CN101776377B - 一种利用太阳能的干燥方法及太阳能干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用太阳能干燥木材的方法，包括将待干燥木材放置到干燥箱(8)中；向干燥箱供热以及当通过供热使得干燥箱(8)温度T₂上升并大于木材设定干燥温度T时，停止向所述干燥箱供热，以便在所述设定干燥温度的环境下对木材进行干燥。本发明的可移动的太阳能干燥装置运行稳定，干燥温度能够保持恒定，实现连续干燥；并且干燥能耗显著减少，从而降低干燥成本，且具有较好的干燥质量；本发明方法太阳能转化效率高。

Description

一种利用太阳能的干燥方法及太阳能干燥装置

技术领域

本发明涉及一种太阳热的利用，特别涉及一种工作流体流过集热器的太阳能干燥装置及利用太阳能的干燥方法。

技术背景

能源是经济建设和社会发展的重要物质基础。由于世界对能源需求的日益增长、常规能源的日益短缺、石油价格不断上涨、全球气候变暖以及环境的压力，世界各国为寻求能源安全和人类社会可持续发展，将战略目光转向可再生能源的开发。所以可再生的新能源将成为二十一世纪能源发展的重中之重。而太阳能作为一种清洁、廉价、永不衰竭的可再生能源，正在被各个国家各个行业所重视，并吸引了越来越多的关注。我国的太阳能资源非常丰富，据统计，中国陆地每年接收的太阳辐射总量相当于2.4亿吨标准煤。充分利用太阳能资源是我国实现可持续发展战略，推进资源节约型和环境友好型社会的重要内容之一。

木材干燥是木制品生产过程中最为重要的工艺环节，传统木材干燥过程能耗大，能量利用率低，产生的污染严重，其能耗约占木制品生产总能耗的40％-70％。我国木材干燥行业中，多数属于小、散、落后的状态，能量利用率很低，仅为30％-40％，而且干燥过程产生的污染也是我国环境污染的主要来源，因此我国木材干燥的节能减排任务十分艰巨。

太阳能干燥木材是利用太阳光能转化为热能，从而促进木材中水分蒸发，达到干燥木材的目的。目前，全国太阳能干燥装置的总采光面积大约为15000m²，占全国总干燥能力的0.2％，与近千万平方米保有量的太阳能热水器相比，太阳能干燥设备的发展仍处于落后状态。影响太阳能推广应用的主要原因是太阳能的能流密度低，受气候、季节影响较大，同时低成本的有效贮能问题尚未很好解决。

一般来说，太阳能干燥装置可分为同步式和储能式。由于同步式干燥器随太阳光照射时间的间歇性而延长了干燥时间、降低干燥效率，逐步被储热式太阳能干燥器所替代。常见的储热式干燥装置大体包括其集热室、干燥室、储能室等，工作方法是通过太阳能集热器将空气或液体加热升温后，输送到干燥室内进行干燥。同时，将多余热能通过储能室储能，从而不间断地进行干燥。传统太阳能蓄热方法采用水、鹅卵石等显热储能材料，单位质量储热量较低，储能温度不稳定，所需储热器体积较大。而后出现相变储热体系统，相变储热以高储能密度、易与运行系统匹配、易控制等优点日益成为储热系统的首选。

储热技术的应用可以缓解太阳能供求的不匹配。目前，太阳能储热技术主要分三种：显热储热、化学储热、相变储热。相变储热以高储能密度、易与运行系统匹配、易控制等优点日益成为储热系统的首选方式。相变储热是利用物质的相变潜热来进行热量储存，相对于采用鹅卵石、水等显热储能来说，相变储热具有储能密度高、相变温度稳定、设备体积小等优点。

利用太阳能干燥物料的研究众多，例如：

公开号为CN 101135537A中国专利申请公开了一种整体阵列集热式太阳能干燥装置及其使用方法，该装置包括阵列式太阳能集热器、储能塔、平衡箱、换热器、一号至四号电磁阀、一号至三号循环泵、控制中心，通过控制中心控制一号至三号循环泵、一号至四号电磁阀的工作，分别形成储能循环、集热器工作循环和储能塔工作循环，这三个循环可分别独立工作，也可根据需要组合工作，以达到对太阳能的合理利用及储能。但是，该整体阵列集热式太阳能干燥装置仅通过人为主观的对太阳的强弱进行判断，从而决定控制中心控制系统的加热、储热功能，对太阳能的利用率不高；并且该干燥装置中线路连接复杂，系统工作过程中很难按照预想的循环回路进行，能量在传递过程中损耗较高。

