CN105157390A

CN105157390A - 太阳能物料干燥系统

Info

Publication number: CN105157390A
Application number: CN201510596474.1A
Authority: CN
Inventors: 麦耀华; 许颖; 李明; 延小鹏
Original assignee: Beijing Changshenyuan Photovoltaic Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Changshenyuan Photovoltaic Technology Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2015-12-16

Abstract

本发明公开了一种太阳能物料干燥系统，包括太阳能集热器、水箱、干燥器、储能器、锅炉；水箱通过第一水泵和第一阀门连接至太阳能集热器，太阳能集热器通过第七阀门连接至水箱；水箱的出水端通过第四阀门和第四水泵连接至干燥器的进水端，干燥器的出水端通过第九阀门连接至水箱的进水端；水箱通过两个循环支路与储能器相连，储能器的出水端通过第五阀门连接至第四水泵的进水端，储能器的进水端通过第十阀门连接至第九阀门的出水端；锅炉的出水端通过第六阀门连接至第四水泵的进水端，锅炉的进水端通过第八阀门连接至第九阀门的出水端。本发明能够改进现有技术的不足，可以实现在阳光不足的情况下连续工作，提高了干燥效率。

Description

太阳能物料干燥系统

技术领域

本发明涉及物料干燥技术领域，尤其是一种太阳能物料干燥系统。

背景技术

干燥是一种古老的技术，在工业和农业中广泛应用于各种物料的干燥和脱水，但是目前大部分的干燥设备使用煤、天然气或者电力来提供物料干燥所需的热量，消耗大量的非可再生能源，并带来废气、固废和温室气体的排放。目前也有人开发出使用太阳能来实现物料干燥的装置，例如中国发明专利申请CN101038126A和中国发明专利CN102072617B。但是这些装置通常光热转换效率较低，不能连续生产，处理能力较小，而且深受太阳辐射强度的影响，经常“看天吃饭”，在晚上和阴雨天无法工作，在早上、傍晚和冬季大部分时间里效能低下。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能物料干燥系统，能够解决现有技术的不足，可以实现在阳光不足的情况下连续工作，提高了干燥效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种太阳能物料干燥系统，包括，

太阳能集热器，用于吸收太阳能并转化为热能；

水箱，用于储存和传递太阳能集热器收集的热量；

干燥器，用于对物料进行干燥；

储能器，用于对太阳能集热器转化出多余的热量进行储存；

锅炉，作为干燥器的备用热源；

水箱的出水端通过第一水泵和第一阀门连接至太阳能集热器的进水端，太阳能集热器的出水端通过第七阀门连接至水箱的进水端；水箱的出水端通过第四阀门和第四水泵连接至干燥器的进水端，干燥器的出水端通过第九阀门连接至水箱的进水端；水箱通过两个循环支路与储能器相连，一个循环支路包括第十一阀门，另一个循环支路包括第二阀门和第二水泵，储能器的出水端通过第五阀门连接至第四水泵的进水端，储能器的进水端通过第十阀门连接至第九阀门的出水端；锅炉的出水端通过第六阀门连接至第四水泵的进水端，锅炉的进水端通过第八阀门连接至第九阀门的出水端。

作为优选，所述储能器包括竖直埋设在土壤内的若干个U形管道，在埋设有U形管道土壤的表面由上至下依次铺设有硬化层、防水层和保温层。

作为优选，所述U形管道呈放射状排布，U形管道的进水口位于U形管道排布区域的中心，U形管道的出水口位于U形管道排布区域的边缘，U形管道的内侧边长与U形管道的外侧边长之比为9:10。

作为优选，所述干燥器包括箱体，箱体内设置有若干个烘干箱，烘干箱的顶面铺设有疏水玻璃，烘干箱的侧面设置有排风口，箱体的两端设置有链轮，链轮上套接有链条，链条的表面设置有传输带，烘干箱的底部设置有导热水管，导热水管的外侧填充有保温部，箱体的进料侧设置有进料斗，箱体的出料侧设置有收料斗。

