太阳能热泵概述论文

太阳能热泵概述论文（精选5篇）

太阳能热泵概述论文 篇1

0引言

环境和能源是当今世界两大最被关注的焦点问题。太阳能是源源不断的可利用洁净能源。据估计, 太阳能在21世纪会进入快速利用发展阶段, 并逐渐取代传统能源和核能。世界观察研究所的一项报告指出:太阳能能源将成为全球能源的主流[1]。

1太阳能热泵系统工作原理

1.1 工作原理

太阳能系统是热泵系统耦合太阳能组成的。太阳能热泵系统主要有集热器、蒸发器、冷凝器、压缩机、节流阀、蓄热器等组成, 此系统利用集热器收集太阳能的低温热量, 热量通过热泵被提升到所需温度, 如果需要供应60℃以上的热水, 可以增加电热水器进行热量补充。图1所示太阳能热泵的工作原理。

1.2 集热器

集热器是太阳能系统中的主要部件, J.G.Cervantes[2]能量分析指出, 不可逆损失主要产生在热泵的蒸发器处, 如果减少蒸发器的能量损失就可以减少系统的不可逆损失, 改善热力循环性能。Omer Comakli[3]发现集热器的数目从19个增加到24个时, COP最大可增大34%, 投资可增大71%, 因此集热器的最佳数目要通过投资额和系统的性能高综合考虑。

1.3 蓄热器

太阳能辐射具有不稳定性, 受到纬度、昼夜、季节、气候的影响较大。太阳能系统要解决太阳能的不稳定性和间歇性的问题, 就必须加设蓄热器, 太阳能热泵系统的蓄热器能够将集热器获得的低品位热加以储存。

2太阳能热泵在国内的应用

当今, 太阳能热泵主要在公共建筑上得以应用。西部地区的第一套太阳能热泵在西安一建筑上应用, 此系统由368 m2的集热器和一个地源热泵组成, 每天可提供30t, 55℃的热水。北京月坛体育中心训练馆采用太阳能热泵提供热水, 此系统主要是提供生活热水, 富余热量为泳池加热。此馆每天需要50℃的热水30t。太阳能系统单独可提供全年总热量的73%, 其余的热量由热泵供应。制热时, 太阳能热泵只需小号三分之一的电能, 其余热量来自太阳能[4]。北京建立的天普新能源示范大楼, 使用面积1018 m2的集热器, 夏季可提供个热水120 m3.夏季使用太阳能占总能量的80%。昆明地区使用他养能热泵干燥木材, 每月可节省电费1万元左右, 并且相比传统的干燥方式, 具有干燥质量好, 使用成本低, 除投资少等特点[5]。

3太阳能热泵的特点

3.1 太阳能热泵的优点

太阳能热泵将热泵和太阳能结合起来使用, 弥补了热泵系统的缺点, 提高了系统的利用系数。如果热泵长时间运行, 南方地区夏季派热量大, 使得土壤温度过高, 北方地区冬季吸热量大, 使得土壤温度不断下降, 影响了热泵的正常使用。热泵系统加入太阳能系统后, 就可以使土壤温度得到回复, 热泵的利用系数提高。太阳能热泵在冬季使用时, 通过太阳能提供初步热量可以提高蒸发级的蒸发温度, 还可以防止蒸发器结霜, 提高了系统的COP值[6]。据某建筑测试, 在低温环境-16℃时, 太阳能热泵仍然可以正常运行, -10℃以上的室外温度, 太阳能热泵系统比传统的风冷式热泵运行效率提高30%。

3.2 太阳能热泵的缺点

现行太阳能热泵大致具有一下缺点: (1) 太阳能热泵的除投资偏高, 这就影响了太阳能热泵的推广。 (2) 运行的可靠性。太阳能热泵正在初步发展阶段, 使用还不是很成熟, 太阳能热泵的部件之间匹配要达到最佳的运行效果, 还需要对太阳能热泵的更完善设计和发展。

