太阳能-热泵联合干燥技术的研究现状

太阳峪-热联干技术的研究现状许彩霞，张璧光，常建民，高建民，伊私、林，张双保（北京林业大学，北京100083）出了几点建议。
为尽可能经济地干燥木材，以节约能源和木材，世界上许多国家出现了开发利用太阳能的热潮。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。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C2和S2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。
热泵干燥（亦称除湿干燥）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。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。
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，经济效益提篼，干燥时间缩短，干燥工况对气候的依赖性减少。这种太阳能-除湿干燥机组在篼达82.2X：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。随后研究人员开始研究太阳能-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-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-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。
1994年，昆明建筑木材厂采用太阳能-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3（TC（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，应用范围较广。
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佳效益。
为了充分发挥太阳能-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，并不断提篼控制水平，实现智能化控制。
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40~70t\"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C2和SCh等。而太阳能-热泵联合木材干燥技术可以有效的提篼一次能源的利用率，减少CCh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-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。