快,经济效益提高,干燥时间缩短,干燥工况对气候的依赖性减少 这种太阳能一除湿干燥机组在高达82.2℃的温度下工作 (除湿机内使用R114制冷剂),还能进行蒸汽调湿处理以消除应力,故格外适用于干燥家具等级材[10]Chen 和Rosen 还进行了一种新的太阳能吸收制冷木材干燥方法的计算机模拟研究 (如图2所示) 实验结果表明该装置干燥鹅掌揪的速率与常规蒸汽压缩式除湿装置相同,而电费减少了85%[11] 在此基础L他们还对具有热贮存单元的太阳能一除湿木材干燥装置系统提出了计算机模拟模式,以便使木材能够较好的预热并建立干燥基准控制 这个模拟模式还可以用在太阳能一除湿干燥窑的设计和最佳化研究中 实验装置系统包括:干燥室 太阳能集热器1. 太阳能集热器2. 热存储器3. 干燥窑4. 冷凝器5. 冷却塔6. 吸收装置7. 冷存储器8. 蒸发器9. 风机10. 材堆11. 窑内风机12. 窑内循环气流图1 太阳能一吸收式除湿木材干操窑I. 太阳能供热系统 II. 干燥室 III. 热泵涂湿机 IV. 计算机监控系统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2 TRCW 联台干操系统原理- 38 -高温除湿机 用于贮能的砾石室 通过计算机模拟模式可进行如下控制;当窑的干球温度低于要求值时,首先由集热器供热,如供能不足就由贮能室供能;当窑的干球温度高于要求值巳集热器温度高于贮能单元时,则将热量贮存在贮能室中[12]另外,他们还研究利用一种经过改良的太阳能一除湿干燥窑干燥红栋木 该干燥窑装有热贮存器 热回收系统及一个太阳能集热器 实验表明利用此干燥窑干燥25mm 厚的红栋木,平均时间由27天减少到21天,同时还减少了不同季节干燥时间的差异,即差异时间由14天减少到4天,而巳经过改良的干燥窑干燥的木材质量非常好,干燥缺陷很少,木材降等损失每1m 3少于1美元 不仅如此,该干燥窑还降低了动力消耗,因而使干燥窑的效能增加了35%[13]1.2国内太阳能一热泵联台干操机的研究概况20世纪70年代以后,我国太阳能干燥器迅速发展,太阳能干燥的研究和应用水平有了较大提高 80年代初,随着我国木材加工行业的发展,逐渐从国外引进了热泵木材干燥技术[14] 随后研究人员开始研究太阳能一热泵联合干燥系统,并于1986年在广州市建成了一套木材烘干用的太阳能一热泵干燥系统1987年,福建省林业科学研究所开始进行太阳能一除湿机联合干燥装置的设计研究工作 该装置由太阳能集热系统 除湿机 干燥室和控制装置组成 实验结果表明在干燥过程中,太阳总辐射量变化就导致太阳能集热装置供热量的变化,节电率也就变化;通过分析实验数据得出该干燥装置节电率在15~47.8% 太阳能集热器安装面积越大,则集热装置供热量越多,节电率随之增加,但投资费用将会增大[15]北京林业大学于1990 1995年先后研制成功了TRCW 中温型和GRCT 高温型的太阳能一热泵除湿机联合干燥系统 GRCT 高温型太阳能一热泵除湿机联合干燥系统由高温双热源除湿机(RCG30G 高温热泵除湿机) 太阳能集热器 干燥室和微机监控装置四部分组成 其中RCG30G 高温双热源除湿干燥机是节能的关键设备,在太阳能不充足的地方可单独运行 而在太阳能较丰富的地方,太阳能集热器供热系统则是联合干燥中最重要的辅助供热设备,在干燥过程中可取得比较理想的干燥质量 节能效果和环境效益 在太阳能一热泵除湿机一微机监控 (TRCW) 联合干燥系统中 (如图2),系统的工作过程由微机监控系统来实现自动控制 