4结论

太阳能是21世界最具前景的清洁能源。我国地域广阔, 每年日照时超过2000h的区域大约占我国面积的2/3。太阳能热泵兼具了太阳能和热泵的优点, 弥补了彼此的不足, 具有效率高, 耗电少等优点, 具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]安玉彬, 刘旭东, 田永春1二十一世纪中国能源发展的总趋势[J]1能源工程, 1999, (1) :1-41

[2]Cervantes J G, Torres-Reves E.Experiments on a solar assisted heat pump and an energy analysis of the system[J]1Applied Thermal Engineering, 2002, 22 (12) :1289-12971

[3]Comakli Omer, Bayramoglu Mahmut.A thermodynamic model of a solar assisted heat pump systemwith energy storage[J]Solar Energy, 1996, 56 (6) :485-492

[4]周小波.月坛体育中心综合训练馆--太阳能热泵中央热水系统[J].建筑技术, 2005, (3) :49-511

[5]李海燕, 刘祖明.太阳能热泵木材干燥系统[J].太阳能, 2000, (1) :171

[6]李勤, 太阳能—地源热泵空调系统应用研究[J].世界有色金属, 2012 (10) :74-77

太阳能热泵干燥概述 篇2

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。

1.集热器2.集热器风机3.主风机4.干燥室5.干燥物料6.排风机7.余热回收风机8.蒸发器9.压缩机10.节流阀11.冷凝器12.隔板

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。

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

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.

热泵型谷物干燥机技术概述 篇3

热泵型谷物干燥机是由热泵型干燥热风机 (以下简称“热泵热风机”) 和谷物烘干塔二部分组成。实现了粮食烘干不需要燃烧燃料, 不烧火也能烘干粮食。克服了常规干燥机必须燃烧燃料, 不仅污染粮食也污染环境的问题。

热泵热风机目前采用的是最先进的空气源热泵技术, 多模块组合, 自动适应新风温度的变化, 实现了持续从一股自然空气中吸收热量, 再持续加热另一股被干燥机吸走的要加热粮食的空气, 而且热空气温度可以持续达到55℃~60℃。整个热泵热风机工作时都只是制冷系统在选择性地工作, 保证热风温度达到要求。也实现了“0”排放和低能耗。

热泵型谷物干燥机集使用经济性、环保性、安全性于一体。烘干过程无污染、零排放。其操作简单, 安全可靠, 适用性很强, 使用寿命长。

与传统的烘干机相比, 热泵型谷物干燥机具有以下明显优势:

1.安全无忧

不用燃料、不燃烧;用电不烧电;无明火, 不易产生火灾, 更安全。

2.省工省力

烘干自动完成, 过程全程保护, 完成自动停机;一键操作, 操作简便。

3.粮食更优

真正低温烘干;精确水分控制;粮食没有外加有害残留物;粮食品质更优。

4.高效节能

空气能技术移植应用, 消耗1倍的电能产出约4倍以上的热能, 比燃油烘干省80%以上、比燃煤烘干省60%以上。

5.绿色环保

利用热泵技术、实现零排放;对大气无污染、对土壤和水源无污染, 对PM2.5贡献率为零。

6.适应性强

可适应环境温度为-5℃~40℃;可适应灰分多的条件下工作。

7.一机多用

热泵主机可在烘干时产生冷气, 冷气可以再利用。

8.技术创新

(1) 独创开放式热泵加热技术, 从自然风到热风一次加热到位、连续供热风。

(2) 独创根据自然风温自动匹配制冷系统工作台数, 保证风温达到设定值。

(3) 独创吸尘技术, 使热泵能在浮灰多的环境中工作。

(4) 独创低温工作时制冷系统化霜技术, 使得化霜时不会对粮食加湿。

(5) 12项发明专利和9项实用新型专利。拥有完整的知识产权。

太阳能耦合热泵干燥技术 篇4

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

1.太阳能集热器2.集热器风机3.主风机4.干燥室5.干燥物料6.排风机7.余热回收风机8.热泵蒸发器9.热泵压缩机10.热泵节流阀11.热泵冷凝器12.隔板

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。

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

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.