授权公告号为CN20110488Y的中国专利公开了一种蓄热式太阳能干燥设备，它包括太阳能集热器(1)和换热器(3)，太阳能集热器(1)和换热器(3)之间通过管道(12)相连，该设备还包括蓄热器(2)和输送泵(4)，蓄热器(2)通过管道(13，14)分别与太阳能集热器(1)和换热器(3)相连，并组成封闭的循环管路，输送泵(4)设在管道(12)上，管道(12)上设有电磁阀(5)，管道上(13)设有比例阀(8)，该设备采用液体作为换热介质。采用这种设备，可以在利用太阳能干燥的同时，将多余的太阳能蓄起来，蓄热方式是相变蓄热，在夜间或没有太阳光的时候再把这部分热量释放出来进行利用，能够实现连续干燥，但是该蓄热式太阳能干燥设备在使用中存在着以下问题：

1、无论是储热或是干燥回流，液体交换介质都需经过干燥箱形成循环系统。因此干燥箱内的温度控制较差，热量不稳定。同时在冬季、夜晚和连续阴雨天气等太阳光条件不允许下，仅依靠储能热量干燥，无其他辅助热源，实现连续干燥的可控性较差、稳定性不高。

2、传统太阳能集热器循环换热效率不高，太阳能转化热能效率较低。同时，上述结构利用太阳能加热液体换热介质，再通过液体换热介质的流动，将热量带至干燥箱内的换热器处，在换热器处液体换热介质与干燥箱内的干燥介质(湿空气)再进行二次热交换后，才能用于干燥物料。由于两次换热都存在换热损失，干燥效率低，总体能源利用率较低。

3、蓄热器内换热盘管体积固定，仅依靠增减储热介质体积量调节储热量，实际操作中蓄热量可调控性较差，操作不方便。

4、上述结构中为固定安放方式，可移动性较差。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种利用太阳能干燥木材的方法，本发明方法能显著减少干燥能耗，保持干燥温度的恒定，从而降低干燥成本，且具有较好的干燥质量。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种利用太阳能干燥木材的方法，包括以下步骤：

将待干燥的木材放置到干燥箱中；

向干燥箱供热，包括：

优先利用太阳能集热系统收集的热能向干燥箱供热；

在太阳能集热系统对干燥箱供热或者停止对其供热期间，太阳能集热系统收集的热能转为向储热系统供热，使其储存热能；

当太阳能集热系统收集的热能不足以向干燥箱供热时，利用太阳能储热系统储存的热能向干燥箱供热；

当太阳能储热系统储存的热能不足以向干燥箱供热时，利用辅助加热系统的电加热器为干燥箱供热；以及

当通过供热使得干燥箱温度T₂上升至大于或等于木材设定干燥温度T时，停止向所述干燥箱供热，以便在所述设定干燥温度的环境下对木材进行干燥。

其中，通过自动或手动控制系统实时检测干燥箱内的温度T₂、太阳能集热系统的集热箱内的温度T₁和储热系统的储热箱内的温度T₃，控制太阳能集热系统、太阳能储热系统、辅助加热系统向干燥箱的供热，包括以下步骤：

当太阳能集热系统的集热箱温度T₁大于干燥箱温度T₂时，控制太阳能集热系统向干燥箱供热；

当太阳能集热系统的集热箱温度T₁小于干燥箱温度T₂，且储热系统的储热箱温度T₃大于干燥箱温度T₂时，控制太阳能储热系统向干燥箱供热；以及

当太阳能集热系统的集热箱温度T₁和储热系统的储热箱温度T₃都小于干燥箱温度T₂时，控制辅助加热系统的电加热器向干燥箱供热。

特别是，当干燥箱温度T₂大于木材设定干燥温度T且太阳能集热系统的集热箱温度T₁大于储热系统储热箱温度T₃时，控制太阳能集热系统向储热系统的储热箱供热，储存热量。

其中，通过启动干燥箱内的循环风机，促使热空气在干燥箱内循环流动，对木材进行干燥处理。

特别是，所述太阳能集热系统包括收集太阳能的热管真空集热管、将热管真空集热管收集的太阳能转化成可利用热能的集热箱，集热箱包裹在热管真空集热管的上部，所述集热箱内的热管真空集热管上包裹圆环形金属翅片翅片与热管真空集热管同轴。