太阳能集热器为平板式空气型,热泵除湿干燥机按压缩式制冷循环工作,以热泵供热的方式供给木材干燥所需的热量,而以制冷除湿方式除去木材蒸发的水分[16, 17]1994年,昆明建筑木材厂采用太阳能一热泵木材干燥系统干燥木材,先将木材自然风干,然后进窑,加热温度从室温到30℃(用制冷机除湿) 该干燥系统的主要特点:①可充分利用环境热源和太阳能;②制冷剂过冷方式 二次风补充方式等干燥机热力系统的设计有改进,可进一步减少干燥机能耗并降低成本;③利用微机监控,使整个干燥系统在最佳工艺条件下运行,自动化程度高;④干燥室的保温 气密 防腐性能及空气动力特性良好,能满足干燥工艺的要求,木材干燥质量较好 该厂建成联合干燥系统后,每月可节约电费约1万元,一年左右即可收回太阳能集热器投资,经济效益可观[18]2建议(1) 太阳能干燥与热泵干燥都属于节能干燥技术,二者相结合的联合干燥技术既发挥了两种方法的优点,又克服了太阳能干燥受气候影响大的弱点 联合干燥技术不仅节能效果显著,而巳有利于保护生态环境,因此建议在太阳能丰富的地区,开发此种干燥技术(2) 利用太阳能一热泵联合干燥技术干燥木材的质量好,特别适于干燥珍贵材 难干材(3) 太阳能一热泵联合的干燥技术不仅可用于干燥木材,也可干燥种子 食品 药材及化工原料等[19],应用范围较广(4) 为了解决好太阳能利用的间歇性和不可靠性,可在系统中设置适当的蓄热装置 (蓄热水槽 岩石床等) 或辅助热源 (燃气 电加热器等),并合理确定部件之间的匹配关系以达到投资运行最佳效益- 39 -(5) 为了充分发挥太阳能一热泵联合干燥系统的节能优势,需要采用适当的系统控制方案,并不断提高控制水平,实现智能化控制[20]3结论目前,我国木材干燥工序耗能巨大,约占企业加工总能耗的40~70叽[21] 另一方面,我国木材干燥行业仍主要以煤或木废料为主要能源,在燃料燃烧过程中会释放出大量导致温室效应的CO 2和SO 2等 而太阳能一热泵联合木材干燥技术可以有效的提高一次能源的利用率,减少CO 2和其他污染物的排放,在节约常规能源和保护生态环境方面具有明显的社会效益 相信随着国内外学者的进一步研究开发,应用技术水平及人们认识的不断提高,太阳能一热泵联合干燥技术必将以其优越的性能 突出的节能 环保效果而拥有广阔的发展前景[参考文献][1]李锦堂. 20世纪太阳能科技发展的回顾与展望[J]. 太阳能学报,1999,特刊.[2]张壁光,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.[3]小林好纪【日】. 太阳. 奎利用卜尼除湿乾燥装置[J]. 木材工业,1988, 43(6): 15~20.[4]Chen P Y S, et al. 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太阳能及热泵干燥技术
太阳能及热泵干燥技术随着科技的发展,干燥技术越来越成为解决食品、化工、医药等行业的重要问题。
而太阳能及热泵干燥技术因其清洁、环保、高效的特点正在逐渐受到人们的关注。
本文将介绍太阳能及热泵干燥技术的相关知识。
太阳能干燥是指利用太阳能将潮湿的物品通过特定的设施,将水分从物品中去掉的过程。
在太阳光下,通过特定设施将太阳能转化为热能,然后使物品与热能接触,让其脱去水分。
太阳能干燥技术有很多优点,比如无排放、无消耗、操作简单、费用低等等。
但是在实际应用中,也存在一些缺点,比如干燥速度慢、天气影响较大等。
因此需结合实际需求和情况选择使用。
太阳能干燥又可分为通风式太阳能干燥和太阳能蒸发干燥。
通风式太阳能干燥是通过太阳能驱动风机,将热空气送到物品的表面进行干燥的过程。