作为优选，所述烘干箱的顶部设置有第一刮板，箱体出料侧的底部设置有第二刮板。

作为优选，所述烘干箱的内侧包覆有铝箔岩棉板。

作为优选，所述疏水玻璃倾斜设置，疏水玻璃的最低点设置有集水板。

作为优选，传输带包括有机纤维纺织布层，有机纤维纺织布层表面设置有金属网带，金属网带表面设置有导热陶瓷板，导热陶瓷板表面设置有若干个凸缘，导热陶瓷板的正面设置有光滑层，导热陶瓷板的反面设置有吸热层。

作为优选，所述进料斗的底部设置有给料器，箱体的出料侧固定有活门。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明具有以下优点：

1、由高效率太阳集热板提供热水对物料进行加热干燥，减少电力、煤和天然气等非可再生能源的使用，实现节能减排。

2、该系统采用自动上料装置、传送装置和下料装置，实现物料的自动上料、处理和干燥物料的收集。

3、采用密闭平板式干燥室，对于含水量高的物料，蒸发的水汽可以经冷凝后收集，水可以直接排放或者送入处理设备；干燥室可以接入排风装置，提高干燥效率，尾气可以直接排放或者送入处理设备。

4、大面积连续干燥机构的使用提高设备产能，实现大量物料的干燥处理。

5、使用热能存储装置，收集多余太阳能。

6、热能存储装置和和锅炉结合，保证系统在夜间、阴雨天及阳光不充分的季节持续、稳定运行。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的系统原理图。

图2是本发明一个具体实施方式中储能器的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中干燥器的结构图。

图4是图3中A-A方向的剖视图。

图5是本发明一个具体实施方式中传输带的结构图。

图6是本发明一个具体实施方式中第一刮板的结构图。

图中：1、太阳能集热器；2、水箱；3、干燥器；4、储能器；5、锅炉；6、第一水泵；7、第一阀门；8、第七阀门；9、第四阀门；10、第四水泵；11、第九阀门；12、第十一阀门；13、第二阀门；14、第二水泵；15、第五阀门；16、第十阀门；17、第六阀门；18、第八阀门；19、U形管道；20、硬化层；21、防水层；22、保温层；23、箱体；24、烘干箱；25、疏水玻璃；26、排风口；27、链轮；28、链条；29、传输带；30、导热水管；31、进料斗；32、收料斗；33、第一刮板；34、烘干箱；35、铝箔岩棉板；36、集水板；37、凸缘；38、光滑层；39、吸热层；40、给料器；41、活门；42、保温部；43、有机纤维纺织布层；44、金属网带；45、导热陶瓷板；46、弧形凹槽；47、通风孔；48、回风孔；49、折流板；50、金属丝网层；51、旁路孔；52、金属丝；53、挂钩。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-6，本发明一个具体实施方式包括太阳能集热器1，用于吸收太阳能并转化为热能；水箱2，用于储存和传递太阳能集热器1收集的热量；干燥器3，用于对物料进行干燥；储能器4，用于对太阳能集热器转化出多余的热量进行储存；锅炉5，作为干燥器3的备用热源；水箱2的出水端通过第一水泵6和第一阀门7连接至太阳能集热器1的进水端，太阳能集热器1的出水端通过第七阀门8连接至水箱2的进水端；水箱2的出水端通过第四阀门9和第四水泵10连接至干燥器3的进水端，干燥器3的出水端通过第九阀门11连接至水箱的进水端；水箱2通过两个循环支路与储能器4相连，一个循环支路包括第十一阀门12，另一个循环支路包括第二阀门13和第二水泵14，储能器4的出水端通过第五阀门15连接至第四水泵10的进水端，储能器4的进水端通过第十阀门16连接至第九阀门11的出水端；锅炉5的出水端通过第六阀门17连接至第四水泵10的进水端，锅炉5的进水端通过第八阀门18连接至第九阀门11的出水端。使用时，太阳能集热器1通过水箱2向干燥器3提供热量，对干扰器3内的物料进行干燥。当水箱2内的水温超过最高储存水温时，水箱2与储能器4连通，将剩余的热量传递至储能器4内进行储存。当太阳能集热器1无法提供足够的干扰热量时，通过储能器4对水箱2进行放热，同时，当水箱内的水温过低时，锅炉可以对水箱进行快速加热，来补充干扰所需的热量缺口，从而避免由于光照不足而出现的干燥器无法正常工作的问题。

