CN107421271A - 一种太阳能热电联产式多能源干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，包括分光式热光伏系统、水载热循环系统、风循环干燥系统，分光式热光伏系统的载热工质循环将热量传递给水载热循环系统的水循环，同时分光式热光伏系统产生供给动力部件的电能，水载热循环系统的水循环将热量传给风循环干燥系统的空气循环。本发明的有益效果是：系统运行所需热量及电能完全来自分光式热光伏系统，利用太阳能分频利用技术，一部分频率范围光用于光电转换，其他频率用于光热转换，无需额外供能；夜间运行时，由蓄热罐与蓄电池分别供热供电，以保证干燥过程无间断进行；第二支架盘管在给碟式PV板降温的同时工质得到预热，极大的提高了太阳能的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能热电联产式多能源干燥系统。
背景技术
随着市场对干燥工艺要求的提高，干燥设备革新速度加快。传统干燥工艺能耗大，耗时长且效率低，因此现在市场对于高效节能的新型干燥设备的需求越来越迫切。
太阳能由于其取之无尽且环保无污染的特点在工业生产中被广泛运用，如今太阳能技术趋于成熟，太阳能干燥设备也越来越多，但因其受天气影响较大，无法长时间维持正常运行，因此常常需要将太阳能干燥设备与其他供能系统联用。
热电联产技术已经很普遍，但在热电联产中太阳能分频利用技术并不常见。传统热电联产诸如PV/T技术，太阳能利用效率并不高。分频利用和PV/T结合的方式能极大的提高太阳能利用效率。
热泵是一种高效率低能耗的供能装置，市场上现有的热泵形式有地源热泵，水源热泵，空气源热泵，双源热泵等几种形式，其中空气源热泵由于其成本低效率高且占地面积小而受到广泛应用。
为了使物料迅速干燥，干燥房内通常设有搅拌，旋转装置，但其对于果蔬等农作物的干燥有很大的破坏性，因此提出一种新型翻转装置，不但能使物料迅速干燥，且其受限性较小，应用市场广阔。
现有的干燥设备(如专利CN 202973796 U)，能耗大效率低，且其干燥的物料受到很大限制，未能很好得解决设备的能耗及效率等问题。
综合上述，有必要对已有技术进行改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种太阳能热电联产式多能源干燥系统。
本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，包括分光式热光伏系统、水载热循环系统、风循环干燥系统，分光式热光伏系统的载热工质循环将热量传递给水载热循环系统的水循环，同时分光式热光伏系统产生供给动力部件的电能，水载热循环系统的水循环将热量传给风循环干燥系统的空气循环，空气循环对风循环干燥系统的物料干燥。
进一步地，分光式热光伏系统包括碟式太阳能分频聚光器，碟式太阳能分频聚光器包括由内而外叠放设置球面形的碟式分光板、碟式PV板和碟式第二支架盘管，碟式第二支架盘贴合于碟式PV板外壁表面连接为整体结构，碟式分光板的球面中心通过第一支架管道支撑架设有集热器，载热工质依次经过碟式第二支架盘管、第一支架管道和集热器，碟式PV板线路连接有蓄电池。
进一步地，水载热循环系统包括热水箱，热水箱内设有载热工质管路和水管路，载热工质和水在热水箱内进行热量传递。
进一步地，风循环干燥系统包括翻转式干燥房、热水盘管、风机，热水盘管内设有水管路和空气管路，水和空气在热水盘管内进行热量传递。
进一步地，翻转式干燥房内设有用于固定物料的可开合式弹性夹持筛网，可开合式弹性夹持筛网中心设有控制其转动的转轴。
本发明的有益效果是：(1)系统运行所需热量及电能完全来自分光式热光伏系统，此系统利用太阳能分频利用技术，一部分频率范围光用于光电转换，其他频率用于光热转换，无需额外供能；夜间运行时，由蓄热罐与蓄电池分别供热供电，以保证干燥过程无间断进行；(2)载热工质循环管道的第二支架盘管，紧紧贴附于碟式PV板后侧，在给碟式PV板降温的同时工质得到预热，对光伏转换过程中转化为热的部分进行吸收，极大的提高了太阳能的利用效率；(3)采用了一种全新的翻转式干燥装置，通过干燥架上的可开合式弹性夹持筛网对物料进行固定，不仅能保证物料的完整，也加大了热空气与物料的对流换热面积，大幅度提高了干燥效率和速度；(4)预留有辅助热源的安装位置，例如空气源热泵，可实现无间断的高效供热，既解决了恶劣天气造成的系统瘫痪问题，又使之较于电辅热、锅炉供热等方式能效提高3～4倍。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是图1是本发明运行的工作流程图；