而太阳能蒸发干燥是将物品置于浅盘内,使太阳能辐射直接影响物品,使水分蒸发从而达到干燥的效果。
热泵干燥是指利用热泵的原理将环境中的低温低湿空气吸入设备内,通过压缩后生成高温、高湿的空气,并将其与要干燥的物品接触,使物品表面的水分随着热空气传递而蒸发。
热泵干燥技术因其高效、节能、环保的特点而被广泛应用于许多领域,特别是在厨余、药材、牛皮、鱼类坚果等产品的干燥领域中,效果非常明显。
其主要优点包括:(1)干燥效率高:热泵干燥与蒸气和电阻加热相比,有更高的热效率和干燥速度。
(2)节省能源:由于热泵干燥是利用环境中的低温低湿空气对要干燥的物品进行加温,因此不需要额外消耗能源,具有良好的节能效果。
(3)干燥质量好:热泵干燥可以采用低温干燥技术进行产品干燥,保持产品质量。
(4)占地面积小:传统干燥设备占地大,而热泵干燥设备则具有紧凑型结构,可以节省空间。
(5)操作简单:热泵干燥设备操作简单,使用方便,且可以实现自动化操作,无需人工操作。
太阳能干燥与热泵干燥技术可以结合使用,以达到更好的干燥效果。
太阳能干燥可以利用阳光直接加热物品表面,并将物品保持在干燥的环境中。
而当蒸发过程达到一定水平时,可以使用热泵干燥技术来进一步升温,提高干燥效率,同时保持物品的质量。
太阳能干燥技术
近20年来,我国太阳能干燥应用研究和 其他太阳能热利用一样,经历过一个由浅 入深由简单的小试到较完善的生产试验的 过程。据不完全统计,到目前为止,已建 各种类型的太阳能干燥装置100多座, 总采光面积近2万平方米,广泛地应用于 工农业生产的干燥作业,取得了较好的经 济效益和社会效益。据不完全统计,在这 些项目中获得科研成果奖的有10项,其 中获国家级科学进步奖1项,获省、部级 和中国科学院成果奖、科技进步奖和贡献 奖7项。
太阳能干燥的基本原理
对流太阳能干燥就是使被干燥的物料,或 者直接吸收太阳能并将它转换为热能,或 者通过太阳能集热器所加热的空气进行对 流换热而获得热能,继而再经过以上描述 的物料表面与物料内部之间的传热、传质 过程,使物料中的水分逐步汽化并扩散到 空气中去,最终达到干燥的目的。
太阳能干燥器的分类
太阳能与常规能源及储热装置结合 1—集热器;2—三通风门;3—卵石床储 热装置;4—辅助能源;5—风机
温室型太阳能干燥室与储热装置结合
此外还可以利用空调供热的原理,采用太 阳能与热泵联合干燥装置。图1-12为太阳 能与热泵联合干燥装置示意图。热泵的主
要部件是压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝
器。热泵依靠蒸发器内的制冷工质在低温
太阳能干燥技术
1.太阳能干燥的基础知识
2.太阳能干燥装置的分类
3.太阳能干燥技术的应用概况 与发展前景
干燥的基本概念
从机理上说,干燥过 程就是利用热能使固 体物料中的水分汽化 并扩散到空气中去的 过程。
按照传热和加热方式 的不同,干燥方式主 要分为四种:传导干 燥、干燥、辐射干燥 和介电加热干燥。
上是具有排湿能力的太阳
能温室,干燥室的东、西、
南墙及倾斜屋顶均采用玻
太阳能干燥及蒸发系统介绍
本文先介绍两张单体设备,后介绍由各单体设备互相组合成的两种系统。
目录设备介绍 (2)A 太阳能高温空气集热器 (3)B阳光板温室 (4)系统介绍 (5)①蒸发系统 (6)相关使用案例 (7)②干燥系统 (8)相关使用案例 (9)设备介绍A 太阳能高温空气集热器太阳能高温空气集热器(专利批准号ZL2.9)在绝大多数以太阳能为热源的干燥系统中,由于受到日照时间及集热器产生的风温限制,干燥规模都不大,通常日工作时间不超过6小时,每小时使用的热量不超过80万KJ,多数为静态干燥,以烘房为主。