储能器4包括竖直埋设在土壤内的若干个U形管道19，在埋设有U形管道19土壤的表面由上至下依次铺设有硬化层20、防水层21和保温层22。U形管道19呈放射状排布，U形管道19的进水口位于U形管道19排布区域的中心，U形管道19的出水口位于U形管道19排布区域的边缘，U形管道19的内侧边长与U形管道19的外侧边长之比为9:10。采用中心温度高，周围温度低的储热方式，减小散热。储能地面打井后，竖直安装管道，这样施工简单，不用大面积挖坑就能实现。U形管道19采用放射状的排布方式，相邻两个U形管道19之间的夹角优选为21°，U形管道19的内径不同，采用交错设置的方式，相邻的两个U形管道19的内径之比为3:2。U形管道19的优选配合方式可以提高井下热量的分散均匀度，避免出现局部的热量聚集区，从而提高热量交换效率。

其中，硬化层材质为水泥，防水层材质为SBS防水材料，保温材质为发泡水泥。

干燥器3包括箱体23，箱体23内设置有若干个烘干箱24，烘干箱24的顶面铺设有疏水玻璃25，烘干箱24的侧面设置有排风口26，箱体23的两端设置有链轮27，链轮27上套接有链条28，链条28的表面设置有传输带29，烘干箱24的底部设置有导热水管30，导热水管30的外侧填充有保温部42，箱体23的进料侧设置有进料斗31，箱体23的出料侧设置有收料斗32。烘干箱24的顶部设置有第一刮板33，箱体23出料侧的底部设置有第二刮板34。烘干箱24的内侧包覆有铝箔岩棉板35。疏水玻璃25倾斜设置，疏水玻璃25的最低点设置有集水板36。传输带29包括有机纤维纺织布层43，有机纤维纺织布层43表面设置有金属网带44，金属网带44表面设置有导热陶瓷板45，导热陶瓷板45表面设置有若干个凸缘37，形成泥槽，导热陶瓷板45的正面设置有光滑层38，导热陶瓷板45的反面设置有吸热层39。进料斗31的底部设置有给料器40，箱体23的出料侧固定有活门41。凸缘37的内侧壁上设置有弧形凹槽46，凸缘37顶部设置有竖直向下的通风孔47，通风孔47与弧形凹槽46相连通，通风孔47的中部水平设置有回风孔48，通风孔47的内壁设置有折流板49，折流板49位于回风孔48轴线的延长线上，泥槽底部设置有金属丝网层50，金属丝网层50的一侧与回风孔48之间设置有旁路孔51。第一刮板33的底部设置有金属丝52，金属丝52的底部设置有挂钩53，挂钩53与金属丝网层50选择性挂接。在物料位于传输带29上后，部分物料进入凸缘27形成的泥槽内。由于导热水管30位于传输带29下方，所以物料底部的受热效果好于物料顶部，这就会出现物料受热干燥不均匀的问题。通过设置弧形凹槽46，使得物料在弧形凹槽46的位置形成了“空穴”，这就提高了物料内部潮湿空气的散发速率，金属丝网层50可以提高物料底部的受热面积，从而提高物料内部的热量传递效率。干燥空气从通风孔47进入弧形凹槽46，提高物料内部的气流循环量，从而加快潮湿空气的散发速度。空气流动到折流板49位置时，在折流板49的作用下，形成循环流动的气流，加快了潮湿空气从回风孔48排出的效率。旁路孔51使得物料的底部和上部形成贯通的气体流动通道，从而实现了物料立体式干燥的效果。在第一刮板33对物料进行刮平操作时，挂钩53与金属丝网层50选择性挂接，金属丝52可以利用挂钩53与金属丝网层50重复挂接的作用，对物料进行松动，从而提高了物料内部潮湿空气的散发速度。

