CN104406393A - 一种新型太阳能干燥系统 - Google Patents

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李明
常伟
王云峰
罗熙
洪永瑞
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Abstract

一种新型太阳能干燥系统，包括太阳能空气集热器、鼓风机、太阳电池、干燥箱、温湿控制仪、阀门、换热器。其特征是：换热器设有第一进风口、第二进风口、第一出风口和第二出风口；太阳能空气集热器的每一根真空集热管内均设有一内插管，内插管穿过热空气流道区联箱顶部后与空气缓冲回流区联箱连接；集热器出风口与干燥箱进风口之间设有一鼓风机；干燥箱内靠近鼓风机一侧设有一空气流道区，另一侧则为物料干燥区；温湿控制仪的感应探头设置于干燥箱的出风口；从干燥箱出风口引出的回风管道分为两支，一支通过第二阀门与换热器的第一进风口连接，另一支通过第一阀门后再分为两路，一路直接与集热器联集箱的进风口连接，另一路通过第三阀门与换热器的第一出风口连接。

Description

一种新型太阳能干燥系统
技术领域
本发明涉及一种新型太阳能干燥系统，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展，人类对能源的消耗也越来越大，但就目前形势而言，一些传统能源如煤、石油、天然气等会造成一定的环境污染，而且这些传统能源正在慢慢枯竭殆尽，因此必须寻求新的能源来取代这些传统能源。太阳能作为一种新兴能源得到了广泛认可和迅速发展，而太阳能干燥作为太阳能热利用领域中的重要分支以其无污染、节能、卫生、简便等优势取代了传统干燥，成为目前国内外重点研究项目之一。太阳能干燥是人类利用太阳能历史最悠久、应用最广泛的一种形式，太阳能干燥是以太阳能代替常规能源来加热介质的过程。
    目前涉及的太阳能干燥系统只包括单一光热的干燥系统，并未与光伏领域进行结合。目前涉及的太阳能干燥系统中的供热部件即太阳能空气集热器，并没有做过多结构上的改进，多为平板式或者真空管式空气集热器。且目前涉及的太阳能干燥系统大多为开式系统，即从干燥室排出的空气直接进入大气，这使得排出湿空气中的大部分有用热量并未得到有效利用；而即使是少数闭式系统，其湿空气也未经排湿处理而直接进入到干燥室内，使得干燥室内空气含湿量并未降低，不仅达不到干燥的目的，相反则会影响整个干燥进程，因此效率并未得到太大的改善；极少部分太阳能干燥系统对排出的湿空气进行了除湿处理然后重新进入干燥系统，但除湿装置过于复杂，提高了干燥成本。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于针对现有的技术缺陷，提出了一种环保、节能、效率高的新型太阳能干燥系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
一种新型太阳能干燥系统，包括太阳能空气集热器、鼓风机、太阳电池、干燥箱、温湿控制仪、阀门、换热器。其特征是：换热器设有第一进风口、第二进风口、第一出风口和第二出风口；太阳能空气集热器的每一根真空集热管内均设有一内插管，内插管穿过热空气流道区联箱顶部后与空气缓冲回流区联箱连接；集热器出风口与干燥箱进风口之间设有一鼓风机；干燥箱内靠近鼓风机一侧设有一空气流道区，另一侧则为物料干燥区；温湿控制仪的感应探头设置于干燥箱的出风口；从干燥箱出风口引出的回风管道分为两支，一支通过第二阀门与换热器的第一进风口连接，另一支通过第一阀门后再分为两路，一路直接与太阳能空气集热器联集箱的进风口连接，另一路通过第三阀门与换热器的第一出风口连接。
    所述太阳能空气集热器空气缓冲回流区与热空气流道区为两个独立联集箱，通过内插管与真空管连接。
所述鼓风机为直流鼓风机，驱动电源来自太阳电池。
所述干燥箱内分为空气流道区与物料干燥区，以带孔挡风板分隔。
所述干燥箱内的带孔挡风板垂直部分的风孔密集程度为自上而下风孔逐步增加，而水平部分的风孔排列为均匀分布，风孔形状可为圆形、方形、三角形等形状。
所述换热器可以是板式换热器，翅片管换热器或其他形式的空-空换热器。