而工业干燥的规模化应用却需要机械化的连续生产设备,每小时产生的热量在100万~2000万KJ以上,提供的热风温度在100℃以上。
而本公司自行研制开发的太阳能高温空气集热器可提供100~150℃的热风,连续提供的热风风量可达到30000kg/h。
该系统由于使用太阳能热源替代石化燃料,大大降低了能耗,为企业带来了可观的经济效益。
这是一种新型能源设备,利用太阳能将低温空气转换为高温热风;连续提供的高温热风可作为干燥设备或其它领域的热源,为太阳能干燥设备、蒸发设备的连续使用提供了热源保证。
整个集热系统为多组集热单体串并联在一起组成,每个单体可通过太阳能提供2500kcal/h的热量。
空气依次从上一个集热单体进入下一个集热单体,通过吸收太阳能达到逐步升温,直到达到所需的温度为止;合适温度的热风通过风机输入其它干燥装置,实现连续的工业化规模的干燥。
如果将该设备产生的高温热风通过风机输入阳光板温室,可实现对液体如卤水、精细化工废水、工业废水的太阳能强制蒸发。
B阳光板温室其由耐力PC板构成,透光率可达到90%;液态物料置放其内实现强制蒸发;固态物体置放其内可实现干燥。
系统介绍①蒸发系统使用设备:A太阳能高温空气集热器 + B 阳光板温室液态物料的蒸发能力,取决于周围空气的温度和相对湿度,空气温度越高,湿度越小,该值越大,蒸发能力越强。
热泵干燥技术与应用
普通烘干生姜素保持率20%
3.2 干燥产品品质好
热泵干燥是一种温和的干燥方式,接近自然干燥。
36%
Van Blarcom和Mason的试验表明,即使在 50℃下,采用热泵干燥澳大利亚坚果也不 会出现所说的褐变现象,能较好地保持坚 果原有的色泽、风味及营养成分。
品质 热泵干燥 好 色泽 产品等级 颜色变化 好 高 不大 营养物质保留 较高
四、热泵干燥技术的应用
4.1木材的干燥
显著的节能效果 提高木材利用率
红山毛榉、硬山毛榉等商业价 值高、干燥难度大的“难干木 材”更适合于热泵干燥。
4.2谷物的干燥
从谷物中除去1%水 日本科学家测得数据为2063kJ; 俄罗斯科学家的数据为1624kJ, 常规气流干燥法平均值3000kJ
GiocoM三个年度的试验证明: 热泵干燥技术应用于谷物干燥平 均节能约30%。目前发达国家热 泵干燥技术已在谷物干燥加工生 产实际中得到广泛应用。
4.3种子的干燥
热泵干燥技术的低温干燥特性 比较适合于种子干燥! 上海市能源研究所用热泵干燥 机进行了干燥试验研究,结果表明: (1)热泵干燥技术很适合各种子 干燥加工 (2)保持种子的品质,发芽率提 高5%。 (3)能耗经多次测试为1 700~2 500kJ/kgH2O,低于常规干燥的能 耗
4.4食品物料的干燥
5.2目前热泵干燥技术的研究与发展:
①通过其它干燥方式联合应用,提高干燥温度与速度
②多用途热泵系统开发与应用,使之具有干燥、空气调节、冷冻储藏等功能。
③改进热泵性能。通过应用高效换热器来提高热泵效率和脱水能力。
5.3经济效益核算
单位提供热量: 1、电加热常规干燥机860千卡/度× 95%= 817千卡/度 2、燃油常规干燥机10300千卡/Kg× 80%=8240千卡/Kg 3、燃煤常规干燥机 7000千卡/Kg× 25%=1750千卡/Kg 4、热泵干燥机 860千卡/度×300%=2580千卡/度
太阳能耦合热泵干燥技术
太阳能一 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。 1 . 太阳能集热 器 2 . 集热器风机 3 . 主风机 4 . 干燥 室 5 . 干 燥物
