CN105043026A - 一种太阳能干燥房 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种太阳能干燥房。针对传统热风干燥设施能耗大的劣势，同时考虑利用干燥后热湿空气含有大量的显热及潜热，提出了一种能够充分利用太阳能的新型干燥房。该干燥房在循环的系统内完成物料脱水干燥过程，并实现能量的循环利用，在技术上做到了更充分利用排气热，回收水蒸气冷凝潜热，进而提高了太阳能的利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热风干燥系统，具体的说，本发明涉及一种利用太阳能来干燥物料的设施。
背景技术
热风干燥设备投资小，方便易行，是一种广泛使用的干燥方法。热风干燥以空气作为载热体和载湿体，使经加热的新鲜空气连续流过带干燥物料(果品、烟叶等)的表面，带走物料中的水分，从而达到脱水干燥的目的。在干燥过程中，为了不断将物料中的水分带走，排除干燥室内的湿热空气中水分的唯一方法就是通风，连续不断地向干燥室持续提供经加热的干燥空气，同时将水分含量高的湿热空气排出。常规热风干燥可采用煤、燃油、生物质能源等常规一次性能源，但是这些能源在燃烧时放出大量的粉尘，碳氧化物，硫化物和多芳烃等污染物，给周围环境带来较大的污染；另一方面，从干燥室里排出来的热湿空气直接排入大气，由于排放的热湿空气含有大量的显热及潜热，因此传统热风干燥设备的能源利用效率一般都很低，最高只有30％～35％。
针对热风干燥等传统干燥方法存在的热效率低、能耗大、自动化程度低、污染环境等问题，本发明采用太阳能热风循环式干燥设施。太阳能是一种清洁的、无穷无尽的可再生能源。太阳能干燥以太阳能代替常规热源来加热空气，通过加热的空气与物料接触并把热量传递给物料，使其水分汽化并被带走。本发明专利能充分利用太阳能，除了一大部分能量进行加热空气干燥外，其他热量加热水供生活使用。
发明内容
本发明专利的目的是提供一种能源利用率高、节能、环保、干燥效果好的太阳能干燥设施。
本发明专利的目的是通过以下技术方案实现的：一种太阳能热风干燥设施，由吸附式干燥机7，太阳能集热器9、保温风管4、保温热水罐10、冷水罐11以及由导热性好的材料制成的干燥房组成；太阳能集热系统由透明覆盖12、吸热面13、保温材料14、通冷水管束15、箱体16构成；太阳能集热器加热的热空气通过保温风管与干燥房连接，保温风管在干燥房的底部，连接一个管式气体分布器，进行向上吹风。
所述的干燥设施中的干燥房由墙壁1、进出料门3及装有排出湿热空气管道的屋顶构成，它们的导热性能很好，能将太阳光能转化为热能使干燥房内温度升高。
所述的吸附式干燥机有二个吸附罐，交替吸附再生。吸附罐内部填充物质为活性氧化铝，当循环风机启动后，风机入口会出现负压区，外界空气就会被吸入，吸入的空气从干燥机空气入口处进入，通过氧化铝床层干燥。整个热风循环的动力由循环风机提供，通过改变循环风机的功率实现对干燥房中空气湿度的控制。当一个吸附罐吸附饱和后就切换另一个吸附罐工作，对吸附饱和的吸附罐进行再生，再生工艺是把吸附饱和的活性氧化铝从吸附罐中取出放入干燥炉中加热至110℃～300℃下烘干再生。
所述的保温热水罐储存由太阳能集热器加热的热水，热水出口连接保温水管供家庭使用；热水罐中有空气换热器，经吸附式干燥机干燥后的空气在热水罐中加热，然后经过循环风机送进干燥房中替换干燥房中的湿热空气。
所述的太阳能集热器中水箱下端进口与冷水罐连接，上端出口连接热水罐，经集热器加热后的热水流进保温热水罐中储存。
所述的冷水罐对干燥房排出的湿热空气进行冷却，吸收排出的湿热空气中的显热和水蒸气冷凝潜热，使冷水进行预热后再进入太阳能集热器水箱中加热，提高太阳能利用效率。
有益效果：在循环的系统内完成物料脱水干燥过程，实现能量的循环利用。在技术上做到了更充分利用排气热，回收水蒸气冷凝潜热，进而提高了太阳能的利用率。本发明在家庭用水的基础上进行改造，把水作为媒介来对空气进行加热，实现对空气加热可控的目的；由于要控制热水罐中水的温度，会不断更换热水罐中的水，则集热器水箱中的水就成活水，这样保温热水罐中的热水不仅可以作为家庭冲凉用水，还可以作为食用水，减少了对食用水加热所需的能耗，从而实现节能；干燥房中中安装有湿度测量仪，能检测到房中空气湿度，通过把湿度数据传给控制器而自动改变循环风机的功率，提高操作的自动化程度。
