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【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。直接膨胀系统，太阳能集热器与热泵蒸发器的结合，即制冷剂直接在太阳能集热器吸收太阳辐射和蒸发。在间接型系统的扩展，太阳能集热器和离散通过收集器介质（如使用水，空气，防冻溶液等）在太阳能收集器的吸收，热泵蒸发器将热量传递给蒸发器的制冷剂。
二、太阳能-热泵干燥
（一）太阳能热泵干燥的结构和原理
热泵干燥装置主要由两个部分组成，一个是热泵子系统，另一个是干燥子系统。热泵的组成部分是节流阀、蒸发器（平板太阳能集热器）、压缩机和冷凝器。干燥子系统的组成部分干燥室和风机，而干燥介质主要是空气。干燥介质经过热泵冷凝器吸收热量变为干饱和蒸汽后进入干燥室对物料进行干燥，干燥后变为湿空气进入下一个循环。
干燥器可以分为三类。开式干燥器——从干燥室出来的空气不进入下一个循环而直接排放到大气中，它的缺点是从干燥室出来的空气还含有少量的热直接排放到大气中，不但会对周围环境有影响还会造成余热的浪费，此外，它的干燥介质只能是空气；闭式干燥器——从干燥室出来的湿空气直接进入下一个循环而不排放到周围环境中，缺点是启动时较慢，所以使用这种类型的干燥装置一般都会做出改进；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当中，另一部分则进入下一个循环，缺点是它的干燥介质只能是空气，并且会受环境影响。
（二）太阳能-热泵干燥木材的特点
当使用太阳能加热干燥过程中，效率高，能耗低，导热系数最小的7个或更多，太阳能系统1KW风力涡轮机的功耗，提供更多的热量7千瓦；它良莠不齐热，稳定性差，有一天木材干燥过程中在不同的时间，不同月份，不同的日照条件下的太阳能供热单独太阳能干燥，在干燥室的温度，相对湿度波动很大的影响，受气候条件的影响，这是难以实现的预定的干燥过程。太阳能热泵联合干燥，干燥室温度和相对湿度是稳定的，按照既定的过程基本上可以运行；木材含水率的减少速度快于单独的太阳能干燥，干燥周期均显着高于單独木太阳能干燥周期短提高生产效率。
（三）太阳能-热泵干燥木材与其他干燥方式的比较
除湿与结合使用太阳能采暖系统和热泵，太阳能热泵联合干燥木材。实验结果表明，仅靠太阳能干燥联合干燥能耗比3.8%相结合，太阳能干燥热泵干燥能耗比结合11.8%比14.9%的太阳能干燥干燥时间短，干燥时间和能耗和整个生产效率热泵联合干燥是推荐的方法。因此，它特别适用于中、小型企业， 尤其在我国日照好、气温高的地区， 应用这种太阳能- 热泵木材干燥系统， 效益更加明显。
三、未来前景
（一）节能环保是未来科技发展的要求，太阳能热泵用于木材干燥有很大的发展潜力。
（二）尽管太阳能、热泵的设备初期投资都比较大，但是太阳能设备的后期运行费用则非常低。今后应着重研究太阳能、热泵各循环的优化匹配以及太阳能热泵木材干燥工艺。
（三）改进太阳能热泵储热装置，有助于提高太阳能的利用率，因此今后也应加强太阳能储热问题的研究。[6]
参考文献：
[1] 徐培福，国内太阳能热利用简况，宁海县航运管理所，浙江宁海，315600
[2] 张璧光，谢拥群，国际干燥技术的最新研究动态与发展趋势，北京林业大学材料科学与技术学院，北京，100083；福建农林大学材料工程学院，福州，350002
[3] 徐众浦绍选，太阳能热泵干燥综述，云南师范大学太阳能研究所，云南昆明 650092
[4] 詹长军；太阳能热泵联合干燥装置在干燥领域的比较优势；云南师范大学太阳能研究所；农业工程技术·新能源产业；2010（3）
[5] 李海燕，刘祖明，太阳能—热泵木材干燥系统
[6] 胡传坤，高建民，太阳能热泵研究现状及其在木材干燥中的应用，北京林业大学材料科学与技术学院，北京，100083
