2.3 Pengering Pompa Kalor
2.3.5 Klasifikasi Sistematis Pompa Kalor kombinasi Kolektor Surya
2.3.6.1 Energi Surya membantu Sistem Pengering Pompa
Menggabungkan kolektor surya dan HPD di tempat- tempat di mana sumber energi matahari yang melimpah tersedia dapat lebih meningkatkan efisiensi suhu pengeringan dan energi dari sistem pengeringan secara keseluruhan. Koleksi energi surya dan disisihkan untuk penggunaan masa depan dalam bahan perubahan fasa seperti lilin parafin untuk pemakaian energi sensibel udara pengeringan mengakibatkan sarana yang lebih murah dengan menggunakan suhu pengeringan yang lebih tinggi dibandingkan pada sistem
pemanas konvensional. Selanjutnya, sistem tersebut
menawarkan fleksibilitas operasi dengan pompa kalor, tata surya, atau pada kedua sistem saling melengkapi. Sebuah eksperimen kolektor surya mengguncang sistem tempat penyimpanan untuk pengeringan kacang telah dievaluasi oleh Troger dan Butler [107,108].
Chauhan et al. [107,109] mempelajari karakteristik pengeringan ketumbar stasioner dalam kapasitas 0,5 t / bets dalam tempat pengering digabungkan dengan pemanas udara
surya dan unit penyimpanan batuan untuk menerima udara panas selama tidak adanya sinar matahari. Mereka menemukan bahwa untuk mengurangi air rata-rata butir ketumbar dari 28,2 (basis kering) 11,4% (basis kering) membutuhkan 27 jam sinar matahari kumulatif. Menggunakan penyimpanan d panas dari batuan sistem penyimpanan energi, pengurangan kelembaban yang sama dapat dicapai dengan hanya 18 jam kumulatif sinar matahari. Sistem pasokan energi matahari yang diusulkan dalam bagian ini terdiri dari kolektor surya, blower, tangki penyimpanan perubahan fasa, udara-katup, dan pipa seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 6. Tergantung pada jenis bahan pengeringan yang menentukan suhu udara, udara dapat diterbangkan dengan terbuka partial discharge penuh mengedarkan atau modus peredaran debit penuh.
Gambar. 7 menunjukkan susunan skematik pengering surya dilengkapi dengan pompa kalor absorpsi dan penyimpanan panas [110,111]. Sebagian dari entalpi masuk udara luar digunakan interposing sistem pompa 2-untuk menguapkan air disemprotkan dalam evaporator 3. uap air masuk ke dalam air garam disemprotkan ke dalam tangki 4. Pompa 5 mengumpan air garam melalui penukar kalor regenerator 6 menjadi boiler bertekanan tinggi 7. Air dalam boiler disuling dengan bantuan energi matahari yang diperoleh dalam kolektor 10 dan disimpan dalam tangki air 11, dan dengan menggunakan energi tambahan A ke sejauh diperlukan cairan yang kental diarahkan kembali ke tangki 4 melalui regenerator 6. uap air tekanan tinggi mengembun di kondenser 8 dan dengan bantuan sistem penukar pompa kalor 9 menghangatkan udara sehingga kadar air berkurang, yang dipasok ke pengering. Dengan terkondensasi air bertekanan
tinggi mengalir melalui katup ekspansi E mendingin dan tiba di evaporator 3. Sistem ini awalnya dirancang untuk pengeringan kacang.
Gambar 2.6 Pengering Surya untuk kacang dilengkapi dengan pompa
kalor absorpsi dan penyimpanan panas [111].
Gambar. 7 menggambarkan skema sistem yang lengkap dengan pompa kalor [111,112]. Bagian dari udara lembab meninggalkan pengering yang mengalir melalui penukar kalor penguapan 9 dari pompa panas, dan sebagian proporsional kadar air terkondensasi. Masukan panas ke media kerja pompa panas (dilengkapi dengan energi input kompresor 10 dan dengan bantuan penukar panas kondensor 11) dapat diambil ke dalam sistem air panas. Tergantung pada negara sekitar, udara meninggalkan alat penukar kalor 9 dapat dikembalikan untuk memanaskan penukar 6 dari pengering.Dalam kasus pengering terhubung ke sistem energi pemeliharaan ternak pertanian, pompa panas dapat juga digunakan untuk pendinginan susu dan memproduksi air panas pada waktu yang sama.
Gambar 2.7.Sistem Kompleks pengering pompa kalor dikombinasikan dengan surya [111].
Sistem kolektor dengan fluida medium 5 yang dibangun di atas bangunan pengeringan terhubung ke siklus tertutup. Sistem ini dapat memiliki modus operasi yang berbeda. Ketika katup 2 dan 3 ditutup, sistem kolektor bekerja pada alat penukar kalor dengan fluida udara 6 dan berfungsi sebagai pengering 7. Dengan katup 1 dan 3 ditutup, tangki air panas dihangatkan 8. Dalam posisi transisi dari katup 1 dan 2 (katup 3 ditutup), dua mode sebagian dapat beroperasi secara bersamaan. Jika katup 1 dan 4 ditutup, udara pengeringan dipanaskan dalam penukar kalor 6 dengan menggunakan cadangan air panas penyimpan kalor 8. udara meninggalkan pengering memiliki hampir tidak memiliki entalpi yang sama ketika memasuki pengering. Sebagian besar dari entalpi digunakan pada pengeringan dapat kembali dengan kondensasi yang menyerap uap air . Untuk tujuan ini pompa kalor dapat dimasukkan dalam sistem energi.
peralatan Pengeringan surya dibantu dengan pompa kalor dan dikombinasikan dengan penyimpan panas telah dikembangkan untuk pengeringan kacang [113,114].
