CN107178989B - 太阳能集热式干燥装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种太阳能集热式干燥装置及其控制方法。该太阳能集热式干燥装置包括：送风装置，包括能够旋转吸收外部气流并对其进行提速加压的风机(1)，以通过提速加压后的气流对物料进行干燥；换热装置(2)，设置在所述风机内部、以对进入所述风机内部的气流进行换热；太阳能集热装置，用于获取太阳能并将获取的能量通过所述换热装置传递给所述风机中的气流、以起到加热气流的作用。根据本发明能够通过太阳能集热装置获取太阳能、并将获取的能量通过换热装置传递给风机中的气流，以起到加热气流的作用，能够有效地对物料起到加热和传热的作用，提高干燥的速率和效率，在干燥程度相同的情况下有效地利用了太阳能、能消耗更加少的能源。

Description

太阳能集热式干燥装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及生物质发电物料干燥技术领域，具体而言，涉及一种太阳能集热式干燥装置及其控制方法。

背景技术

目前，能源和环境问题已成为全球关注的焦点，能源短缺问题是长期困扰人类社会发展的主要问题之一。石油、煤、天然气目前仍是燃料的主要来源。

随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发利用洁净可再生能源已经成为紧迫的课题。面对这种严峻的形式，人类迫切要求寻找新的替代能源，为可持续发展寻求出路。在此背景下，生物质能作为唯一可储存和运输的可再生能源，其高效转换和可洁净利用的优势，受到各国的普遍关注，开发利用生物质能资源迫在眉睫。

在我国，以煤为主要燃料的工业锅炉和生活锅炉，因其在社会生产和生活中的大量使用，不但造成了能源浪费，而且也对环境造成了非常恶劣的影响。据统计：我国每年排入大气的污染物中，80％的CO2、 79％的尘埃、87％的SO2、69％的NOx来源于煤的直接燃烧。针对这种状况，为了提高锅炉热效率和减少污染排放，在改进工业锅炉及配套产品结构的同时，应同时改变工业锅炉长期燃用原煤的状况，发展和推广生物质成型燃料是经济而有效的途径。成型后的生物质燃料燃烧性能得到极大改善，利用效率提高，同时便于储运，扩大了应用范围，且其热值与我国一些地区的层燃炉用煤相当。生物质燃料还具有挥发分高、易燃烧、飞灰少、排渣少、二氧化碳的零排放、SO2和NOx排放低、降低重金属污染物排放、灰渣可还田等优良的环保特性，可称之为绿色能源。生物质成型燃料来源充足，经济，制造成本低廉，比现在价格高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势，利于推广使用。生物质能是可再生能源，在能源日益短缺的今天，开发利用生物质能亦具有重大的能源战略意义。

然而，由于生物质本身水分大、热值低、挥发分高、热稳定性差、燃点低等特性，其中水分含量对其性质的影响较为突出，一般进炉生物质的含水量在45％左右，直接燃烧时，会降低燃烧温度，增加排烟损失，降低锅炉热效率，增加运营成本。

现有技术是通过捂料、挖掘机翻料等传统手段来实现干燥，捂料的过程中会消耗大量碳源，降低生物质热值，翻料过程中则需要投入大量的人力物力，且效果并不理想，投入产出比严重失衡；干燥过程缓慢，导致存料较多，进而增加现金流，使得企业运行困难，在一定程度上来说，由于现有用于干燥生物质的干燥装置需要耗费大量的能源、导致能源消耗量大、成本较高、干燥效果且有限，生产单位迫切需要低成本、高效的生物质燃料干燥系统，以降低其生产成本，提交运营效益。

发明内容

本发明实施例中提供一种太阳能集热式干燥装置及其控制方法，能源耗费少，可以对生物质进行干燥，提高生物质燃烧效率和热稳定性。

为实现上述目的，本发明提供一种太阳能集热式干燥装置，其包括：

送风装置，包括能够旋转吸收外部气流并对其进行提速加压的风机，以通过提速加压后的气流对物料进行干燥；

换热装置，设置在所述风机内部、以对进入所述风机内部的气流进行换热；

太阳能集热装置，用于获取太阳能并将获取的能量通过所述换热装置传递给所述风机中的气流、以起到加热气流的作用。

优选地，所述太阳能集热装置包括太阳能集热器和管路组件，所述太阳能集热器通过所述管路组件连接至所述换热装置。

优选地，所述管路组件包括第一管路和第二管路，所述太阳能集热器的一端能通过所述第一管路连接至所述换热装置、所述太阳能集热器的另一端能通过所述第二管路连接至所述换热装置；且在所述第一管路上设置有第一电磁阀、在所述第二管路上设置有第二电磁阀。

优选地，在所述第二管路上位于所述第二电磁阀与所述换热装置之间还设置有第三电磁阀，且在所述第三电磁阀的两端还并联地连接有并联支路、在所述并联支路上还设置有储水箱。

优选地，所述并联支路与所述第二管路相交的两个端点设为第一端点和第二端点、且所述第一端点相对靠近所述太阳能集热器、第二端点相对靠近所述换热装置，且在所述并联支路上、位于所述第一端点与所述储水箱之间还设置有第四电磁阀、位于所述第二端点与所述储水箱之间还设置有第五电磁阀。