其中，所述的热管真空集热管的长度为100-200cm，集热箱内的热管长度为20-50cm，热管真空集热管的半径为5-10cm，集热箱内部的热管半径为2-3cm；圆环形翅片的大圆半径为5-10cm，小圆半径为2-3cm。

特别是，所述热管真空集热管呈“V”形排列，即在沿着垂直于热管真空集热管的轴线的截面方向上，热管真空集热管排列成字母“V”型，在字母“V”的每一条斜线上都均匀分布有热管真空集热管，此种排列方式，一方面有利于接收更多太阳能，另一方面使集热箱内换热效果更好。

尤其是，所述的圆环形金属翅片的长度为20-50cm。

其中，所述集热系统的热管真空集热管和集热箱倾斜放置，与地面倾斜角度为30-75度。

特别是，所述的辅助加热系统的电加热器安装在干燥箱底部，通过电加热为干燥系统提供热量。

其中，所述储热系统包括储热箱，置于储热箱内的将热能转变成相变热的储热管。

特别是，储热箱内还包括储热管支架。

其中，所述的储热管通过储热管支架呈叉排或顺排方式排列在储热箱内，实现所述的储热。

特别是，所述储热管叉排方式是指储热管成行排列，相邻的两排的储热管交错排列，并且任何相邻的横向两排之间的两个储热管之间的距离相等；所述储热管的顺排方式是指储热管成行排列，相邻的两排的储热管平行排列，任何相邻两排之间相邻的4个储热管呈正方形排列。

其中，储热管是彼此之间独立的、内部装有相变材料的两端封闭的金属管。

特别是，储热管采用铝质材料，内部装有的相变材料为石蜡。

其中，自动或手动控制系统通过分别安装在集热系统、干燥系统和储热系统中的温度传感器进行所述的实时检测，通过与待干燥木材的设定干燥温度相比较，调控安装在集热系统、干燥系统和储热系统的连接管道上的阀门和离心风机的开启或关闭，实现木材的干燥、热量的储存。

其中，还包括移动系统，通过移动系统使集热系统的热管真空集热管朝向太阳，最大限度的吸收太阳能。

特别是，所述移动系统包括杠杆移动机构、底座和转向轮，其中杠杆移动机构固定安装在底座的一端，拉动或转动干燥装置；转向轮固定安装在底座的下面。

特别是，拉杆呈“T”形结构，由圆形钢管焊接而成，其中较短的呈“T”型结构的横向的钢管是人手握并施加拉力或推力的地方，较长的呈“T”型结构的竖向的钢管通过螺栓与底座的一端相连接，螺栓连接处即为受力点。

本发明另一方面提供一种按照上述方法干燥制得的木材。

本发明的有益效果：

1、本发明方法干燥木材采用太阳能、相变储热和辅助电加热的相互配合，保证了待干燥物料的干燥过程中干燥温度保持恒定，运行稳定，木材干燥效率高，干燥后木材的质量好。

2、本发明方法中采用相变储热材料储存热能。储热系统独立于干燥装置之外，储热系统体积小，但储热能力强，可以常年稳定运行，并且可根据被干燥物料的要求选择不同相变温度的相变材料；另外本发明的储热系统中的储热管采用多排管的相变储热管架，可以根据日照强度和待干燥物料的量决定储热管的用量，具有良好的实用性好。

3采用本发明发明方法干燥木材，成本低，木材可以连续干燥，可以提高木材的干燥质量。在阳光充足的天气，可以在利用太阳能干燥木材的同时，将多余的太阳能储存起来，在夜间或没有阳光的时候利用储存的热能进行木材连续干燥；即使是在连续阴雨天气或冬天，借助辅助的电加热器，实现木材持续干燥。