1 热 泵 干燥 系统
② 热泵冷凝器 与蒸 发器之间安装了可拆 除 热泵干燥 系统包含热泵系统和干燥 系统 , 热泵系统是 由蒸 的集热与蓄热能力; 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 发器 、 压缩机 、 节流 阀、 冷凝器等部件组 成的封闭回路 。 热泵 系 ③ 集热器通 道与热泵 通道并行 连接, 可根据外 部 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 关 闭和连通 ; 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 量后, 废 气中的大部分水蒸气在蒸发器侧被析 出直接排 掉, 温度较高而湿 度较大的空气通 过余热 回收通道 回 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 热回收通 道, , 。 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 收
过程 的电能 消耗 。 太阳能一 热泵联 合干 燥系统 的优化设 计意义 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
深 远 …。
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
热泵联 合 干燥 的优 点 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 3 太 阳能一
热泵干燥原理
热泵干燥原理
热泵干燥的原理是利用热泵系统的热能转移,将低温的空气中的水分抽出,并通过压缩、加热、膨胀等过程使水分蒸发,进而实现干燥的过程。
具体来说,热泵干燥概括为以下步骤:
1.将潮湿物质放在干燥器中。
2.热泵系统内的制冷剂进入蒸发器,吸收潮湿物质中的水分,制冷剂变为气态。
3.压缩机将气态制冷剂压缩,提高其温度,从而升高干燥环境的温度。
4.高温制冷剂进入冷凝器,放热变为液态。
这时,蒸发器内的水分被蒸发并随制冷剂一起带走进入冷凝器,水分被凝结成液态水。
5.经过节流阀降温,制冷剂再次进入蒸发器,重复以上过程,不断循环干燥物体内的水分。
通过这种原理,热泵干燥具有高效、节能的特点,能够在短时间内将水分抽出,且不会对物质造成太大的损害。
太阳能干燥技术综述
太阳能干燥技术综述摘要:太阳能干燥技术节能、环保,不足之处是能量密度低、不连续性、热效率低。
目前太阳能干燥装置研制的重点和难点是提高干燥过程的热能利用率。
本文通过对太阳能干燥领域文献的收集、标引和梳理,分析了近年来太阳能干燥技术的发展情况,着重研究了太阳能干燥技术的演进路线。
太阳能干燥技术将朝着智能化、自动化、高效率方向发展,太阳能与其他能源联合干燥是未来的发展方向。
关键词:太阳能干燥温室集热器联合干燥1、前言太阳能干燥,就是利用太阳能装置对物料进行干燥。
太阳能干燥装置按照空气流动方式可以分为自然流动式和强制对流式。
根据阳光是否直射到物料上,太阳能干燥装置主要可以分为温室型和集热器型以及两者结合型,还有两者分别与储热装置、常规能源、热泵组合式太阳能干燥装置等【1】。
2、太阳能干燥技术发展路线分析2.1温室型太阳能干燥技术发展路线分析温室型太阳能干燥也可以称为太阳能直接干燥,即物料在太阳能干燥装置内直接吸收太阳的辐射能。
