太陽能輔助熱泵干燥監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與性能試驗

【摘要】：隨著世界人口的增長、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對能源的需求將持續(xù)增長。干燥是一項高能耗的工藝過程，在工業(yè)生產(chǎn)中干燥能耗高達(dá)12%，占全部生產(chǎn)費(fèi)用的60%-70%。因此，干燥面臨的問題是保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量減少其能耗。熱泵技術(shù)應(yīng)用于干燥具有顯著節(jié)能效果，但其通常消耗優(yōu)質(zhì)電能，需要消耗大量化石型能源。太陽能是一種清潔的可再生資源，太陽能輔助熱泵干燥，不僅可以節(jié)能減排，而且能克服兩者的缺點(diǎn)，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)的效果。 熱泵干燥是干燥介質(zhì)外循環(huán)與熱泵工質(zhì)內(nèi)循環(huán)的復(fù)雜耦合過程，熱泵干燥參數(shù)諸如溫度、相對濕度的變化將影響整個干燥過程，因而對這些參數(shù)的監(jiān)控是有必要的。通過對基于單片機(jī)或PLC及個人計算機(jī)的熱泵干燥測控系統(tǒng)研究，提出設(shè)計熱泵干燥參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。 設(shè)計了一套基于LabVIEW的熱泵干燥在線監(jiān)測系統(tǒng)，筆記本電腦為主機(jī)，CompactDAQ平臺(其上有NI9205模擬輸入模塊)為從機(jī)，DS溫濕度變送器實(shí)時監(jiān)測，并在電腦屏幕上直觀顯示參數(shù)變化，實(shí)現(xiàn)熱泵干燥參數(shù)監(jiān)測并自動記錄功能。該監(jiān)測系統(tǒng)具有擴(kuò)展性強(qiáng)、便攜性、人機(jī)交互性好等特點(diǎn)。 基于原有溫室型太陽能輔助熱泵干燥裝置，進(jìn)出管道安裝溫濕度變送器，組成太陽能輔助熱泵干燥在線監(jiān)測系統(tǒng)。在晴天和陰天下，以棉布和白蘿卜為試驗材料，分別進(jìn)行有、無太陽能輔助的熱泵干燥性能試驗。14kg濕棉布干燥2h，太陽能輔助熱泵干燥(SAHPD)和熱泵干燥(HPD)最大除濕量6.15kg和4.45kg；最大系統(tǒng)單位能耗除濕量(SMER)值1.66kg/kW·h和1.31kg/kW·h。10.5kg白蘿卜干燥5h，SAHPD和HPD最大除濕量8.7kg和7.5kg；最大系統(tǒng)SMER值分別為0.95kg/kW·h和0.88kg/kW·h。其中，SAHPD和HPD前2h的最大除濕量為5.4kg和3.55kg，所對應(yīng)最大系統(tǒng)SMER值1.44kg/kW·h和1.023kg/kW·h。 在相同物料及質(zhì)量和干燥2h下，SAHPD比HPD的單位時間除濕量（MER）值要高40%左右，能有效縮短干燥時間；相同條件下，SAHPD系統(tǒng)SMER值要比HPD高30%左右，即消耗等量的電能，SAHPD能處理更多的濕物料，節(jié)能效果顯著。 【關(guān)鍵詞】：太陽能輔助 熱泵干燥 LabVIEW 監(jiān)測系統(tǒng) 性能試驗
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TQ051.892
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 研究目的和意義11-14
• 1.2 國內(nèi)外研究概況14-20
• 1.2.1 國外相關(guān)研究14-16
• 1.2.2 國內(nèi)相關(guān)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3 研究主要內(nèi)容20
• 1.4 本章小結(jié)20-21
• 第2章 熱泵干燥參數(shù)測控系統(tǒng)研究21-32
• 2.1 熱泵干燥基本原理21-24
• 2.1.1 熱泵系統(tǒng)制冷循環(huán)22-23
• 2.1.2 干燥系統(tǒng)空氣循環(huán)23-24
• 2.2 熱泵干燥參數(shù)的調(diào)控24-26
• 2.2.1 熱泵干燥調(diào)控目的24-25
• 2.2.2 熱泵系統(tǒng)運(yùn)行理想狀態(tài)25
• 2.2.3 熱泵干燥調(diào)控的目標(biāo)25-26
• 2.3 熱泵干燥參數(shù)調(diào)控方法26-29
• 2.3.1 干燥器中傳熱傳質(zhì)過程調(diào)控27