4、本发明通过自动或手动控制系统，可以实现干燥箱的自动控温，保持干燥箱内温度的恒定，从而实现干燥过程的自动控制以及数据的自动采集，操作方便，节省人力。

5、本发明采用热空气作为换热介质，热空气既是换热介质，也是干燥介质，在干燥过程中只存在一次换热，换热介质的热利用率更高。

附图说明

图1是移动式相变储热木材太阳能装置正面示意图；

图2是图1中A-A的剖视示意图；

图3是图2中B-B的剖视示意图；

图4是翅片、热管真空集热管的放大示意图；

图5是集热箱内圆环形翅片示意图；

图6是叉排式储热管排列示意图；

图7是顺排式储热管排列示意图；

图8是干燥装置自动控制循环流程图；

图9是干燥装置内循环或电加热干燥流程图；

图10是干燥装置储热过程流程图；

图11是干燥装置集热器供热流程图；

图12是干燥装置储热箱供热流程图。

附图标记说明：

1.集热箱；2.管道；3.循环风机；4.电动阀门；5.离心风机；6.电动阀门；7.管道；8.干燥箱；81、82.干燥箱空气出口、入口；83.干燥箱盖；9.管道；10.电动阀门；11.电加热器；12.管道；13.储热箱；131、132.储热箱空气出、入口；133.储热箱盖；14.相变储热管；15.储热管支架；16.管道；17.离心风机；18.管道；19.管道；20.管道；21.木材；22.控制箱；23.不锈钢板支架；24.转向轮；25.拉杆；26.热管真空集热管；27.排气口；28.热管真空集热管冷端；29.翅片；30.隔板；31.热电偶温度传感器；32.底座；

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的具体实施例。

如图1所示，本发明移动式太阳能干燥装置包括通过管道相互连接的集热系统、干燥系统、储热系统和自动或手动控制系统、移动系统五部分，其中，

干燥系统位于储热系统的上部；集热系统、干燥系统、储热系统和自动或手动控制系统固定安装在移动系统上。

集热系统，吸收太阳能，并将太阳能转化成热能储存；干燥系统，连续干燥木材；储热系统，储存集热系统吸收的、超过干燥系统干燥木材所需热量的热能；自动或手动控制系统通过安装在集热系统、干燥系统和储热系统中的温度传感器和管道上的电动阀门、离心风机控制干燥系统、储热系统热能循环，木材干燥和热能储存；

参照图2、3、4、5所示，集热系统包括吸收太阳能的热管真空集热管26、不锈钢板支架23和集热箱1；

集热箱1的箱体由保温材料构成，集热箱1包裹在热管真空集热管26的上部，集热箱内的热管真空集热管上包裹圆环形金属翅片29，翅片与热管真空集热管同轴。

热管真空集热管为呈一体的上下半径不同的圆柱体，长度为100-200cm，集热箱内的长度为20-50cm，热管下部的半径为5-10cm，集热箱内热管上部的半径为2-3cm；圆环形翅片的大圆半径为5-10cm，小圆半径为2-3cm，圆环形金属翅片的长度为20-50cm。

热管真空集热管26的上端包裹的圆环形翅片29，形成热管冷端28，位于集热箱的箱体内，翅片与热管26通过过盈配合套接；热管冷端28将热管26吸收的太阳能传递给换热介质(湿空气)，实现太阳能和热能的转换；翅片29的作用是增大热管真空集热管冷端28的换热面积，使换热介质(湿空气)就从冷端获取更多的热量；

热管真空集热管26倾斜安装于不锈钢板支架23上，与地面倾斜角度为30-75度，不锈钢板支架23的截面呈直角三角形。

热管真空集热管26呈“V”形排列，如图5所示，即在沿着垂直于热管真空集热管的轴线的截面方向上，热管真空集热管排列成字母“V”型，在字母“V”的每一条斜线上都均匀分布有热管真空集热管，此种排列方式，一方面有利于接收更多太阳能，另一方面使集热箱内换热效果更好。

干燥系统包括干燥箱8、循环风机3、隔板30和辅助电加热器11；

干燥箱8箱体由保温材料组成，干燥箱的前部开设封闭盖83，用于装卸木材；

其左端或右端分别设置空气出、入口81、82；顶部还开设排气口27，用于排出木材干燥后的水分；

循环风机3安装在干燥箱8内开设空气出入口的其中一侧，并且位于空气出入口的上部。开启循环风机3使得进入干燥箱8内的干燥热空气在干燥箱内流动顺畅，并使干燥的热空气穿过待干燥木材，加热并干燥木材；

隔板30用于放置待干燥木材，位于干燥箱下部，辅助电加热器11的上面；

辅助电加热器11安装在干燥箱底部，通电加热使干燥箱8升温，弥补干燥箱内热量的不足，使得木材干燥过程能够连续进行，而不中断，因而缩短干燥周期。辅助电加热器主要在冬季、夜晚或者连绵阴雨天时使用。