优选地，在所述第一管路上、位于所述太阳能集热器与所述第一电磁阀之间选择第三端点，在所述第二管路上、位于所述第二电磁阀与所述第一端点之间选择第四端点，所述第三端点与所述第四端点之间还连接有第一旁通支路，且在所述第一旁通支路上设置有第六电磁阀。

优选地，在所述第一电磁阀与所述第三端点之间选择第五端点，在所述第二端点与所述换热装置之间选择第六端点，且所述第五端点与所述第六端点之间还连接有第二旁通支路，且在所述第二旁通支路上设置有第七电磁阀。

优选地，在所述第二管路上还设置有水泵。

优选地，所述太阳能集热器为真空管式集热器。

优选地，还包括风能获取装置，包括能在自然风作用下转动的风力叶片装置，所述风力叶片装置包括转轴和设置在所述转轴上的两个以上的叶片，所述转轴能够随着所述叶片的旋转而转动；所述风机能被所述风力叶片装置驱动而旋转。

优选地，所述风力叶片装置与所述风机之间还连接有齿轮箱，所述齿轮箱用于提高所述风机的转速。

优选地，还包括分风管布风装置，其连接在所述送风装置的送风端，用于分配送风装置送来的风、以对物料进行干燥。

优选地，所述分风管布风装置包括进风总管和连接在所述进风总管上的多个第一分风支管，所述第一分风支管上设置有第一出气孔，各所述第一分风支管的进风端设置有控制该第一分风支管风量的控制阀。

优选地，所述分风管布风装置还包括连接设置在所述第一分风支管上的末端分风支管，所述末端分风支管沿着所述第一分风支管的径向延伸，且在所述末端分风支管上沿末端分风支管的径向也设置有多个第二出气孔。

本发明还提供一种太阳能集热式干燥装置的控制方法，其使用前述的太阳能集热式干燥装置，对物料进行干燥处理。

优选地，当同时包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀和水泵时，当干燥装置处于白天运行模式时，打开水泵运行，关闭第六电磁阀、第一电磁阀和第三电磁阀，打开第二电磁阀、第七电磁阀、第五电磁阀、第四电磁阀，水经太阳能集热器，进入储水箱，利用太阳能对出水箱内部的水进行加热。

优选地，当储水箱内的水温度接近预设值时，启动第二种运行模式，打开第二电磁阀、第一电磁阀、第三电磁阀，关闭第六电磁阀、第七电磁阀、第五电磁阀、第四电磁阀，热水经过太阳能集热器，经第一管路和第一电磁阀进入换热装置，随后经第二管路返回至所述太阳能集热器。

优选地，当同时包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀和水泵时，当干燥装置处于夜间运行模式时，打开水泵，且打开第六电磁阀、第一电磁阀、第五电磁阀、第四电磁阀，关闭第二电磁阀、第七电磁阀、第三电磁阀，使得储水箱内的热水被循环输送至换热装置，然后再返回至储水箱，以此实现夜间不间断干燥过程。

优选地，当包括所述第一分风支管时：

检测各第一分风支管所在区域的风量；

当检测到一个或多个第一分风支管所在区域的风量小于预设风量时，

加大该一个或多个第一分风支管上的控制阀开度；

或，减小其他第一分风支管的控制阀开度或关闭其他第一分风支管的控制阀；

或，减小其他第一分风支管的控制阀开度的同时加大该一个或多个第一分风支管上的控制阀开度。

优选地，还包括：

当检测到各第一分风支管所在区域的风量大于或等于预设风量时，检测各第一分风支管所在区域的温度；

当检测到一个或多个第一分风支管所在区域的温度大于预设温度时，

加大该一个或多个第一分风支管上的控制阀开度；

或，减小其他第一分风支管的控制阀开度或关闭其他第一分风支管的控制阀；

或，减小其他第一分风支管的控制阀开度的同时加大该一个或多个第一分风支管上的控制阀开度。

本发明提供的一种太阳能集热式干燥装置及其控制方法具有如下有益效果：

1.本发明的太阳能集热式干燥装置及其控制方法，通过在原有的干燥装置中增设太阳能集热装置的方式，能够有效地通过太阳能集热装置获取太阳能、并将获取的能量通过换热装置传递给风机中的气流，以起到加热气流的作用，从而使得送风装置送出的气流是被换热装置加热过的高温或较高温气流，从而利用该高温或较高温气流对物料进行干燥，相对于原有的常温空气气流而言、能够有效地对物料起到加热和传热的作用，提高干燥的速率和效率，在干燥程度相同的情况下由于有效地利用了太阳能、能够消耗更加少的能源，降低了生产成本；