该干燥装置主要由具有保温能力的维护结构和透明的玻璃盖板构成,玻璃盖板的一个重要作用是能被太阳的短波辐射所穿透,却阻止物料的长波辐射穿透,造成“温室效应”【2】,从而使被干燥物料的水分快速蒸发。
陕西中天药业有限责任公司发明了一种中药材太阳能干燥装置,在干燥空间的顶部设置上通风窗及排气扇,并通过在干燥空间的顶部设置温湿度感应器来实现自动排湿。
上述干燥装置可以解决干燥过程控制困难、干燥物料水分超标的问题。
但从节能方面考虑,上述干燥装置还存在一定的技术缺陷,因为干燥装置排出的湿气的温度往往高于环境温度,而上述干燥装置对于排出的湿气所含有的热能并没有进一步的利用,基于此,云南师范大学的研究者发明了一种可以实现废热回收利用的温室型太阳能干燥装置,该装置结构为一温室型干燥箱,太阳光穿过透明玻璃,使内部空气温度升高,形成“温室效应”,使被干燥物料的水分快速蒸发,由太阳电池组件发电提供动力的小风扇引入新鲜空气,排除湿热空气,并且通过热管换热器把排出的湿热空气中的热量部分回收传到干燥箱内。
太阳能干燥技术
太阳能干燥技术一、太阳能干燥的概念利用太阳能进行物品的干燥,是太阳能热利用的方式之一,与人们常规的露天自然干燥相比,很多优点:太阳能干燥器,可以充分利用太阳能,节好常规能源,有效地提高干燥温度,缩短干燥时间,干燥物可避免泥沙,灰尘的污染,不会因为天气变化而变质,以而可得到优质产品,有利于环境保护。
物料干燥的目的,是除去其中多余的水分以便于加工、运输、贮藏和使用。
二、太阳能干燥的应用太阳能干燥技术,在我国研究、应用已有多年的历史,又是一个新发展起来的产业,具有非常良好的前景。
太阳能干燥在农副产品方面的应用较多如浴物、蔬菜、水果、挂面、烟叶、木才、中草药材、人参、鹿茸等产品的干燥,在水产方面有鱼、虾类。
在轻工产品方面有蚕丝、橡胶、唐三彩瓷器,制鞋等产品的干燥,另外利用太阳能做陈醋,发酵制大酱等方面也都可以利用太阳能干燥进行,同时在这些方面已取得了积极的成果的应用。
在国外如日年菲律宾,美国也有广泛的应用。
在国为山西省、黑龙江、哈尔滨、昆明、济南、安徽连云港等地却有广泛的应用。
内蒙古农牧学院林维申教通过20多年的研究,广州能源所也在这方面作了较多的工作和探索。
还年来我国已由试验研究发展到推广应用阶段。
三、太阳能干燥的基本原理太阳能干燥的过程,就其机理来说,它是利用热能使用体物料中水分汽化,并扩散到空气中去的过程,是一个传热传质的过程。
太阳能干燥就是使被干燥物料直接吸收太阳能或通过太阳空气集热器所加热的空气,进行对流传热,间接地吸收太阳能,物料表面获得热能后,再传至物料内部,水分从物料内部以液态或汽态方式扩散,透过物料层而达到表面,然后通过物料表面的气膜而扩散到热汽流中,通过这样的传热传质过程,使物料逐步干燥。
完成这样过程的条件是必须使被干燥物料表面产生水汽(或其他水蒸汽)的压强大于干燥介质中水汽(或其他水蒸汽)的分压,压差愈大,干燥过程进行的愈迅速。
所以,干燥介质及时地将汽化的水汽带走,保持一定的汽化水分的推动力。
太阳能空气热烘干项目介绍
太阳能空气热烘干项目介绍太阳能热烘干技术基于太阳能的可再生特性,能够充分利用太阳的能量资源。
与传统的热烘干方式相比,太阳能空气热烘干项目具有以下几个显著的优势:1.环保节能:太阳能是一种清洁的能源,使用太阳能进行烘干不会产生污染物及二氧化碳等有害气体,能够有效减少对环境的影响。
同时,太阳能空气热烘干技术采用热泵循环系统,能够将热能充分回收利用,提高能源利用效率,实现节能减排。
2.高效快速:太阳能空气热烘干能够根据物体不同的烘干需求进行调节,实现精确的温度控制。