蓄热太阳能风冷热泵技术的应用 篇5

一、系统技术方案及工作原理

1、系统技术方案。蓄热太阳能风冷热泵系统主要包括太阳能热水系统和风冷热泵系统两部分。

1压缩机;2四通阀;3室内翅片管换热器;4单向阀;5消声器;6干燥过滤器;7热力膨胀阀;8过滤器;9截止阀;10三通阀;11室外翅片管换热器;12阳台壁挂式太阳能热水器。

风冷热泵系统由压缩机、室内翅片管换热器、热力膨胀阀、室外翅片管换热器等装置组成。太阳能热水系统采用阳台壁挂式太阳能热水器。阳台壁挂式太阳能热水器主要由大口径真空集热管和U形制冷剂铜管等部件组成。

2、系统工作原理。

由于室外空气温度和太阳辐射强度随季节、天气变化, 因此蓄热太阳能风冷热泵系统会根据具体情况采用直膨式太阳能热泵、风冷热泵及水冷热泵等不同模式运行。

(1) 热泵系统冬季运行。当白天室外空气温度较高, 系统按风冷热泵运行。阀1、2开启, 阀3、4关闭, 四通阀为制热模式, 系统从空气中吸收热量向室内供热。此时, 阳台壁挂式太阳能热水器吸收太阳能, 并将热量蓄存在集热器中;当夜间室外空气温度较低, 系统按直膨式太阳能热泵运行。控制系统自动关闭阀1、2, 使室外翅片管换热器制冷剂通路断开, 阀门3、4打开, 制冷剂直接从太阳能热水器中吸收热量。为防止北方地区冬季低温时太阳能集热器中蓄热介质冻结, 可以添加防冻液。

(2) 热泵系统夏季运行。太阳能热水器与热泵系统单独运行。晴天太阳辐射较强时, 阀1、2开启, 3、4关闭, 太阳能热水器用于制取生活用热水, 四通阀为制冷模式, 系统按风冷热泵运行, 从室内吸收热量, 通过室外翅片管换热器向室外散热;当阴雨天气太阳辐射较弱时, 控制系统自动关闭阀1、2, 室外翅片管换热器制冷剂通路断开, 阀门3、4打开, 系统按照水冷热泵运行, 制冷剂从室内吸收热量直接向从太阳能热水器供热。

二、系统特点及应用

大口径阳台壁挂式太阳能热水器集集热、蓄热一体, 省去蓄热水箱, 结够简单、紧凑, 安装易与建筑结构形成一体化。阳台壁挂式太阳能热水器产水温度可在50度以上, 水量从几十到几百升不等。以水量100L温度50度计算, 对于1HP热泵, 冬季夜间可以有效供热6小时太阳能风冷热泵, 系统简单、安装方便, 有效利用了低品味的太阳能, 一方面改善了冬季风冷热泵运行工况, 另一方面夏季阴雨天气时提高太阳能热水温度, 减少室外环境热污染。该技术的应用充分发挥了阳台壁挂式太阳能热水器及风冷热泵的优势, 弥补了各自的不足, 在节能与环保方面上具有很大优势。

摘要：本文介绍了一种新型太阳能风冷热泵系统及其主要技术特点。该系统结构简单、安装方便, 充分利用了低品位的太阳能, 既可有效改善冬季风冷热泵运行工况, 又可提高夏季阴雨天气时太阳能热水器的热水温度, 对于节约能源和环境保护具有重要意义。

关键词：太阳能,风冷热泵,蓄热

参考文献

[1].罗运俊等.太阳能利用技术.化学工业出版社, 　2005

[2].旷玉辉等.太阳能热泵.太阳能, 　2003 (2)

[3].赵芳等.太阳能热泵多功能复合机试验系统建模与仿真分析.山东制冷空调, 2006 (2)