储热系统包括储热箱13、储热管14和储热管支架15；

储热箱13箱体由保温材料组成，其前部开设有储热箱封闭盖133，用于添加或取出储热管14；其左端或右端分别设置空气出入口131、132；

用于放置储热管14的储热管支架15置于储热箱13内。储热管14是彼此相互独立、两端封闭的、内装有相变材料的圆柱形金属管，以叉排或顺排方式排列，如图6、7所示。

储热管14的叉排方式是指储热管成行排列，相邻的两排的储热管14交错排列，并且任何相邻的横向两排之间的两个储热管之间的距离相等，如图6所示；储热管14的顺排方式是指储热管成行排列，相邻的两排的储热管14平行排列，任何相邻两排之间相邻的4个储热管14呈正方形排列，如图7所示。

本发明的储热管14使用的是铝质材料，其内部装有相变材料石蜡，储热管的长度为30-100cm。

自动或手动控制系统包括热电偶温度传感器31、电动阀门4、6、10、离心风机5、17和控制箱22。

集热系统与干燥系统、储热系统分别以串联方式连接，干燥系统与储热系统相对于集热系统以并联方式连接。

集热箱1收集的热能通过离心风机5、电动阀门4、6和管道2、7传送到干燥系统；通过离心风机5、电动阀门4、10和管道2、9、12传送到储热系统。

集热系统与干燥系统通过管道2、7、19、20，电动阀门4、6和离心风机5相连，形成封闭的循环管路。离心风机5设置在集热箱1和干燥箱8之间。在从集热箱1到离心风机5之间的管道2上还设置有控制管道通断的电动阀门4，电动阀门6为双向阀门，电动阀门4为单向阀门。手动或自动控制系统控制电动阀4、6和离心风机5的开闭状态。

储热系统与集热系统通过管道2、9、12、16、18、20，电动阀门4、10和离心风机5、17相连，形成封闭的循环管路，其中，电动阀门4、10为单向阀门。来自于集热系统的集热箱1中的热能(即传热介质热空气)经过管道2、电动阀门4、离心风机5、管道9、电动阀门10和管道12后进入储热箱13，热空气加热储热箱13中的储热管14及其内部的储热材料，储热材料温度逐渐升高，与此同时将获得的热量以显热的形式储存。当达到储热材料的相变温度后，储热材料开始熔化，并将热量以潜热的形式储存，最后所有的储热材料溶化后，储热材料以液态形式存在，继续加热，获得的热量又以显热的形式储存起来。最终直至储热箱达到设定的温度，冷空气则通过管道16、离心风机17、管道18、20循环回到集热系统的集热箱1内，再次被加热形成传热介质热空气，进行储热循环。

储热系统与干燥系统通过管道7、9、12、16、18、19，电动阀门6、10和离心风机17相连，形成封闭的循环管路。离心风机17设置在储热箱13和干燥箱8之间的管道16、18之间，离心风机17提供由储热系统供热是的空气流动的动力。在从干燥箱8到储热箱13的管道7和9之间设置电动阀门6，电动阀门6为双向电动阀门；在管道9和12之间设置电动阀门10。

集热箱1、干燥箱8、储热箱13中分别设有热电偶温度传感器31，分别实时检测集热箱1、干燥箱8和储热箱13内的温度，热电偶温度传感器31通过电路与自动或手动控制系统22相连，通过自动控制系统控制木材干燥、热能存储过程的顺利进行。

自动或手动控制系统22安装在不锈钢板支架23的垂直于地面的一边上，通过电路和热电偶温度传感器31相连。热电偶温度传感器分别设置在集热箱、干燥箱、储热箱内，测定的集热箱1的温度为T₁；干燥箱8的温度为T₂；储热箱13的温度为T₃；干燥箱8内待干燥木材21的设定干燥温度为T。

自动或手动控制系统通过将热电偶温度传感器31实际测得的温度(即T₁、T₂、T₃、)分别与木材干燥过程中设定的干燥温度(T)进行相互比较，按照不同的比较结果控制干燥设备中的阀门以及离心风机的开启或关闭。

手动或自动控制系统还通过电路与辅助电加热器11相连接，控制辅助电加热器11开启或关闭。

太阳能干燥装置的自动或手动控制循环流程图如图8所示。

移动系统包括拉杆25、底座32和任意转向轮24，拉杆25通过螺栓安装在底座32的一端；任意转向轮24安装在底座32的下面，通过拉动或转动拉杆25，可拉动和转动整个干燥装置，实现整个干燥装置的任意方向的移动，以便最大限度的接收和转化太阳能。