2.本发明的太阳能集热式干燥装置及其控制方法，通过利用太阳能的方式对气流进行加热，能够有效加速物料中水分的蒸发，从而使物料干燥的更快，可提高物料干燥速度，降低物料堆放时间，从而可以在一定程度上，减少物料储备量，节省一定的现金流，而且在一定程度上可以去除更多的水分，增加物料的热值，所以无论从那个角度来说，提升吹扫空气温度都是十分有意义的。尤其是在相对湿度较大的地区，物料较为潮湿时，单一的吹风已经无法实现有效干燥，按照水蒸发微观原理，此时应对吹扫物料的风进行加热，从而提高干燥效率；

3.本发明的太阳能集热式干燥装置及其控制方法，通过设置包括多个管路的管路组件的方式，能够使得本发明的太阳能集热干燥装置能够根据实际情况需要而选择将太阳能集热器与储水箱之间连接形成循环回路、或是将太阳能集热器与换热装置之间连接形成循环回路、又或是将储水箱与换热装置之间连接形成循环回路，从而使得能够利用储水箱进行蓄热、蓄热饱和后利用太阳能集热器对换热装置进行传热、利用储水箱储蓄的热量对换热装置进行传热加热，以达到高效地利用太阳能进行储热蓄热以对物料进行干燥的目的和效果；

3.本发明的太阳能集热式干燥装置及其控制方法，通过还包括风能获取装置，包括能在自然风作用下转动的风力叶片装置，所述风机能被所述风力叶片装置驱动而旋转，能够有效地利用了风能、利用风能驱动风力叶片装置转动，从而进一步驱动风机转动，能够减小了能源输入、实现了无耗电或少耗电时的物料干燥，使得物料干燥系统乃至生物质发电系统的能源效率得到有效地提高，从而节省了成本，能源耗费少，环保节能；

4.本发明的太阳能集热式干燥装置及其控制方法，通过设置分风管布风装置，能够对送风装置输送而来的风进行分配，从而使得气流能够被分配成多个大小不同的多个风路，对物料干燥时能够有效地增大气流与物料之间的接触面积，从而增大了换热面积，有效地提高了物料的干燥效率。

附图说明

图1是本发明实施例的太阳能集热式干燥装置的结构示意图；

图2是图1中的太阳能集热式干燥装置中的太阳能集热装置的结构示意图；

图3是本发明一实施例的分风管布风装置的结构示意图。

附图标记说明：1、风机；2、换热装置；3、太阳能集热器；4、第一管路；5、第二管路；61、第一电磁阀；62、第二电磁阀；63、第三电磁阀；64、第四电磁阀；65、第五电磁阀；66、第六电磁阀；67、第七电磁阀；71、并联支路；72、第一旁通支路；73、第二旁通支路； 8、储水箱；a、第一端点；b、第二端点；c、第三端点；d、第四端点； e、第五端点；f、第六端点；9、水泵；10、风力叶片装置；11、齿轮箱；12、进风总管；13、第一分风支管；14、第一出气孔；15、控制阀；16、末端分风支管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

实施例1

结合参见图1至图2所示，本发明提供了一种太阳能集热式干燥装置，其包括：

送风装置，包括能够旋转吸收外部气流并对其进行提速加压的风机1，以通过提速加压后的气流对物料进行干燥；

换热装置2，设置在所述风机内部、以对进入所述风机内部的气流进行换热；

太阳能集热装置，用于获取太阳能并将获取的能量通过所述换热装置传递给所述风机中的气流、以起到加热气流的作用。

通过在原有的干燥装置中增设太阳能集热装置的方式，能够有效地通过太阳能集热装置获取太阳能、并将获取的能量通过换热装置传递给风机中的气流，以起到加热气流的作用，从而使得送风装置送出的气流是被换热装置加热过的高温或较高温气流，从而利用该高温或较高温气流对物料进行干燥，相对于原有的常温空气气流而言、能够有效地对物料起到加热和传热的作用，提高干燥的速率和效率，在干燥程度相同的情况下由于有效地利用了太阳能、能够消耗更加少的能源，降低了生产成本；

还通过利用太阳能的方式对气流进行加热，能够有效加速物料中水分的蒸发，从而使物料干燥的更快，可提高物料干燥速度，降低物料堆放时间，从而可以在一定程度上，减少物料储备量，节省一定的现金流，而且在一定程度上可以去除更多的水分，增加物料的热值，所以无论从那个角度来说，提升吹扫空气温度都是十分有意义的。尤其是在相对湿度较大的地区，物料较为潮湿时，单一的吹风已经无法实现有效干燥，按照水蒸发微观原理，此时应对吹扫物料的风进行加热，从而提高干燥效率。

优选地，所述太阳能集热装置包括太阳能集热器3和管路组件，所述太阳能集热器3通过所述管路组件连接至所述换热装置2。通过设置管路组件能够有效地将太阳能集热器与换热装置实现连接，进而通过太阳能集热器收集起来的热量而加热的热水进入到换热装置中，从而实现在换热装置中对空气气流加热的作用，提高物料的干燥效率。