【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。直接膨胀系统，太阳能集热器与热泵蒸发器的结合，即制冷剂直接在太阳能集热器吸收太阳辐射和蒸发。在间接型系统的扩展，太阳能集热器和离散通过收集器介质（如使用水，空气，防冻溶液等）在太阳能收集器的吸收，热泵蒸发器将热量传递给蒸发器的制冷剂。
二、太阳能-热泵干燥
（一）太阳能热泵干燥的结构和原理
热泵干燥装置主要由两个部分组成，一个是热泵子系统，另一个是干燥子系统。热泵的组成部分是节流阀、蒸发器（平板太阳能集热器）、压缩机和冷凝器。干燥子系统的组成部分干燥室和风机，而干燥介质主要是空气。干燥介质经过热泵冷凝器吸收热量变为干饱和蒸汽后进入干燥室对物料进行干燥，干燥后变为湿空气进入下一个循环。
干燥器可以分为三类。开式干燥器——从干燥室出来的空气不进入下一个循环而直接排放到大气中，它的缺点是从干燥室出来的空气还含有少量的热直接排放到大气中，不但会对周围环境有影响还会造成余热的浪费，此外，它的干燥介质只能是空气；闭式干燥器——从干燥室出来的湿空气直接进入下一个循环而不排放到周围环境中，缺点是启动时较慢，所以使用这种类型的干燥装置一般都会做出改进；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当中，另一部分则进入下一个循环，缺点是它的干燥介质只能是空气，并且会受环境影响。
（二）太阳能-热泵干燥木材的特点
当使用太阳能加热干燥过程中，效率高，能耗低，导热系数最小的7个或更多，太阳能系统1KW风力涡轮机的功耗，提供更多的热量7千瓦；它良莠不齐热，稳定性差，有一天木材干燥过程中在不同的时间，不同月份，不同的日照条件下的太阳能供热单独太阳能干燥，在干燥室的温度，相对湿度波动很大的影响，受气候条件的影响，这是难以实现的预定的干燥过程。太阳能热泵联合干燥，干燥室温度和相对湿度是稳定的，按照既定的过程基本上可以运行；木材含水率的减少速度快于单独的太阳能干燥，干燥周期均显着高于單独木太阳能干燥周期短提高生产效率。
（三）太阳能-热泵干燥木材与其他干燥方式的比较
除湿与结合使用太阳能采暖系统和热泵，太阳能热泵联合干燥木材。实验结果表明，仅靠太阳能干燥联合干燥能耗比3.8%相结合，太阳能干燥热泵干燥能耗比结合11.8%比14.9%的太阳能干燥干燥时间短，干燥时间和能耗和整个生产效率热泵联合干燥是推荐的方法。因此，它特别适用于中、小型企业， 尤其在我国日照好、气温高的地区， 应用这种太阳能- 热泵木材干燥系统， 效益更加明显。
三、未来前景
（一）节能环保是未来科技发展的要求，太阳能热泵用于木材干燥有很大的发展潜力。
（二）尽管太阳能、热泵的设备初期投资都比较大，但是太阳能设备的后期运行费用则非常低。今后应着重研究太阳能、热泵各循环的优化匹配以及太阳能热泵木材干燥工艺。
（三）改进太阳能热泵储热装置，有助于提高太阳能的利用率，因此今后也应加强太阳能储热问题的研究。[6]
参考文献：
[1] 徐培福，国内太阳能热利用简况，宁海县航运管理所，浙江宁海，315600
[2] 张璧光，谢拥群，国际干燥技术的最新研究动态与发展趋势，北京林业大学材料科学与技术学院，北京，100083；福建农林大学材料工程学院，福州，350002
[3] 徐众浦绍选，太阳能热泵干燥综述，云南师范大学太阳能研究所，云南昆明 650092
[4] 詹长军；太阳能热泵联合干燥装置在干燥领域的比较优势；云南师范大学太阳能研究所；农业工程技术·新能源产业；2010（3）
[5] 李海燕，刘祖明，太阳能—热泵木材干燥系统
[6] 胡传坤，高建民，太阳能热泵研究现状及其在木材干燥中的应用，北京林业大学材料科学与技术学院，北京，100083