本发明的拉杆25由长、短两根圆柱形钢管焊接呈“T”形结构，其中较短的横向钢管为人手握并施加拉力或推力的地方，较长的竖向钢管通过螺栓与底座32相连接。

下面结合附图8-12详细说明本发明太阳能木材干燥装置的工作过程。

本发明中干燥箱8内待干燥木材21的干燥温度设定为T；自动或手动控制系统的热电偶温度传感器31测定集热箱1内的温度为T₁；干燥箱8的温度为T₂；储热箱13的温度为T₃。

1、待干燥木材放置于干燥箱8内，关闭干燥箱盖83后，将太阳能干燥装置置于阳光下，将热管真空集热管26朝向太阳，以便充分吸收太阳能；

2、打开自动控制系统的电源，通过自动或手动控制箱22设定待干燥木材21的干燥温度T，通过热电偶温度传感器31实时测定T₁、T₂、T₃；

3、自动控制系统根据测定的温度T₁、T₂、T₃的值与木材设定干燥温度T进行比较，进行供热、干燥木材；

①：当T₂≥T，T₁＜T₃时，干燥介质只在干燥箱8内部进行循环，循环风机3开启，自动或手动控制系统控制其余离心风机和电动阀门关闭，干燥介质热空气在干燥箱8内循环流动，干燥待干燥木材21，如图9所示。

②：当T₂≥T，T₁＞T₃时，储热系统储热和干燥系统干燥木材，即自动或手动控制系统控制双向电动阀门6关闭，同时控制电动阀门4、10、离心风机5、17开启。集热箱1内的热能以热空气形式依次经过管道2、电动阀门4、离心风机5、管道9、电动阀门10、管道12进入储热箱13，加热储热管14及管内的相变储热材料，进行储能，传递热能后的空气依次通过管道16、离心风机17、管道18和管道20回流到集热箱1内，在集热箱内再次被加热，形成热空气，循环往复流入储热箱进行热量交换，储存热量，如图10所示。

同时循环风机3开启，干燥介质只在干燥箱8内部进行循环，干燥木材。

③：当T₂＜T、T₁＞T₂时，集热系统为干燥系统供能，干燥木材，即自动控制系统控制电动阀门10、离心风机17关闭，控制电动阀门4、6，离心风机5、循环风机3开启。集热箱1内的热能以热空气形式依次经过管道2、电动阀门4、离心风机5、管道7和双向电动阀门6进入干燥箱8内，为干燥箱8供能，加热干燥箱8内的木材，进行热能交换，换热后的空气依次通过管道19、管道20回流到集热箱1内，在集热箱内再次被加热，形成热空气，循环往复流入干燥箱进行热量交换，直到干燥箱8内的温度T₂≥T，开启循环风机3，干燥木材，如图11所示。

④：当T₂＜T、T₁＜T₂、T₃＞T₂时，储热系统为干燥系统供能，干燥木材，即自动或手动控制系统控制电动阀门4、离心风机5关闭，控制循环风机3，双向电动阀门6、10和离心风机17开启。储热箱13中储存的热量以热空气形式依次通过管道16、离心风机17、管道18、19进入干燥箱8内，为干燥箱8供能，加热干燥箱8内的木材，进行热能交换，换热后的空气依次通过双向电动阀门6、管道7、9、电动阀门10、管道12回流到储热箱13，在储热箱内再次被加热，形成热空气，循环往复流入干燥箱进行热量交换，直到干燥箱8内的温度T₂≥T，开启循环风机3，干燥木材，如图12所示。

⑤：当T₂＜T、T₁＜T₂、T₃＜T₂时，干燥系统的辅助电加热器为干燥系统供能，干燥木材，即自动或手动控制系统控制辅助电加热器11启动，进行电加热，给干燥箱8供能，加热干燥箱内的空气、木材，直到干燥箱8内的温度T₂≥T，开启循环风机3，同时自动控制系统控制其余的离心风机和电动阀门关闭，干燥介质在干燥箱8内循环流动，干燥木材21，如图9所示。

不同温度情况下各离心风机、电动阀门及辅助电加热的工作情况如下：

表1不同流程下风机、阀门及电加热的开关情况

注：×表示关闭状态，√表示开启状态

从以上五种循环流程可以看出，该装置的主要热量来源是太阳能，辅助电加热器11只在最不利的天气条件下启动，这样就可以最大限度的利用太阳能，从而节省电能，降低运行成本。