鼓风机的驱动电源来自太阳电池，冷空气在鼓风机的作用下从换热器的第二进风口流入换热器内，经换热器的第一出风口及太阳能空气集热器的进风口进入空气缓冲回流区内；在空气缓冲区内气体流动平稳后沿程分配给每一根铝制内插管，每一根真空管与置于其中的铝制内插管构成一组空气流道，每组流道之间为并联关系，空气进入内插管之后从内插管尾端进入铝制内插管空管构成的环形流道内，空气在内插管及真空管流动过程中进行换热，最后从真空管的出口进入热空气流道区，各组流道流出的热空气在此汇集；从太阳能空气集热器出口流出的热空气在鼓风机的作用下从干燥箱入口进入干燥箱的空气流道区，热空气经带孔挡风板进入干燥箱内的物料干燥区，由于带孔挡板的作用，物料干燥区每个位置的湿热空气含水率接近；干燥后的湿热空气由干燥箱出口流出，经回风管道到达温湿控制仪后，温湿控制仪会根据湿热空气中含水率的多少开启和闭合相关阀门，如果尾气中的含水率不高且可循环利用则开启第一阀门，关闭第二阀门和第三阀门，尾气由回风管道重新进入太阳能空气集热器内；如果温湿控制仪检测到尾气中含水率过高，则关闭第一阀门，开启第二阀门和第三阀门，湿热空气经回风管道由换热器第一进风口流入换热器后，通过换热器内的尾气流道排入大气，每个尾气流道外表面分布大量换热翅片，加强与新进入的干冷空气之间的换热，使得干冷空气以更高的温度在干燥系统内进行循环，实现了湿热空气的余热回收，同时也隔绝了空气中的水分，从而提高了整个干燥系统的效率。
本发明的增益效果是：提出了一种太阳能光伏光热联合的新型干燥系统，通过太阳能空气集热器、鼓风机、换热器、干燥箱的改进，提高了集热器的出口温度，增强了太阳能的综合利用率，增强了尾气的余热回收与再循环，提高整个太阳能干燥系统的干燥效率。
附图说明
图1.本发明实施例的结构原理示意图。
图2.带孔挡风板在干燥箱空气流道区内竖直方向结构图。
图3.带孔挡风板在干燥箱空气流道区内水平方向结构图。
图中，1.太阳能空气集热器，2.真空管，3.内插管，4.空气缓冲回流区，5.热空气流道区，6.太阳能空气集热器进风口，7.太阳能空气集热器热空气出风口，8.鼓风机，9.太阳电池，10.鼓风机进风口，11.鼓风机出风口，12.干燥箱，13.气体流道区，14.带孔挡风板，15.物料干燥区16.干燥箱进风口，17.干燥箱出风口，18.温湿控制仪，19.温湿控制仪感应探头，20a、20b、20c回风管道，21.第一阀门，22.第二阀门，23.第三阀门，24.换热器，25.换热器内尾气流道，26.换热翅片，27.换热器第一进风口，28.换热器第二进风口，29.换热器第一出风口，30.换热器第二出风口，31.风孔。
具体实施方式
一种新型太阳能干燥系统，包括太阳能空气集热器（1）、鼓风机（8）、太阳电池（9）、干燥箱（12）、温湿控制仪（18）、阀门（21、22、23）、换热器（24）。其特征是：换热器设有第一进风口（27）、第二进风口（28）、第一出风口（29）和第二出风口（30）；太阳能空气集热器的每一根真空管（2）内均设有一内插管（3），内插管（3）穿过热空气流道区（5）联箱顶部后与空气缓冲回流区（4）联箱连接；集热器出风口（7）与干燥箱进风口（16）之间设有一鼓风机（8）；干燥箱（12）内靠近鼓风机（8）一侧设有一空气流道区（13），另一侧则为物料干燥区（15）；温湿控制仪(18）的感应探头（19）设置于干燥箱的出风口（17）；从干燥箱出风口（17）引出的回风管道（20a、20b、20c）分为两支，一支通过第二阀门（22）与换热器的第一进风口（27）连接，另一支通过第一阀门（21）后再分为两路，一路直接与太阳能空气集热器联集箱的进风口（6）连接，另一路通过第三阀门（23）与换热器的第一出风口（29)连接。
    所述太阳能空气集热器空气缓冲回流区（4）与热空气流道区（5）为两个独立联集箱，通过内插管（3）与真空管（2）连接。
所述鼓风机（8）为直流鼓风机，驱动电源来自太阳电池（9）。
所述干燥箱内分为空气流道区（13）与物料干燥区（15），以带孔挡风板（14）分隔。
所述干燥箱（12）内的带孔挡风板（14）垂直部分的风孔（31）密集程度为自上而下风孔逐步增加，而水平部分的风孔（31）排列为均匀分布，风孔形状可为圆形、方形、三角形等形状。
    所述换热器（24）可以是板式换热器，翅片管换热器或其他形式的空-空换热器。
 