• 2.3.2 循環(huán)空氣處理過程調(diào)控27-28
• 2.3.3 熱泵除濕過程調(diào)控28-29
• 2.4 熱泵干燥測控實(shí)例29-31
• 2.4.1 熱泵干燥單片機(jī)測控系統(tǒng)29-30
• 2.4.2 熱泵干燥PLC測控系統(tǒng)30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于 LabVIEW 的熱泵干燥參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計32-51
• 3.1 監(jiān)測系統(tǒng)總體方案32-34
• 3.1.1 系統(tǒng)需求分析32-33
• 3.1.2 監(jiān)測系統(tǒng)組成33-34
• 3.2 系統(tǒng)硬件34-38
• 3.2.1 采集用傳感器34
• 3.2.2 信號調(diào)理34-36
• 3.2.3 采集設(shè)備36-38
• 3.2.4 計算機(jī)38
• 3.3 系統(tǒng)軟件38-46
• 3.3.1 LabVIEW軟件39-40
• 3.3.2 NI-DAQmx驅(qū)動程序40-41
• 3.3.3 VISA庫41
• 3.3.4 采集程序編寫41-46
• 3.4 監(jiān)測系統(tǒng)連接46-48
• 3.4.1 硬件連接與調(diào)試46
• 3.4.2 采集系統(tǒng)調(diào)試46-48
• 3.5 采集系統(tǒng)評估48-50
• 3.5.1 精度評估48-49
• 3.5.2 系統(tǒng)穩(wěn)定性評估49
• 3.5.3 其他49-50
• 3.6 本章小結(jié)50-51
• 第4章 太陽能輔助熱泵干燥試驗裝置51-59
• 4.1 裝置總體組成51-52
• 4.2 熱泵除濕系統(tǒng)52-55
• 4.2.1 蒸發(fā)器52-53
• 4.2.2 冷凝機(jī)組53-54
• 4.2.3 干燥室54-55
• 4.2.4 循環(huán)風(fēng)機(jī)55
• 4.3 太陽能輔助供熱系統(tǒng)55-56
• 4.4 熱泵干燥參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)56-57
• 4.4.1 變送器安裝56-57
• 4.4.2 變送器與采集平臺57
• 4.4.3 采集平臺與計算機(jī)連接57
• 4.5 試驗裝置供電系統(tǒng)57-58
• 4.5.1 熱泵干燥裝置供電57-58
• 4.5.2 熱泵干燥監(jiān)測系統(tǒng)供電58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 第5章 太陽能輔助熱泵干燥性能試驗59-73
• 5.1 試驗材料59-60
• 5.1.1 試驗原料59
• 5.1.2 材料預(yù)處理59-60
• 5.1.3 濕棉布與白蘿卜含水特性60
• 5.2 試驗方法60-62
• 5.2.1 除水量測定60-61
• 5.2.2 含水率測定61
• 5.2.3 電能耗測定61
• 5.2.4 環(huán)境溫度測定61
• 5.2.5 溫濕度測定61-62
• 5.2.6 試驗數(shù)據(jù)處理62
• 5.2.7 試驗和天氣條件62
• 5.3 熱泵干燥綜合性能指標(biāo)62-64
• 5.3.1 單位能耗除濕量62-63
• 5.3.2 單位時間除濕量63
• 5.3.3 熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)63-64
• 5.4 結(jié)果與分析64-70
• 5.4.1 試驗結(jié)果64-65
• 5.4.2 太陽能輔助熱泵干燥運(yùn)行特性65-68
• 5.4.3 太陽能輔助熱泵干燥綜合性能指標(biāo)68-70
• 5.5 結(jié)論70-72
• 5.5.1 單位時間除濕量70-71
• 5.5.2 系統(tǒng)單位能耗除濕量71
• 5.5.3 系統(tǒng)性能系數(shù)71-72
• 5.5.4 應(yīng)用范圍及推廣價值72
• 5.6 本章小結(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-76
• 6.1 主要結(jié)論73-74
• 6.2 本研究創(chuàng)新點(diǎn)74-75
• 6.3 問題與展望75-76
• 附錄76-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和科研情況79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83