Sebuah pompa kalor hybrid dibantu pengering surya dengan modul fotovoltaik diusulkan oleh Bhattacharya et al. [115]. Sistem ini dirancang untuk proses pengeringan sayuran dan buah-buahan.
Hawlader et al. [117] dirancang dan dibangun pengering pompa kalor dibantu kolektor surya dan pemanas air, seperti ditunjukkan pada Gambar. 9. eksperimental set-up terdiri dari dua jalur terpisah yang digunakan untuk udara dan refrigerant. Kolektor surya udara, kondensor berpendingin udara, pemanas tambahan, blower, unit pengering , evaporator, dan suhu dan aliran perangkat kontrol berada di jalur udara. Jalur pendingin terdiri dari unit pompa kalor kompresi uap , pada kolektor evaporator, kompresor jenis terbuka yang bekerja bolak-balik, regulator tekanan evaporator, katup ekspansi, tangki kondensor, dan unit fan-coil. Kedua evaporator yang terhubung secara paralel pada katup ekspansi individu. Evaporator 1 bertindak sebagai penangkap uap air dan Evaporator 2 tampil sebagai kolektor evaporator. Sebuah kolektor surya plat datar kosong digunakan sebagai evaporator dan R134a sebagai refrigeran. Nilai-nilai COP, diperoleh dari simulasi dan percobaan yang 7.0, dan 5.0, masing-masing, sedangkan fraksi surya (SF) nilai 0,65 dan 0,61 yang diperoleh dari simulasi dan percobaan, masing-masing.
Dalam studi lain Hawlader dan Jahangeer [118], mempresentasikan kinerja pengering pompa kalor dibantu surya dan pemanas air diselidiki nilai COP 7,5 untuk kecepatan kompresor diamati 1800 rpm . Dalam pengeringan kacang hijau, Nilai rendemen kelembaban 0,65 untuk beban bahan 20 kg dan kecepatan kompresor diperoleh 1200 rpm.
Di Negara China bagian Utara, produk pertanian dapat dipanen atas kelembapan penyimpanan yang aman untuk mencegah kerugian lahan yang berlebihan. Sebuah pengering pompa kalor dibantu sistem surya (SAHP) dengan tangki penyimpanan energi telah diusulkan untuk memenuhi
permintaan di bidang ini. Sistem pengeringan dirancang sedemikian rupa sehingga beberapa komponen dapat diisolasi tergantung pada pola cuaca dan kondisi penggunaan. Kinerja seluruh sistem telah dimodelkan dan diselidiki di bawah hari musim panas khas kota Baoding, China. Hasil menunjukkan bahwa koefisien kinerja (COP) dari sistem pengeringan SAHP adalah 5,369, sementara itu 3,411 tanpa masukan energi surya. Dengan tangki penyimpanan energi, sistem pengeringan SAHP melakukan lebih stabil dan memodulasi ketidak sesuaian antara radiasi matahari dan energi yang dibutuhkan di malam hari. Diskusi lain pada nomor kolektor, waktu pengeringan dan suhu pengeringan juga diproses, yang akan membantu untuk menerapkan sistem di China [119].
Percobaan dilakukan pada pengering pompa kalor dibantu energi surya dengan Hawlader et al. [120] untuk membandingkan kinerja evaporator- kolektor dan kolektor udara yang digunakan dalam sistem surya yang terintegrasi. Ditemukan bahwa evaporator-kolektor yang dilakukan lebih baik daripada kolektor udara dalam sistem pengeringan pompa kalor dibantu surya. Efisiensi kolektor udara dibangkitkan karena laju aliran massa yang lebih tinggi dari udara dan penggunaan alat penangkap uap dalam sistem. Kisaran efisiensi kolektor udara, dengan dan tanpa dehumidifier, ditemukan sekitar 0,72-0,76 dan 0,42-0,48, masing-masing. Ia juga mengungkapkan bahwa efisiensi evaporator-kolektor lebih tinggi dibandingkan dengan kolektor udara dan
meningkat dengan peningkatan laju aliran massa refrigeran. Efisiensi
maksimum evaporator-kolektor 0,87 terhadap efisiensi kolektor udara maksimum yang diperoleh 0,76 .
Gambar 2.8.Skema diagram pengering pompa kalor dibantu surya dan pemanas air [117,118,120].
Gambar 2.9. Skematik diagram Pompa kalor dibantu pengeringan Surya menggunakan kolektor surya multifungsi 126-128].
2.3.6.2 Sistem Pengering Pompa Kalor Hybrid terintegrasi Surya