优选地，所述管路组件包括第一管路4和第二管路5，所述太阳能集热器3的一端(从图1中看为位置靠上的那端，可为吸入端、也可为排出端，)能通过所述第一管路4连接至所述换热装置2、所述太阳能集热器3的另一端(从图1中看为位置靠下的那端，可为吸入端、也可为排出端)能通过所述第二管路5连接至所述换热装置2；且在所述第一管路4上设置有第一电磁阀61、在所述第二管路5上设置有第二电磁阀62。

这是本发明的太阳能集热式干燥装置的管路组件的具体结构和连接方式，这样能够有效地通过第一管路将太阳能集热器产生的热水导出至换热装置、经过换热装置换热后再通过第二管路将水导至太阳能集热器中，以继续进行换热；或者通过第二管路将太阳能集热器产生的热水导出至换热装置、经过换热装置换热后再通过第一管路将水导至太阳能集热器中，以继续进行换热；同时利用第一和第二电磁阀能够有效地控制第一和第二管路的通断，以对太阳能集热管路组件根据实际需要进行控制。

优选地，在所述第二管路5上位于所述第二电磁阀62与所述换热装置2之间还设置有第三电磁阀63，且在所述第三电磁阀63的两端还并联地连接有并联支路71、在所述并联支路71上还设置有储水箱8。通过在第二电磁阀62和换热装置之间设置第三电磁阀63、且在第三电磁阀两端并联设置并联支路、且在并联支路上设置储水箱，能够通过储水箱对太阳能集热器进行储热蓄热作用，储存住被加热后的高热量的水、以及在适当的时候(例如夜间或阴天等没有太阳能的情况)对换热器进行释放热量而提高干燥效果，通过储热蓄热的方式实现太阳能的有效合理的利用。

优选地，所述并联支路71与所述第二管路5相交的两个端点设为第一端点a和第二端点b、且所述第一端点a相对靠近所述太阳能集热器3、第二端点b相对靠近所述换热装置2，且在所述并联支路71上、位于所述第一端点a与所述储水箱8之间还设置有第四电磁阀64、位于所述第二端点b与所述储水箱8之间还设置有第五电磁阀65。通过在上述位置设置第四电磁阀和第五电磁阀，能够对储水箱所在的管路进行有效的控制作用，控制在适当的时候打开储水箱所在的管路以进行蓄能或放能、以及关闭储水箱所在的管路以停止蓄能和放能。

优选地，在所述第一管路4上、位于所述太阳能集热器3与所述第一电磁阀61之间选择第三端点c，在所述第二管路5上、位于所述第二电磁阀62与所述第一端点a之间选择第四端点d，所述第三端点 c与所述第四端点d之间还连接有第一旁通支路72，且在所述第一旁通支路72上设置有第六电磁阀66。这是本发明的又一种优选的实施方式，通过在第三端点c和第四端点d之间连接第一旁通支路，且在第一旁通支路上设置第六电磁阀，能够通过开或闭该第一旁通支路、实现对太阳能集热器的短路或非短路，当太阳能集热器被该第一旁通支路短路后、能够使得从储水箱中输出高热量的热水至换热装置中、从而实现在没有太阳能或太阳能较低的情况下(例如夜晚或阴天)仍然对换热装置起到加热的作用，以加热进入换热装置中的气流，起到有效的放能，提高空气流的温度，以提高干燥的效率和效果。

优选地，在所述第一电磁阀61与所述第三端点c之间选择第五端点e，在所述第二端点b与所述换热装置2之间选择第六端点f，且所述第五端点e与所述第六端点f之间还连接有第二旁通支路73，且在所述第二旁通支路73上设置有第七电磁阀77。这是本发明的又一种优选的实施方式，通过在第五端点e和第六端点f之间连接第二旁通支路，且在第二旁通支路上设置第七电磁阀，能够通过开或闭该第二旁通支路、实现对换热装置的短路或非短路，当换热装置被该第二旁通支路短路后、能够使得从太阳能集热器中输出高热量的热水至储水箱中、从而实现单纯储热蓄热的作用，以为需要的时候进行放能提供了条件，有效地提高干燥的效率和效果。

优选地，在所述第二管路5上还设置有水泵9。通过在上述位置设置水泵能够有效地提供水源、使水进入到太阳能集热器中被进行加热、进入储水箱中被储能蓄能，以完成吸热、蓄热、换热、放热的作用。

优选地，所述太阳能集热器3为真空管式集热器。这是本发明的太阳能集热式干燥装置中的太阳能集热器的优选种类和结构形式。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做出的进一步的改进，优选地，还包括风能获取装置，包括能在自然风作用下转动的风力叶片装置10，所述风力叶片装置10包括转轴和设置在所述转轴上的两个以上的叶片，所述转轴能够随着所述叶片的旋转而转动；所述风机1能被所述风力叶片装置10驱动而旋转。

