太阳能热泵干燥系统研究

科技与质量Scienceandtechnologyandquality167质量管理基金项目：陕西国防工业职业技术学院自然科学类研究项目《太阳能-热泵干燥系统的设计与技术研究》的成果之一，（项目编号：Gfy15-26）。【文章摘要】太阳能作为清洁、可再生能源与热泵干燥结合，既解决了热泵干燥耗能的问题，又解决了太阳能不稳定、间歇性的问题，具有很大的开发、利用潜力。【关键词】太阳能；热泵干燥；节能太阳能热泵干燥系统研究王芳王飞腾曹振华陕西国防工业职业技术学院0引言能源利用和环境保护已经成为当今世界的关注的主题，如何合理开发利用能源的同时又能够避免环境受到污染已经成为一个严峻的话题。太阳能是一种无污染、可持续利用的清洁、再生能源，太阳能的利用已被很多国家关注并不断开发利用。端用户消费的云计算资源，包括CPU和存储器等资源；资源调度层是服务请求和响应层,也称为服务决策层,其作用是实时更新可用资源库,正确地处理上层提交过来的云计算服务消费请求。控制层负责用户登入和自助应用的应用服务管理，并控制数据中心及虚拟机的硬件设备。应用层提供统一规范的接口和专用入口通道，向用户提供各类服务，主要包括：虚拟机和虚拟机安全管理服务、自助和定制服务、信息推送服务等。4.2云计算服务模式的应用基础架构即服务包括服务器、存储、网络等，采用虚拟化技术实现服务器、存储、网络、操作系统的虚拟化，进而将计算资源、网络资源、存储资源提供给用户，使用户可以执行任意操作系统和软件。云计算模式在实际中应用可以有多种方式：1）提供虚拟桌面服务：在实际应用中可直接把基础的计算和存储资源开放给用户，采用瘦终端的方式向校园内的老师和学生提供虚拟机，使用用户名和密码登录，并满足软件安装、文件存储、实验实训等各种需求，既方便了办公和教学、提高了工作和学习效率，又节约了资源。2）提供网络虚拟化服务：通过网络虚拟化可实现弹性、安全、自适应、易管理的基础网络，达到提高数据中心的运行效率、业务部署灵活、降低能耗、释放机架空间的目的。例如，凭借网络虚拟化技术，可以在单一物理设施上部署多个封闭的用户组，在逻辑上对其进行隔离，保持网络的可扩展性、可管理性和安全性；凭借路由器集群技术和交换机堆叠技术将多台物理机合并成一台虚拟机，兼容种类繁多的终端设备和通信协议，实现跨设备的链路聚合，便于管理配置和维护，简化拓扑结构，消除网络环路，提高链路的利用率和网络的可靠性。3）提供云存储服务：云存储的类型是内部云存储，有利于降低学校的硬件成本、提高数据的可靠性；提供海量的存储空间，提供跨平台的数据访问服务；提供个性化的存储服务和更先进的数据管理功能，支持数据的共享、数据的备份与同步；校园内的授权用户可以在任何时间、地点，通过任意网络连接的方式安全、方便地存取自己的数据资源获取服务。4）提供弹性计算云服务：利用虚拟化技术整合计算资源，建立弹性计算的应用环境，组成基于弹性计算的数字教学、数字管理、数字科研和数字生活云集群平台，为师生提供虚拟化的计算服务，并开展传统软件（如办公、教务、学工等）向云计算软件的迁移工作，指导校园网用户在弹性计算云服务至上搭建自己的应用。提供Web方式的管理控制台，让用户可通过控制台来管理、配置、监控云服务器，从而大大降低硬件成本和维护成本，并自由地按需使用、按需付费，在校园云计算平台上构建安全可靠、丰富多样、功能强大的应用，为校园用户提供优质的云服务。5结论基于云平台技术的应用，在高校建设当中发挥着重要的作用，对高校信息化建设有着积极的促进作用。通过对高校信息化建设现状的分析，结合云平台技术，设计出一站式云服务平台、云信息服务平台和云计算平台来满足需求。云平台技术就是要为学生和教师提供更加便捷、智能的学习环境，将先进的信息化技术带进大家的学习生活。【参考文献】[1]唐伟,邓烜.数据中心与虚拟化技术[J].信息安全与通信保密.2013(08)[2]王鹤群.云存储的应用[J].记录媒体技术.2008(05)【作者简介】林泓恺（1984-），男，湖北武汉人,硕士，武汉商学院现代教育技术中心实验师，研究方向为计算机网络技术及其应用。图1热泵干燥装置原理图科技与质量Scienceandtechnologyandquality168质量管理我国幅员辽阔，太阳能能源充足，但是我国太阳能的利用主要集中在太阳房采暖和太阳能热水器方面，更多主动式的开发利用正处在初级阶段。热泵干燥在干燥方面的研究已经取得较多的成果和应用，但是热泵干燥主要消耗的是电能，将太阳能和热泵干燥结合起来作为热泵干燥的主要能源来源，在我国的研究也有了初步的发展。