为了使用方便，此控制系统还附带手动控制部分，可以人为控制各个风机、阀门以及辅助电加热的开关，以满足实际操作中的不同需要。

另外，控制系统可以记录下三个箱体和环境每一时刻的温度变化、每个流程的工作时间以及能耗，以此可以做出不同流程下的运行成本分析，为制定最佳的干燥工艺提供依据。

Claims (9)

1.一种利用太阳能干燥木材的方法，包括以下步骤：

将待干燥的木材放置到干燥箱（8）中；

在木材干燥过程中，向干燥箱（8）供热，包括：

优先利用太阳能集热系统收集的热能直接加热空气，形成热空气，直接向干燥箱（8）供热空气；

在太阳能集热系统对干燥箱（8）供热或者停止对其供热期间，太阳能集热系统收集的热能转为向储热系统供热，使其储存热能；

当太阳能集热系统收集的热能不足以向干燥箱（8）供热时，利用太阳能储热系统储存的热能直接加热空气，形成热空气，直接向干燥箱（8）供热空气；

当太阳能储热系统储存的热能不足以向干燥箱（8）供热时，利用辅助加热系统的电加热器（11）加热干燥箱（8）内的空气，直接为干燥箱（8）供热，其中，所述辅助加热系统的电加热器安装在干燥箱底部，通过电加热为干燥系统直接提供热量；以及

当通过供热使得干燥箱（8）温度T₂上升并大于木材设定干燥温度T时，停止向所述干燥箱供热，以便在所述设定干燥温度的环境下对木材进行干燥；

其中，通过控制连接在太阳能集热系统、干燥箱、储热系统管道上的阀门（4、6）、离心风机（5，17）的开启或关闭，实现直接向干燥箱（8）供热空气、向储热系统供热储能或干燥。

2.根据权利要求1所述的方法，其中通过自动或手动控制系统实时检测干燥箱（8）内的温度T₂、太阳能集热系统的集热箱（1）内的温度T₁和储热系统的储热箱（13）内的温度T₃，控制太阳能集热系统、太阳能储热系统、辅助加热系统向干燥箱（8）的供热，包括以下步骤：

当太阳能集热系统的集热箱（1）温度T₁ 大于干燥箱（8）温度T₂时，控制太阳能集热系统向干燥箱（8）供热；

当太阳能集热系统的集热箱（1）温度T₁ 小于干燥箱（8）温度T_2，且储热系统的储热箱（13）温度T₃大于干燥箱（8）温度T₂时，控制太阳能储热系统向干燥箱（8）供热；以及

当太阳能集热系统的集热箱（1）温度T₁ 和储热系统的储热箱（13）温度T₃都小于干燥箱（8）温度T₂时，控制辅助加热系统的电加热器（11）向干燥箱供热。

3.根据权利要求2所述的方法，其中当干燥箱（8）温度T₂大于木材设定干燥温度T且太阳能集热系统的集热箱（1）温度T₁ 大于储热系统储热箱（13）温度T₃时，控制太阳能集热系统向储热系统的储热箱（13）供热，储存热量。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过启动干燥箱内的循环风机，促使热空气在干燥箱内循环流动，对木材进行干燥处理。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述太阳能集热系统包括收集太阳能的热管真空集热管（26）、将热管真空集热管（26）收集的太阳能转化成可利用热能的集热箱（1），集热箱（1）包裹在热管真空集热管（26）的上部，所述集热箱（1）内的热管真空集热管（26）上包裹圆环形金属翅片（29），翅片（29）与热管真空集热管（26）同轴。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述集热箱（1）内的热管真空集热管（26）呈“V”形排列。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述储热系统包括储存热量的储热箱（13），放置在储热箱内部的储热管支架（15）和用于将热能转变成相变热存储的储热管（14）。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述的储热管（14）通过储热管支架（15）呈叉排或顺排方式排列在储热箱（13）内，实现所述的储热。

9.根据权利要求2所述的方法，其中，所述的自动或手动控制系统，通过分别安装在集热系统、干燥系统和储热系统中的温度传感器（31）测定的温度来调控安装在连接集热系统、干燥系统和储热系统的管道上的阀门（4，6，10）和离心风机（5，17）的开启或关闭，进行所述的实时检测。

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