通过还包括风能获取装置，包括能在自然风作用下转动的风力叶片装置，所述风机能被所述风力叶片装置驱动而旋转，能够有效地利用了风能、利用风能驱动风力叶片装置转动，从而进一步驱动风机转动，能够减小了能源输入、实现了无耗电或少耗电时的物料干燥，使得物料干燥系统乃至生物质发电系统的能源效率得到有效地提高，从而节省了成本，能源耗费少，环保节能。

优选地，所述风力叶片装置10与所述风机1之间还连接有齿轮箱 11，所述齿轮箱11用于提高所述风机1的转速。一般而言，风力叶片装置的半径较大，相应地，转速也较慢，如果保持风力叶片装置与风机的转速相同，则会造成风机的转速较低，送风风力较小，风量较小。齿轮箱11可以调整风力叶片装置与风机之间的转动比例，提高风机的转动风速，从而实现在微风下即可产生具有一定风压的压缩空气，将其输送至物料，实现对物料的吹扫和干燥。齿轮箱例如为齿轮变速箱，也可以为其他的无级调速机构。此处的风机优选为轴流风机。

实施例3

本实施例是在实施例1和/或2的基础上做出的进一步的改进，优选地，还包括分风管布风装置，其连接在所述送风装置的送风端，用于分配送风装置送来的风、以对物料进行干燥。通过设置分风管布风装置，能够对送风装置输送而来的风进行分配，从而使得气流能够被分配成多个大小不同的多个风路，对物料干燥时能够有效地增大气流与物料之间的接触面积，从而增大了换热面积，有效地提高了物料的干燥效率。

如图3所示，优选地，所述分风管布风装置包括进风总管12和连接在所述进风总管12上的多个第一分风支管13，所述第一分风支管 13上设置有第一出气孔14，各所述第一分风支管13的进风端设置有控制该第一分风支管13风量的控制阀15。

在对物料进行干燥时，可以通过进风总管12和第一分风支管13 伸入物料内部，将外界空气送入到物料内部，从而使得空气能够从物料内部与物料进行接触，使得物料与空气之间有更加充分的接触，可以使空气在流动过程中能够更加方便快速地带走物料中的水分，对物料进行干燥，实现有效穿透性的吹扫，同时也可以通过进入物料内的空气快速带走物料堆积所产生的内部高温，避免物料自燃，提高物料干燥效率，并提高物料存放的安全性。

优选地，所述分风管布风装置还包括连接设置在所述第一分风支管13上的末端分风支管16，所述末端分风支管16沿着所述第一分风支管13的径向延伸，且在所述末端分风支管16上沿末端分风支管的径向也设置有多个第二出气孔。一般而言，空气进入进风总管1之后，通过第一分风支管2进行分配，只能够沿着第一分风支管2所在路径上进行空气分配，受限于第一分风支管2的数量和排布方式，当物料区域较大时，会有部分区域第一分风支管2的送风不能达到，影响空气对物料的干燥以及散热，因此需要在第一分风支管2上继续进行分风，从而扩大空气流动范围，使得空气能够更加充分地到达物料内的各个区域，与物料进行更加充分的接触，提高物料的干燥效率以及散热效率。末端分风支管4可以沿着与第一分风支管2的延伸方向不同的方向延伸，从而在第一分风支管2难以到达的地方，也可以通过末端分风支管4进行送风，扩大分风管布风装置的送风范围和送风距离，更加便于实现物料内部的全区域送风。

实施例4

本发明还提供一种太阳能集热式干燥装置的控制方法，其使用前述的太阳能集热式干燥装置，对物料进行干燥处理。通过在原有的干燥装置中增设太阳能集热装置的方式，能够有效地通过太阳能集热装置获取太阳能、并将获取的能量通过换热装置传递给风机中的气流，以起到加热气流的作用，从而使得送风装置送出的气流是被换热装置加热过的高温或较高温气流，从而利用该高温或较高温气流对物料进行干燥，相对于原有的常温空气气流而言、能够有效地对物料起到加热和传热的作用，提高干燥的速率和效率，在干燥程度相同的情况下由于有效地利用了太阳能、能够消耗更加少的能源，降低了生产成本；

还通过利用太阳能的方式对气流进行加热，能够有效加速物料中水分的蒸发，从而使物料干燥的更快，可提高物料干燥速度，降低物料堆放时间，从而可以在一定程度上，减少物料储备量，节省一定的现金流，而且在一定程度上可以去除更多的水分，增加物料的热值，所以无论从那个角度来说，提升吹扫空气温度都是十分有意义的。尤其是在相对湿度较大的地区，物料较为潮湿时，单一的吹风已经无法实现有效干燥，按照水蒸发微观原理，此时应对吹扫物料的风进行加热，从而提高干燥效率。