本发明可以实现对于太阳能的充分利用，实现干燥设备的连续运行。系统热利用率高，干燥效果好。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种太阳能物料干燥系统，其特征在于：包括，

太阳能集热器（1），用于吸收太阳能并转化为热能；

水箱（2），用于储存和传递太阳能集热器（1）收集的热量；

干燥器（3），用于对物料进行干燥；

储能器（4），用于对太阳能集热器转化出多余的热量进行储存；

锅炉（5），作为干燥器（3）的备用热源；

水箱（2）的出水端通过第一水泵（6）和第一阀门（7）连接至太阳能集热器（1）的进水端，太阳能集热器（1）的出水端通过第七阀门（8）连接至水箱（2）的进水端；水箱（2）的出水端通过第四阀门（9）和第四水泵（10）连接至干燥器（3）的进水端，干燥器（3）的出水端通过第九阀门（11）连接至水箱的进水端；水箱（2）通过两个循环支路与储能器（4）相连，一个循环支路包括第十一阀门（12），另一个循环支路包括第二阀门（13）和第二水泵（14），储能器（4）的出水端通过第五阀门（15）连接至第四水泵（10）的进水端，储能器（4）的进水端通过第十阀门（16）连接至第九阀门（11）的出水端；锅炉（5）的出水端通过第六阀门（17）连接至第四水泵（10）的进水端，锅炉（5）的进水端通过第八阀门（18）连接至第九阀门（11）的出水端。

2.根据权利要求1所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述储能器（4）包括竖直埋设在土壤内的若干个U形管道（19），在埋设有U形管道（19）土壤的表面由上至下依次铺设有硬化层（20）、防水层（21）和保温层（22）。

3.根据权利要求2所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述U形管道（19）呈放射状排布，U形管道（19）的进水口位于U形管道（19）排布区域的中心，U形管道（19）的出水口位于U形管道（19）排布区域的边缘，U形管道（19）的内侧边长与U形管道（19）的外侧边长之比为9:10。

4.根据权利要求1所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述干燥器（3）包括箱体（23），箱体（23）内设置有若干个烘干箱（24），烘干箱（24）的顶面铺设有疏水玻璃（25），烘干箱（24）的侧面设置有排风口（26），箱体（23）的两端设置有链轮（27），链轮（27）上套接有链条（28），链条（28）的表面设置有传输带（29），烘干箱（24）的底部设置有导热水管（30），导热水管（30）的外侧填充有保温部（42），箱体（23）的进料侧设置有进料斗（31），箱体（23）的出料侧设置有收料斗（32）。

5.根据权利要求4所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述烘干箱（24）的顶部设置有第一刮板（33），箱体（23）出料侧的底部设置有第二刮板（34）。

6.根据权利要求4所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述烘干箱（24）的内侧包覆有铝箔岩棉板（35）。

7.根据权利要求4所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述疏水玻璃（25）倾斜设置，疏水玻璃（25）的最低点设置有集水板（36）。

8.根据权利要求4所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述传输带（29）包括有机纤维纺织布层（43），有机纤维纺织布层（43）表面设置有金属网带（44），金属网带（44）表面设置有导热陶瓷板（45），导热陶瓷板（45）表面设置有若干个凸缘（37），导热陶瓷板（45）的正面设置有光滑层（38），导热陶瓷板（45）的反面设置有吸热层（39）。

9.根据权利要求4所述的太阳能物料干燥系统，其特征在于：所述进料斗（31）的底部设置有给料器（40），箱体（23）的出料侧固定有活门（41）。