通过合理的烘干参数设置,可以使烘干过程更加高效快速,缩短烘干时间,提高生产效率。
3.适用范围广:太阳能空气热烘干技术适用于各种不同类型的物体烘干,包括但不限于农产品、木材、制药原料、纺织品等。
该技术可以根据不同物体的特性和烘干要求进行灵活调整,满足不同产业的烘干需求。
4.操作简便:太阳能空气热烘干设备操作简单,只需将物体放入设备内部,通过设置合适的烘干参数,即可实现自动烘干过程。
操作人员只需定期对设备进行维护和清洁即可,降低了操作难度和维护成本。
太阳能空气热烘干项目可以应用于多个领域,具有广阔的市场前景。
在农业领域,太阳能空气热烘干设备可以用于对农产品的烘干,如粮食、蔬菜、水果等。
通过热烘干,可以有效延长物品的保鲜期,减少物品的损耗,提高农产品的质量和附加值。
在工业领域,太阳能空气热烘干设备可以用于对工业原料和产品的烘干处理,如木材、纺织品、制药原料等。
通过太阳能热烘干,可以提高产品的加工效率和质量,降低生产成本,增加企业的竞争力。
此外,太阳能空气热烘干技术还可以应用于环境保护领域。
例如,可以用于处理污水和固体废物的烘干,将其转化为可再利用的资源,实现资源的循环利用和减少对环境的污染。
总之,太阳能空气热烘干项目是一种环保、高效、灵活的烘干方式,具有广泛的应用前景。
在未来的发展中,随着能源资源的逐渐紧缺和环保意识的不断提高,太阳能热烘干技术将会得到更广泛的应用和推广,为各行业提供可持续、高效的烘干解决方案。
太阳能热泵联合干燥装置在干燥领域的比较优势
太阳能热泵联合干燥装置在干燥领域的比较优势利用丰富的太阳能,是解决能源危机的重要手段之一,随着国家政策的扶持力度不断加大。
利用太阳能干燥农作物得到了日益重视。
我国是个太阳能丰富的国家,有效利用太阳能对我国意义重大。
利用太阳能干燥农作物既有优势也有劣势,优势在于廉价、节能、环保,劣势在于对天气依赖大稳定性差,所以利用太阳能干燥一般要配上辅助热源,从节能、环保与生产效率来看,太阳能与热泵联合干燥是值得推荐的。
二、太阳能干燥技术应用概况早在七、八十年代,太阳能干燥试验装置就在一些国家出现,初期大都以小型装置为主,多为温室型、半温室型以及小规模集热器型。
后来逐渐出现的大型干燥装置,主要以集热器型为主,因为集热器型有利于与常规能源结合、有利于做大且廉价,据报道,国外已经建成集热面积超过500m<sup>2</sup>的大型太阳能干燥装置。
在我国,随着能源、环境的压力越来越大,近十年来,太阳能干燥技术得到很大发展,采光面积在200m<sup>2</sup>以下的中小型太阳能干燥装置蜂拥而现,采光面积在500m<sup>2</sup>到600m<sup>2</sup>的干燥装置也有多座出现。
干燥的农作物有粮食、蔬菜、果品、木材,发展到干燥贵重中药材、鲜花、茶叶等。
以下是近年来关于干燥的文献,从中可以看出一些太阳能干煤的发展趋势。
1、利用温室型太阳能干煤装置干燥果脯,温室型太阳能干燥装置适合于温度较低的干燥作业,果脯直接受太阳照射,色泽更鲜亮,可提高商品质量;对电力供应的依赖性教小,既可自然通风,也可强制通风排湿。
2、太阳能与电加热组合干燥小麦,采用平板型空气集热器,可以满足小麦干燥的工艺要求,节能降耗,减少污染,有显著的环境效益。
3、无核紫葡萄太阳能干燥,采用空气集热器一温室型太阳能干燥装置,与自然晾晒相比,干燥周期缩短为原来的1/3,干燥质量也有大幅度的提高。
太阳能热泵烘干方案
太阳能热泵烘干方案
1. 你知道吗,太阳能热泵烘干方案简直太神奇啦!就像给物品洗了个温暖舒适的阳光浴一样。
比如咱晒粮食,以前靠天吃饭,现在有了这,随时都能烘干,多方便啊!