将太阳能、蓄热装置结合应用在热泵干燥，既解决了热泵干燥使用清洁、可再生能源的问题，又克服了太阳能间歇性、不稳定性的缺点，具有很大的开发利用潜力。太之1热泵干燥技术1.1热泵干燥技术的原理热泵干燥装置原理图如图1所示。热泵干燥由热泵系统和干燥系统共同组成。热泵由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，制冷剂在蒸发器中吸热，在压缩机中被升压，高温高压的制冷剂蒸汽在冷凝器中放热，通过节流装置制冷剂降压。干燥系统中理想空气从干燥箱中出来达到状态点1（图2），进入蒸发器被冷却，温度下降，相对湿度相对增加，达到点2，空气温度进一步降低时，空气中的水分析出，理想空气沿着饱和线达到3点，除湿后的空气经过冷凝器，温度升高至4点，再次进入干燥箱，用温度较高、湿度较小的空气对物料进行干燥。图2干燥空气循环图1.2热泵干燥技术的应用现状热泵干燥技术在我国已经有了较为成熟的研究，现在热泵干燥已在食品、粮食、种子、木材、纸品等方面取得了较为成功的研究，且已经被某些领域在实践中加以应用。热泵干燥是一种较常规热风干燥较为节能的干燥方式，节能率在40%～70%。热泵干燥在节能方面有着一定优势，但是仍然存在着一定的缺陷：①干燥时间较长，因为热泵干燥一般采用较低的温度进行干燥，因此干燥速度较低，干燥时间也较长。②系统采用制冷剂作为工质，而且系统也有一定的高温高压，如果管路开裂，制冷剂就会泄漏，从而造成一定的危害。③维护要求比较高，热泵干燥机中的设备要定期维护、检修，制冷剂发生泄漏也要及时补充。④干燥规模较小，热泵干燥系统较小，因此干燥物料数量也较少。2太阳能热泵干燥技术太阳能热泵干燥系统由集热器、热泵系统和干燥系统三部分组成。图3是太阳能热泵干燥系统原理图。太阳能热泵干燥系统在热泵干燥系统基础上，增加了太阳能集热器和储热箱。太阳能集热器收集并储存太阳能，从而调节储热箱中的液体流量，蒸发器中的制冷剂工质吸收储热箱的热量后，蒸发吸热并蒸发，进入压缩机的工质升压后进入冷凝器放热，冷凝器放出的热量与风机吸入的室外空气进行热量，从而使得空气升温，被加热后的空气进入到干燥箱进行物料的干燥，吸收了物料水分的空气通过蒸发器侧降温、析出水分，相对湿度降低，再次通过冷凝器侧被升温。天气晴朗，集热器吸收的热量足以达到干燥物料的要求时，可仅仅开启太阳能系统提供能量；阴雨天或者晚上时，启动热泵干燥系统进行除湿；晴天但是太阳能热量不够时，可同事开启太阳能和热泵系统，太阳能集热器吸收的热量不是直接送到物料干燥室，而是送到蒸发器处，使蒸发器内工质吸收热量而蒸发汽化。1.太阳能集热器；2.储热箱；3.节流阀；4.冷凝器；5.干燥房；6.风机；7.压缩机；8.蒸发器图3太阳能辅热泵干燥系统原理图3结论(1)太阳能热泵干燥系统既利用了清洁的可再生能源-太阳能，又对单纯使用太阳能干燥系统受气候影响太大的缺陷进行了弥补，节能效果显著，具有广阔的应用前景。(2)太阳能热泵干燥可干燥物料的范围较广，包括木材、食品、种子、药物、纸质化工原料等。(3)为了更好的克服太阳能对气候依赖性太大的缺点，可增加一定的蓄热装置或者辅助热源。(4)太阳能和热泵之间的转换需要较好的控制方案，已达到最佳的投资运行关系。【参考文献】[1]代建国.太阳能辅助热泵就仓干燥系统关键技术研究[Ｄ].上海:上海交通大学,2009.[2]付立思,孙国凯,王滨,等.热能辅助型太阳能箱式干燥器的设计与试验[Ｊ].农业机械学报,2005,36(8):157～158.[3]TRCW课题组.太阳能一热泵除湿机一微计算机监控联合干燥系统的研究[J].北京林业大学学报,1991,13(3):29一35.[4]李海英,刘祖明.太阳能一热泵木材干燥系统J[].太阳能,2000,[5]旷玉辉,王如竹,于立强.太阳能热泵供热系统的试验研究.太阳能学报,2002,23(4)22[6]赵军,马一太等.太阳能热泵供热水系统的试验研究.太阳能学报,1993,14(4)【作者简介】王芳（1981-）、女、汉族、陕西西安人，助教、2010年毕业于西安工程大学供热、供燃气、通风机空调工程专业，硕士研究生学历，陕西国防工业职业技术学院在职教师，现从事暖通空调教学研究工作。【作者简介】王飞腾（1980-）、男、汉族、陕西渭南人，讲师、2004年毕业于西安科技大学建筑环境与设备工程专业，本科学历，陕西国防工业职业技术学院在职教师，现从事暖通空调教学研究工作。