优选地，当同时包括第一电磁阀61、第二电磁阀62、第三电磁阀 63、第四电磁阀64、第五电磁阀65、第六电磁阀66、第七电磁阀67 和水泵9时，当干燥装置处于白天运行模式时，打开水泵9运行，关闭第六电磁阀66、第一电磁阀61和第三电磁阀63，打开第二电磁阀62、第七电磁阀67、第五电磁阀65、第四电磁阀64，水经太阳能集热器3，进入储水箱8，利用太阳能对出水箱内部的水进行加热。这是本发明的太阳能集热式干燥装置的优选的一种控制手段，通过关闭第一、三和六电磁阀，打开第二、四、五、七电磁阀，能够对有效地对换热装置形成断路作用，使得太阳能集热器与储水箱之间形成循环回路，使得仅只通过太阳能集热器对储水箱进行输送热能的作用、加热管路中的水、使得水变为热水进而进入储水箱中被储存，实现储能和蓄能的作用，这种情况适用于白天太阳光照射较为强烈(不强烈也可以) 的情形下、并且储水箱中的水量还未达到要求或水温仍未达到要求的情形，使得储水箱中的水被持续加热升温而被储存。

优选地，当储水箱8内的水温度接近预设值时，启动第二种运行模式，打开第二电磁阀62、第一电磁阀61、第三电磁阀63，关闭第六电磁阀66、第七电磁阀67、第五电磁阀65、第四电磁阀64，热水经过太阳能集热器3，经第一管路4和第一电磁阀61进入换热装置2，随后经第二管路5返回至所述太阳能集热器3。

这是本发明的太阳能集热式干燥装置的优选的又一种控制手段，通过关闭第四、五、六和七电磁阀，打开第一、二、三电磁阀，能够对有效地对储水箱形成断路作用，使得太阳能集热器与换热装置之间形成循环回路，使得仅只通过太阳能集热器对换热装置进行输送热能的作用、加热管路中的水、使得水变为热水进而进入换热装置中被进行换热，实现加热空气流、以干燥物料的目的，这种情况适用于白天太阳光照射较为强烈(不强烈也可以)的情形下、并且储水箱中的水量已达到要求或水温已达到要求的情形，使得太阳能集热器输出热量至换热器中、以加热风机中抽吸而来的空气流、以为进一步干燥物料提供了条件，提高干燥效率。水泵入口处经水泵后再次进入太阳能集热器吸热，以此循环，在完成蓄热的同时，加速干燥过程。

优选地，当同时包括第一电磁阀61、第二电磁阀62、第三电磁阀 63、第四电磁阀64、第五电磁阀65、第六电磁阀66、第七电磁阀67 和水泵9时，当干燥装置处于夜间运行模式时，打开水泵9，且打开第六电磁阀66、第一电磁阀61、第五电磁阀65、第四电磁阀64，关闭第二电磁阀62、第七电磁阀67、第三电磁阀63，使得储水箱8内的热水被循环输送至换热装置2，然后再返回至储水箱8，以此实现夜间不间断干燥过程。

这是本发明的太阳能集热式干燥装置的优选的又一种控制手段，通过关闭第二、三和七电磁阀，打开第一、四、五、六电磁阀，能够对有效地对太阳能集热器形成断路作用，使得储水箱与换热装置之间形成循环回路，使得仅只通过储水箱对换热装置进行输送热能的作用、加热管路中的水、使得水变为热水进而进入换热装置中被进行换热，实现加热空气流、以干燥物料的目的，这种情况适用于夜晚或没有太阳光的情形，使得储水箱中储存的热水被输出至换热器中、以加热风机中抽吸而来的空气流、以为进一步干燥物料提供了条件，提高干燥效率。水泵入口处经水泵后再次进入太阳能集热器吸热，以此循环，在完成蓄热的同时，加速干燥过程。

在顶棚上部，安装的太阳能真空集热装置，将收集的热水放置旁边的储水罐中，一般来讲晚上风速相对较大，但温度较低，相对湿度较大，白天温度相对较高，相对湿度小，因此对于无低温热源的但需要干燥的厂区，宜采用太阳能集热装置进行干燥。

其干燥原理是白天将热水收集，当水箱内的温度达到一定温度后，开始外部循环，将热量输送至鼓风设备出口处；当夜晚降临时，温度降低，风量增大，此时开始将水箱内部的水进行外循环，送至鼓风设备出口处，对物料进行干燥，以实现能源利用最大化，梯级利用最优化。

白天运行模式，水泵9运行，第一、第三、第六电磁阀61、63、 66关闭，第二、第四、第五、第七电磁阀62、64、65、67开启，水经太阳能集热器3，进入储水箱8，利用太阳能对出水箱内部的水进行加热，当储水箱8内的温度接近设计值时，启动第二种运行模式，即打开第二电磁阀62、第一电磁阀61、第三电磁阀63，关闭第六电磁阀 66、第七电磁阀67、第五电磁阀65、第四电磁阀64，热水经过太阳能集热器3，经第一电磁阀61进入换热装置2，随后返回至水泵9入口处经水泵后再次进入太阳能集热器3吸热，以此循环，在完成蓄热的同时，加速干燥过程。

夜间运行模式，打开第六电磁阀66、第一电磁阀61、第五电磁阀 65、第四电磁阀64，关闭第二电磁阀62、第七电磁阀67、第三电磁阀 63，储水箱8内的热水，循环至换热装置，然后在返回至储水箱8，以此实现夜间不间断干燥过程。