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木材熱泵除濕干燥機(jī)節(jié)能工藝研究    周永東，張璧光，趙忠信

高溫雙熱源除濕與太陽能組合干燥技術(shù)的研究    張璧光,趙忠信,高建民,霍光青

溫濕度智能數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)的研制    謝光忠,蔣亞東,吳志明,謝丹,陳向東,王濤,張靜泉

親水防蝕處理劑在空調(diào)換熱器表面的應(yīng)用    陳霞

胡蘿卜熱泵干燥特性及數(shù)學(xué)模型的研究    李遠(yuǎn)志,胡曉靜,葉盛英,張文明,范紹凱

熱泵干燥節(jié)能技術(shù)研究與經(jīng)濟(jì)評價    方明,梁明漢

熱泵干燥裝置中干燥介質(zhì)的物性及其應(yīng)用分析    謝繼紅;周紅;陳東;劉冬雪;尹海蛟;

太陽能與熱泵聯(lián)合干燥木材特性的實(shí)驗研究    許彩霞;張璧光;伊松林;高建民;王天龍;

熱泵干燥系統(tǒng)優(yōu)化的理論分析    馬一太,張嘉輝,馬遠(yuǎn)

廣州萬利達(dá)紙品公司采用熱泵干燥技術(shù)效果顯著    林華勇

熱泵干燥裝置的結(jié)構(gòu)分析    謝繼紅;陳東;朱恩龍;許樹學(xué);喬木;

生姜、大蒜干燥動態(tài)特性的實(shí)驗研究    王荷蘭,蘇躍紅,葛新石

氫氣作為熱泵干燥裝置干燥介質(zhì)的分析    陳東;謝繼紅;

熱泵干燥技術(shù)簡介    李旭東,馬軍

羅非魚熱泵梯度變溫干燥試驗研究    胡光華;張進(jìn)疆;

空氣回?zé)岬拈]式熱泵干燥系統(tǒng)實(shí)驗研究    杜塏;徐錫斌;

熱管在熱泵干燥器中應(yīng)用的模擬研究    徐錫斌;韋勇;

低碳農(nóng)產(chǎn)品熱泵干燥加工新裝備新技術(shù)開發(fā)    吳耀森;張進(jìn)疆;劉清化;龔麗;李浩權(quán);

熱管在熱泵干燥器中應(yīng)用的研究    徐錫斌;陳年林;盧定偉;唐玉立;王亞芳;孫大坤;杜塏;

熱泵干燥系統(tǒng)優(yōu)化的理論分析    馬一太;張嘉輝;馬遠(yuǎn);

基于LabVIEW的水產(chǎn)品熱泵干燥測試系統(tǒng)    母剛;張國琛;

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發(fā)展新疆果品干燥技術(shù)對碳排放的影響    李忠新;楊軍;楊莉玲;楊忠強(qiáng);劉奎;劉佳;沈曉賀;

回?zé)嵝涂諝庠礋岜迷谵r(nóng)產(chǎn)品干燥加工中的應(yīng)用    張進(jìn)疆;吳耀森;劉清化;羅喬軍;

食用菌熱泵干燥機(jī)    蔡津生

農(nóng)副產(chǎn)品深加工有“錢”途    

注重創(chuàng)新思維 堅持科技先行    記者　劉寶芝 實(shí)習(xí)生 劉磊

農(nóng)產(chǎn)品加工，國外流行太陽能干燥    崔璐 王香英 竇志浩

真空平板玻璃太陽能干燥房落戶揚(yáng)州    彭曉旭

揚(yáng)州大學(xué)研制成功新型太陽能干燥房    彭曉旭

農(nóng)副產(chǎn)品干燥設(shè)備的選擇和應(yīng)用（二）    四川省農(nóng)機(jī)研究設(shè)計院

圣元公司頻頻攀上科技“親”    魏劍生 李寶成

農(nóng)副產(chǎn)品精深加工設(shè)備市場需求預(yù)測    農(nóng)信

太陽能利用的新途徑    本報記者　 霍峰

熱泵干燥熱力學(xué)分析及典型物料干燥性能研究    張緒坤

兩級壓縮高溫?zé)岜酶稍锬静牡难芯?nbsp;   張振濤

典型冶金物料的微波及組合干燥應(yīng)用研究    李雨

基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的苜蓿固定深層太陽能干燥過程仿真    錢珊珠

城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng)泄漏監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)研究    高華

基于響應(yīng)面方法的立管結(jié)構(gòu)可靠性研究    戴偉

太陽能輔助熱泵干燥監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與性能試驗    王施平

太陽能—熱泵聯(lián)合干燥裝置研制及羅非魚干燥實(shí)驗研究    郭勝蘭

用于干燥列車空調(diào)機(jī)組的熱泵裝置研制    勾姝云

太陽能熱耦合熱泵干燥系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化研究    車本佳

熱泵干燥機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計和試驗研究    馬琳

熱泵干燥裝置的工質(zhì)和（火用）分析研究    李滿峰

中藥干燥裝置的PLC控制系統(tǒng)的研究    張利

油豆角熱泵干燥工藝參數(shù)優(yōu)化的試驗研究    李媛媛

熱泵干燥裝置監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與研究    張建鋒

佛香熱泵干燥過程實(shí)驗及分析    王吉