鼓风机（8）的驱动电源来自太阳电池（9），冷空气在鼓风机（8）的作用下从换热器的第二进风口（28）流入换热器（24）内，经换热器的第一出风口（29）及太阳能空气集热器的进风口（6）进入空气缓冲回流区（4）内；在空气缓冲区（4）内气体流动平稳后沿程分配给每一根铝制内插管（3），真空管（2）与铝制内插管（3）构成一组空气流道，每组流道之间为并联关系，空气进入内插管（3）之后从内插管（3）尾端进入铝制内插管（3）空管（2）构成的环形流道内，空气在内插管（3）及真空管（2）流动过程中进行换热，最后从真空管的出口进入热空气流道区（5），各组流道流出的热空气在此汇集；从太阳能空气集热器出口流出的热空气在直流鼓风机（8）的作用下从干燥箱入口（16）进入干燥箱的空气流道区（13），热空气经带孔挡风板进入干燥箱内的物料干燥区（15），由于带孔挡板的作用，物料干燥区（15）每个位置的湿热空气含水率接近；干燥后的湿热空气由干燥箱出口（17）流出，经回风管道（20a）到达温湿控制仪（18）后，温湿控制仪（18）会根据湿热空气中含水率的多少开启和闭合相关阀门，如果尾气中的含水率不高且可循环利用则开启第一阀门（21），关闭第二阀门和第三阀门，尾气由回风管道（20c）重新进入太阳能空气集热器（1）内；如果温湿控制仪（18）检测到尾气中含水率过高，则关闭第一阀门（21），开启第二阀门（22）和第三阀门（23），湿热空气经回风管道（20b）由换热器第一进风口（27）流入换热器(24)，通过换热器内的尾气流道(25)排入大气，每个尾气流道（25）外表面分布大量换热翅片（26），加强与新进入的干冷空气之间的换热，使得干冷空气以更高的温度在干燥系统内进行循环，实现了湿热空气的余热回收，同时也隔绝了空气中的水分，从而提高了整个干燥系统的效率。

Claims (6)

1.一种新型太阳能干燥系统，包括太阳能空气集热器、鼓风机、太阳电池、干燥箱、温湿控制仪、阀门、换热器，其特征是：换热器设有第一进风口、第二进风口、第一出风口和第二出风口，太阳能空气集热器的每一根真空集热管内均设有一内插管，内插管穿过热空气流道区联箱顶部后与空气缓冲回流区联箱连接，集热器出风口与干燥箱进风口之间设有一鼓风机，干燥箱内靠近鼓风机一侧设有一空气流道区，另一侧则为物料干燥区，温湿控制仪的感应探头设置于干燥箱的出风口；从干燥箱出风口引出的回风管道分为两支，一支通过第二阀门与换热器的第一进风口连接，另一支通过第一阀门后再分为两路，一路直接与集热器联集箱的进风口连接，另一路通过第三阀门与换热器的第一出风口连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能干燥系统，其特征是：太阳能空气集热器空气缓冲回流区与热空气流道区为两个独立联集箱，通过内插管与真空管连接。
3.根据权利要求1所述的太阳能干燥系统，其特征是：鼓风机为直流鼓风机，驱动电源来自太阳电池。
4.根据权利要求1所述的太阳能干燥系统，其特征是：干燥箱内分为空气流道区与物料干燥区，以带孔挡风板分隔。
5.根据权利要求1所述的太阳能干燥系统，其特征是：干燥箱内的带孔挡风板垂直部分的风孔排列方式为自上而下风孔逐步增加，而水平部分的风孔为均匀分布，风孔形状可为圆形、方形、三角形等形状。
6.根据权利要求1所述的太阳能干燥系统，其特征是：换热器可以是板式换热器，翅片管换热器或其他形式的空-空换热器。
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