附图说明
图1是本发明专利的结构示意图；
图中：1-干燥房墙壁，2-温湿测量仪，3-进出料门，4-保温风道，5-保温水管，6-循环风机，7-吸附式干燥机，8-支架，9-平板型太阳能集热器，10-保温热水罐，11-冷水罐
图2是平板型太阳能集热器的结构示意图；
图中：12-透明覆盖，13-吸热面，14-保温材料，15-通冷水管束，16-箱体
具体实施方式
参照图1，本发明专利提供的含有太阳能热风干燥的干燥房，外界空气先经吸附式干燥机7干燥、再在保温热水罐10加热、由循环风机6吹进干燥房更换干燥房中的湿热空气；干燥房出来的湿热空气经冷水罐11冷却后排出；水管中的水先在冷水罐11吸收湿热空气中的显热和潜热预热、再经太阳能集热器9后加热后储存在保温热水罐10中。
太阳能集热系统由透明覆盖12、吸热面13、保温材料14、通冷水管束15、箱体16构成；保温热水罐中装有温度和水位的传感器，通过控制热水罐中的水的温度来控制空气管束中加热空气的温度，对于不同的物料，干燥的最佳温度不同，如对于果品类，最佳干燥温度为40℃～70℃，如果温度过高可能破坏果品的口感，但对于其他待干燥物，干燥温度越高越好；热水罐中的温度传感器测量保温热水罐中的水的温度并把数据传给控制器，当水箱中的温度过高时，控制器会发出指令，PLC控制阀就会打开，冷水罐中的冷水就会流进集热器的水箱中直到保温热水罐中的温度达到最佳温度；水位传感器测量水箱中水的位置并把数据传给控制器，控制器把温度数据、水位数据、以及干燥房中的湿度通过显示器窗口显示，以便进行人工操作，实现人机配合。
本发明专利的工作过程：干燥物料时把待干燥物料放在干燥房隔层上，干燥房墙壁和屋顶吸收太阳能并把太阳能转化为热能，使干燥房中的温度升高，干燥房中的温湿测量仪检测干燥房中湿度并把数据传给控制器，当湿度增加到一定值时，控制器发出指令，循环风机6启动，外界空气被吸入吸附式干燥机干燥，经干燥后变成冷干空气，冷干空气经过太阳能集热器和保温热水罐加热后变成热干空气，热干空气经保温风管吹进干燥房对物料干燥并对干燥房中的湿热空气进行吹扫，干燥房中的湿热空气被排出，经无压冷水罐冷却后的空气温度降低并且伴随着部分水蒸气冷凝，冷却后的空气直接排出。控制器能根据用户设定待干燥物料类型而选择干燥温度，并且还能根据温湿测量仪提供的数据分析干燥房中的温度和湿度，通过改变循环风机的功率达到改变干燥房中温度和湿度的目的。
在该干燥设施中耗能装置为循环风机，其平均功率为0.15KW，实验测得吸热面平均温度为90℃，覆盖玻璃内表面的平均温度为50℃，理论上集热器有效吸热量为428W/m2,效率为57％。
Claims (6)
1.一种太阳能干燥房，其特征在于：干燥房墙壁和屋顶由导热性好的材料制成的，外界空气先经吸附式干燥机7干燥、再在保温热水罐10加热、由循环风机6吹进干燥房更换干燥房中的湿热空气，干燥房出来的湿热空气经冷水罐11冷却后排出，水管中的水先在冷水罐11吸收湿热空气中的显热和潜热预热、再经太阳能集热器9后加热后储存在保温热水罐10中。
2.如权利要求1所述的太阳能干燥房，其特征在于：进入系统中的空气经过吸附式干燥机干燥，吸附式干燥机由二个罐组成，当一个罐工作时，另一个罐进行再生，罐中的工作介质为活性氧化铝吸附剂。
3.如权利要求1所述的太阳能干燥房，其特征在于：水作为太阳能集热器的储能介质，经太阳能集热器加热后的热水储存在保温热水罐中。
4.如权利要求1所述的太阳能干燥房，其特征在于：保温热水罐中包含空气换热器，经吸附式干燥机干燥后的空气在空气换热器中加热，加热后的空气被循环风机送入干燥房中。
5.如权利要求1所述的太阳能干燥房，其特征在于：干燥房中排出的空气在冷水罐中进行换热，冷水罐中的冷水吸收空气余热进行预热后再进入太阳能集热器中加热。
6.如权利要求1所述的太阳能干燥房，其特征在于：干燥房中有温湿测量仪进行温度和湿度数据的采集，控制器能根据用户设定待干燥物料类型而选择干燥温度，并且还能根据温湿测量仪提供的数据分析干燥房中的温度和湿度，通过改变循环风机的功率达到改变干燥房中温度和湿度的目的。
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