2. 想象一下,衣服洗完能快速用太阳能热泵烘干,再也不用看天气脸色啦!这感觉太爽了吧!太阳能热泵烘干方案,不就是咱的大救星嘛。
3. 太阳能热泵烘干方案啊,这可是新时代的好东西呀!就像给我们的生活开了一扇方便之门。
比如说烘干水果干,又快又好,味道还超棒呢!
4. 哎呀呀,太阳能热泵烘干方案能解决好多问题呢!好比潮湿的木材经过它就变得干爽好用啦。
这不就是我们一直想要的高效方法嘛!
5. 你有没有想过,有了太阳能热泵烘干方案,很多事情都变得超级简单啦!像那些受潮的书籍,用它烘一下就焕然一新了,多神奇呀!
6. 嘿,太阳能热泵烘干方案真的超厉害的哟!它就像一个勤劳的小助手,随时帮我们把东西烘干。
比如烘干中药材,效果那叫一个好哇!
7. 哇塞,太阳能热泵烘干方案绝对是个宝贝呀!这不就跟给物品加了个温暖的保护罩似的。
比如说烘干海产品,保持了鲜度又便于储存,多棒呀!
8. 太阳能热泵烘干方案,就是我们生活中的好帮手呀!不用不知道,用了吓一跳,效果太好了呀!我觉得这真的是一项超棒的技术,谁用谁知道!。
909热泵真空干燥概要
909热泵真空干燥概要lengrekeji(冷热科技)真空干燥原理与特点真空干燥通常分真空冷冻干燥和真空常低温干燥(非冷冻),此处指后者。
原理真空干燥基本原理真空干燥过程中,通过真空泵的抽吸作用,使物料处于低压环境中(通常1000~20000Pa,约为大气压的1%~20%,物料干燥温度可10~60℃),物料通过导热、微波、红外等加热后,其中水分汽化为水蒸气排出物料后直接被抽走(水蒸气中含有少量物料中及干燥装置渗入的空气等不凝气体)。
特点快速。
由于排出物料表面的水蒸气直接被真空泵吸走,可使物料具有较高的干燥速率。
蓬松。
由于物料干燥速率较快,且物料表面不易形成硬皮,干燥产品易形成蓬松结构。
低温。
低压下,物料在较低温度下其中的水分就可以汽化,便于实现热敏物料的低温干燥(如干燥器内压力1600Pa时,物料温度14℃时其中水分可汽化)。
低氧。
干燥过程中物料周围环境中主要为水蒸气(含少量空气等不凝气体),近似为无氧环境,有利于对物料中易氧化成分的保护。
能耗。
干燥器结构设计合理时,真空干燥过程中提供给物料的能量基本全部用于使物料中水分汽化,干燥过程热效率接近100%,远高于普通热风干燥(通常30%~70%),但装置运行时真空泵也需要消耗部分电能,通常高于普通热风干燥中的风机能耗。
设计制造及维护要求较高。
装置设计制造时需要考虑承压、密封等要求,进出料及仪表接口等也需要特殊设计。
典型真空干燥器多数干燥器都可实现真空干燥,常用的真空干燥器如真空干燥箱、真空带式干燥器、真空耙式干燥器、双锥真空干燥器等。
热泵真空干燥常规真空干燥装置中,一方面需要消耗很多能量来加热物料,另一方面干燥器排出的水蒸气中含有大量潜热排入环境(用冷凝器、冷却塔等使大部分水蒸气冷凝),再一方面水环真空泵吸入的部分水蒸气使循环水温度升高,也需要配置散热设备把热量排入环境保证循环水温度(通常应10~35℃,可采用冷却塔或空冷器等,夏季气温较高区域可能需要配置制冷机),如下图。
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太阳能热泵干燥概述
作者:张文荣
来源:《无线互联科技》2013年第06期
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。
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