优选地，当包括所述第一分风支管时：

检测各第一分风支管13所在区域的风量；

当检测到一个或多个第一分风支管13所在区域的风量小于预设风量时，

加大该一个或多个第一分风支管13上的控制阀15开度；

或，减小其他第一分风支管13的控制阀15开度或关闭其他第一分风支管13的控制阀15；

或，减小其他第一分风支管13的控制阀15开度的同时加大该一个或多个第一分风支管13上的控制阀15开度。

通过上述方法，可以根据物料内部的风量情况对分配至各个第一分风支管13的风量进行调节，从而使得物料内部的风量分配更加均匀，能够对物料内部进行有效干燥，提高物料干燥效果。

优选地，还包括：

当检测到各第一分风支管13所在区域的风量大于或等于预设风量时，检测各第一分风支管13所在区域的温度；

当检测到一个或多个第一分风支管13所在区域的温度大于预设温度时，

加大该一个或多个第一分风支管13上的控制阀15开度；

或，减小其他第一分风支管13的控制阀15开度或关闭其他第一分风支管13的控制阀15；

或，减小其他第一分风支管13的控制阀15开度的同时加大该一个或多个第一分风支管13上的控制阀15开度。

当检测到各处的风量均大于或等于预设风量时，则需要对物料内部的温度进行控制，防止物料内部温度急剧过热而对物料造成损耗。通过检测物料内部各处的温度，可以方便地对物料风量进行调节，使得物料内部温度较高的地方风量较大，从而将此处的温度快速通过空气带出，形成较好散热和干燥。

综上所述，本发明的产品和控制方法有以下优势：

1.无需借助外部热源即可实现全天候干燥，干燥时间长，效果好；

2.完全依靠太阳能供热，适用于无热源区域；

3.多种运行模式，资源利用梯级化、最大化；

4.运行过程中仅消耗少量的电能，节能效果较好；

5.适用于多种产品干燥，如污泥等。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种太阳能集热式干燥装置，其特征在于，包括：

送风装置，包括能够旋转吸收外部气流并对其进行提速加压的风机（1），以通过提速加压后的气流对物料进行干燥；

换热装置（2），设置在所述风机内部、以对进入所述风机内部的气流进行换热；

太阳能集热装置，用于获取太阳能并将获取的能量通过所述换热装置传递给所述风机中的气流、以起到加热气流的作用；所述太阳能集热装置包括太阳能集热器（3）和管路组件，所述太阳能集热器（3）通过所述管路组件连接至所述换热装置（2）；

所述管路组件包括第一管路（4）和第二管路（5），所述太阳能集热器（3）的一端能通过所述第一管路（4）连接至所述换热装置（2）、所述太阳能集热器（3）的另一端能通过所述第二管路（5）连接至所述换热装置（2）；且在所述第一管路（4）上设置有第一电磁阀（61）、在所述第二管路（5）上设置有第二电磁阀（62）；

在所述第二管路（5）上位于所述第二电磁阀（62）与所述换热装置（2）之间还设置有第三电磁阀（63），且在所述第三电磁阀（63）的两端还并联地连接有并联支路（71）、在所述并联支路（71）上还设置有储水箱（8）；

所述并联支路（71）与所述第二管路（5）相交的两个端点设为第一端点（a）和第二端点（b）、且所述第一端点（a）相对靠近所述太阳能集热器（3）、第二端点（b）相对靠近所述换热装置（2），且在所述并联支路（71）上位于所述第一端点（a）与所述储水箱（8）之间还设置有第四电磁阀（64）、位于所述第二端点（b）与所述储水箱（8）之间还设置有第五电磁阀（65）；

在所述第一管路（4）上位于所述太阳能集热器（3）与所述第一电磁阀（61）之间选择第三端点（c），在所述第二管路（5）上位于所述第二电磁阀（62）与所述第一端点（a）之间选择第四端点（d），所述第三端点（c）与所述第四端点（d）之间还连接有第一旁通支路（72），且在所述第一旁通支路（72）上设置有第六电磁阀（66）；

在所述第一电磁阀（61）与所述第三端点（c）之间选择第五端点（e），在所述第二端点（b）与所述换热装置（2）之间选择第六端点（f），且所述第五端点（e）与所述第六端点（f）之间还连接有第二旁通支路（73），且在所述第二旁通支路（73）上设置有第七电磁阀（67）；

在所述第二管路（5）上还设置有水泵（9）；

当干燥装置处于白天运行模式时，打开水泵运行，关闭第六电磁阀（66）、第一电磁阀（61）和第三电磁阀（63），打开第二电磁阀（62）、第七电磁阀（67）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），水经太阳能集热器（3），进入储水箱（8），利用太阳能对出水箱内部的水进行加热；

当储水箱（8）内的水温度接近预设值时，启动第二种运行模式，打开第二电磁阀（62）、第一电磁阀（61）、第三电磁阀（63），关闭第六电磁阀（66）、第七电磁阀（67）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），热水经过太阳能集热器（3），经第一管路（4）和第一电磁阀（61）进入换热装置（2），随后经第二管路（5）返回至所述太阳能集热器（3）；

