Вплив використання сонячної енергії на енергоефективність проточних теплонасосних сушарок зерна
DOI:
https://doi.org/10.31548/energiya6(82).2025.019Анотація
Сушіння зерна є необхідним етапом післязбиральної обробки, де використання відновлювальних джерел енергії, зокрема, теплових насосів в комбінації з сонячною енергією є одним із методів підвищення енергетичної ефективності процесу. Наведено стислу інформацію щодо використання теплових насосів у комбінації з різними підходами до використання сонячної енергії. Детально розглянуто схемне рішення проточної сушарки зерна з послідовним використанням двох систем нагрівання сушильного агента: сонячного нагрівача та теплового насоса. У межах статті наведено аналітичну модель для визначення енергетичної ефективності цього схемного рішення та результати обчислень. Подано рекомендації щодо оптимального використання сонячної енергії в комбінації з тепловим насосом для проточних сушарок з рециркуляцією сушильного агента. Результати дослідження будуть корисними для подальших наукових пошуків та розробників сучасних систем сушіння зернових.
Ключові слова: зерносушарка, енергоефективність, рециркуляція, тепловий насос, сонячні колектори, сонячна енергія, рекуперація, проточні сушарки, вологість зерна
Посилання
1. Jimoh, K. A., Hashim, N., Shamsudin, R., Che Man, H., Jahari, M., Onwude, D. I. (2023). Recent advances in the drying process of grains. Food Engineering Reviews, 15, 548–576. https://doi.org/10.1007/s12393-023-09333-7
2. An, J., Xie, H., Yan, J., Wei, H., Wu, Y., Liao, X. (2024). A review of applications of energy analysis: Grain, fruit and vegetable drying technology. Energy Reports, 12, 5482–5506. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.11.037
3. M'Baye, A. (2022). A case study of heat recovery: A heat pump in an industrial site. Journal of Renewable Energy and Sustainable Development (RESD), 8(1), 20–29. https://dx.doi.org/10.21622/RESD.2022.08.1.020
4. Hoque, A., Roy, S., Padhiary, M., Prasad, G., Swain, B., Saikia, P., Saha, D. (2025). Integrating remote sensing and AI in smart greenhouse solar dryers: Enhancing efficiency, traceability, and sustainability in the drying of fruits and spices. Journal of Agriculture and Food Research, 23, 102310. https://doi.org/10.1016/j.jafr.2025.102310
5. Snezhkin Yu. F., Paziuk V. M., Petrova Zh. O., Chalayev D. M. (2012). Heat Pump Grain Dryer for Seed Grain. – Kyiv: TOV Polygraph-Service, 154. (In Ukrainian)
6. Bezrodnyi M. K., Kutra D. S., Vovk V. V. (2012) Thermodynamic analysis of heat pump drying units for grain drying. Technical Thermophysics and Industrial Heat Power Engineering: Collection of Scientific Papers. Dnipropetrovsk: Nova Ideolohiya, 4, 27–40. Access: https://nmetau.edu.ua/file/ttpt_2012_full.pdf (In Ukrainian)
7. Paziuk V. M., Petrova Zh. O., Dub V. V. (2018) Current state of the problem of improving the energy efficiency of the grain seed drying process. Progressive Equipment and Technologies of Food Production, Restaurant Industry and Trade 1, 231–243. Access: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Pt_2018_1_21 (In Ukrainian)
8. Bezrodnyi, M. K., Prytula, N. O., Vovk, V. V. (2025). Heat pump grain drying units. Basic methods for improving the efficiency of grain drying processes. Energy Technologies & Resource, Saving 2, 42–54. https://doi.org/10.33070/etars.2.2025.04 (In Ukrainian)
9. Stankevych H. M., Strakhova T. V., Borta A. V. (2021). Grain Drying: Textbook. Second edition, revised and expanded. Odesa, KP OMD, 248. (In Ukrainian)
10. Bezrodnyi, M. K., Vovk, V. V. (2025). Energy efficiency of through-flow heat pump grain dryers. Energy and Automation, 3(79), 125–142. https://doi.org/10.31548/energiya3(79).2025.125 (In Ukrainian)
11. Yahya, M., Fahmi, H., Hasibuan, R., Fudholi, A. (2023). Development of hybrid solar-assisted heat pump dryer for drying paddy. Case Studies in Thermal Engineering, 45, 102936. https://doi.org/10.1016/j.csite.2023.102936
12. Zou, L., Liu, Y., Yu, M., Yu, J. (2023). A review of solar assisted heat pump technology for drying applications. Energy, 283, 129215. https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.129215
13. Prasanna, N. S., Manjula, B. (2018). Review on drying of agricultural produce using solar assisted heat pump drying. International Journal of Agricultural Engineering, 11(2), 409–420. https://doi.org/10.15740/HAS/IJAE/11.2/409-420
14. Zhang, Z., Li, M., Wang, Y., Li, G., Xing, T., Yao, M., Hassanien, R. H. E. (2024). Study on the performance of heat pump drying system under the synergistic effect of humidity enthalpy enhancement and solar heat storage under low temperature working conditions. Applied Thermal Engineering, 244, 122626.
https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.122626
15. Thomasson, T., Raitila, J., Tsupari, E. (2024). Experimental and techno-economic analysis of solar-assisted heat pump drying of biomass. Energy Reports, 11, 316–326. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.11.062
16. Rybchenko, L. S., Savchuk, S. V. (2023). Components of the radiation regime of solar radiation during droughts for 1991-2020 in Ukraine. Hydrology, Hydrochemistry and Hydroecology, 2(68). https://doi.org/10.17721/2306-5680.2023.2.7
17. Sorabh, A., Raj, K., Lee, D., Sushil, K., Tej, S. (2023). A comprehensive review of techniques for increasing the efficiency of evacuated tube solar collectors. Heliyon, 9(4), e15185. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e15185
18. Ho, C. K., Iverson, B. D. (2014). Review of high-temperature central receiver designs for concentrating solar power. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 29, 835–846. https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.099
19. Cascetta, M., Licheri, F., Merchan, R. P., Petrollese, M. (2023). Operating performance of a Joule-Brayton pumped thermal energy storage system integrated with a concentrated solar power plant. Journal of Energy Storage, 73. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.108865
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Енергетика і автоматика
TЦя робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