当干燥装置处于夜间运行模式时，打开水泵，且打开第六电磁阀（66）、第一电磁阀（61）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），关闭第二电磁阀（62）、第七电磁阀（67）、第三电磁阀（63），使得储水箱内的热水被循环输送至换热装置（2），然后再返回至储水箱（8），以此实现夜间不间断干燥过程。

2.根据权利要求1所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，所述太阳能集热器（3）为真空管式集热器。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，还包括风能获取装置，包括能在自然风作用下转动的风力叶片装置（10），所述风力叶片装置（10）包括转轴和设置在所述转轴上的两个以上的叶片，所述转轴能够随着所述叶片的旋转而转动；所述风机（1）能被所述风力叶片装置（10）驱动而旋转。

4.根据权利要求3所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，所述风力叶片装置（10）与所述风机（1）之间还连接有齿轮箱（11），所述齿轮箱（11）用于提高所述风机（1）的转速。

5.根据权利要求1至2中任一项所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，还包括分风管布风装置，其连接在所述送风装置的送风端，用于分配送风装置送来的风、以对物料进行干燥。

6.根据权利要求5所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，所述分风管布风装置包括进风总管（12）和连接在所述进风总管（12）上的多个第一分风支管（13），所述第一分风支管（13）上设置有第一出气孔（14），各所述第一分风支管（13）的进风端设置有控制该第一分风支管（13）风量的控制阀（15）。

7.根据权利要求6所述的太阳能集热式干燥装置，其特征在于，所述分风管布风装置还包括连接设置在所述第一分风支管（13）上的末端分风支管（16），所述末端分风支管（16）沿着所述第一分风支管（13）的径向延伸，且在所述末端分风支管（16）上沿末端分风支管的径向也设置有多个第二出气孔。

8.一种太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，使用权利要求1-7之一所述的太阳能集热式干燥装置，对物料进行干燥处理。

9.根据权利要求8所述的太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，当干燥装置处于白天运行模式时，打开水泵运行，关闭第六电磁阀（66）、第一电磁阀（61）和第三电磁阀（63），打开第二电磁阀（62）、第七电磁阀（67）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），水经太阳能集热器（3），进入储水箱（8），利用太阳能对出水箱内部的水进行加热。

10.根据权利要求9所述的太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，当储水箱（8）内的水温度接近预设值时，启动第二种运行模式，打开第二电磁阀（62）、第一电磁阀（61）、第三电磁阀（63），关闭第六电磁阀（66）、第七电磁阀（67）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），热水经过太阳能集热器（3），经第一管路（4）和第一电磁阀（61）进入换热装置（2），随后经第二管路（5）返回至所述太阳能集热器（3）。

11.根据权利要求8所述的太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，当干燥装置处于夜间运行模式时，打开水泵，且打开第六电磁阀（66）、第一电磁阀（61）、第五电磁阀（65）、第四电磁阀（64），关闭第二电磁阀（62）、第七电磁阀（67）、第三电磁阀（63），使得储水箱内的热水被循环输送至换热装置（2），然后再返回至储水箱（8），以此实现夜间不间断干燥过程。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，当所述太阳能集热式干燥装置还包括分风管布风装置，其连接在所述送风装置的送风端，用于分配送风装置送来的风、以对物料进行干燥，且所述分风管布风装置包括进风总管（12）和连接在所述进风总管（12）上的多个第一分风支管（13）时：

检测各第一分风支管（13）所在区域的风量；

当检测到一个或多个第一分风支管（13）所在区域的风量小于预设风量时，

加大该一个或多个第一分风支管（13）上的控制阀（15）开度；

或，减小其他第一分风支管（13）的控制阀（15）开度或关闭其他第一分风支管（13）的控制阀（15）；

或，减小其他第一分风支管（13）的控制阀（15）开度的同时加大该一个或多个第一分风支管（13）上的控制阀（15）开度。

13.根据权利要求8-11中任一项所述的太阳能集热式干燥装置的控制方法，其特征在于，当所述太阳能集热式干燥装置还包括分风管布风装置，其连接在所述送风装置的送风端，用于分配送风装置送来的风、以对物料进行干燥，且所述分风管布风装置包括进风总管（12）和连接在所述进风总管（12）上的多个第一分风支管（13）时：

当检测到各第一分风支管（13）所在区域的风量大于或等于预设风量时，检测各第一分风支管（13）所在区域的温度；

当检测到一个或多个第一分风支管（13）所在区域的温度大于预设温度时，

加大该一个或多个第一分风支管（13）上的控制阀（15）开度；

或，减小其他第一分风支管（13）的控制阀（15）开度或关闭其他第一分风支管（13）的控制阀（15）；

或，减小其他第一分风支管（13）的控制阀（15）开度的同时加大该一个或多个第一分风支管（13）上的控制阀（15）开度。

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