图2是分光式热光伏系统的工作流程图；
图3是水载热循环系统的工作流程图；
图4是风循环干燥系统的工作流程图；
其中：1.分光式热光伏系统，2.载热工质输入管道，3.载热工质输出管道，4.热水箱，5.出水管道，6.回水管道，7.风机，8.回风管道，9.空气余热回收装置，10.排风口，11.空气源热泵，12.进风口，13.除湿过滤器，14.热水盘管，15.翻转式干燥房，16.泵，17.蓄热罐，18.蓄电池，19.电路控制器，20.电路，21.集热器，22.第一支架管道，23.碟式分光板，24.碟式PV板，25.碟式第二支架盘管，26.阀门，27.太阳跟踪控制装置，28.第三支架管道，29.转轴，30.可开合式弹性夹持筛网。
具体实施方式
现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。
如图1～4所示的一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，包括分光式热光伏系统1、水载热循环系统和风循环干燥系统。
分光式热光伏系统1包括碟式太阳能分频聚光器、蓄电池18、蓄热罐17、载热工质循环管道。载热工质循环管道包括载热工质输入管道2和载热工质输出管道3。
碟式太阳能分频聚光器包括集热器21、第一支架管道22、碟式分光板23、碟式PV板24、碟式第二支架盘管25，还连接有太阳跟踪控制装置27，控制碟式太阳能分频聚光器追随太阳光转动，最大范围地利用太阳能。碟式第二支架盘25贴合于碟式PV板24外壁表面连接为整体结构，碟式第二支架盘25为发散状或回形或蛇形均布于碟式PV板24外侧表面，用于吸收碟式PV板24上过多的热量，有效降低光伏板的温度，提高光伏板光电转换的效率并完成载热工质的预热过程。碟式分光板23与碟式PV板24间隙设置。第一支架管道22的一端连接于集热器21，另一端固定在碟式分光板23、碟式PV板24、碟式第二支架盘管25整体结构上，集热器21的输出管道依次穿过碟式分光板23、碟式PV板24、碟式第二支架盘管25中部，输送至蓄热罐17储存，供夜间或太阳光照条件差时使用。
水载热循环系统包括水循环管道、热水箱4、泵16、阀门26。水循环管道包括出水管道5和回水管道6。
风循环干燥系统包括翻转式干燥房15、空气源热泵11、送风管道、回风管道8、风机7及热水盘管14、除湿过滤器13。
本发明的动力部件如泵16、风机7、电路控制器19等电能来自于碟式PV板24光伏发电所储存于蓄电池18中的能量。电路控制器19通过电路20控制泵16、风机7等电器设备的工作。
如图2示，碟式太阳能分频聚光器通过第三支架管道28与太阳跟踪控制装置27连接，太阳跟踪控制装置27保证碟式太阳能分频聚光器时刻正对太阳，全波段太阳光直射在碟式分光板23上，波长在0.32～1.1nm范围内的光透过碟式分光板23射到碟式PV板24上进行光电转换，电能储存于蓄电池18中；其他波段太阳光，包括对电池板有害的紫外线被碟式分光板23反射汇聚在集热器21上加热载热工质。
载热工质在泵16和阀门26的作用下流经环绕且贴附于碟式PV板24外的碟式第二支架盘管25，有效带走碟式PV板24的热量，提高光电转换效率，同时载热工质得到预热。然后，载热工质通过第一支架管道22流经集热器21，充分换热达到太阳能中温利用程度。最后，加热后的载热工质一部分流经蓄热罐17储热，作夜间使用，另一部分流经热水箱4，与水热交换。
如图3示，热水箱4内水温达到设定值，高温水从热水箱4上口流出，在泵16和阀门26的作用下流经翻转式干燥房15进风口处的热水盘管14。进风口处的风机7强迫对流使空气和热水盘管14中的热水换热，加热空气进入翻转式干燥房15。降温后的冷水流经翻转式干燥房15上部出风口处的空气余热回收装置9，出风口处回风的湿热空气余热传给冷水，使水预热。预热后的水再经回水管道6回流入热水箱4下部，进一步加热，形成循环。
如图4示，室外空气经进风口12进入系统，并流经除湿过滤器13过滤干燥，干燥的空气流经热水盘管14加热，加热空气由进风口处风机7送入翻转式干燥房15烘干物料。湿热空气上升，由排风口处风机7送入回风管道8，再流经空气余热回收装置9，将回风的热量传给回水。一部分冷湿空气回风经排风口10排出系统。
在太阳能不足以提供所需的热和电时，碟式太阳能分频聚光器及水载热循环系统、风循环干燥系统均停止运作。空气源热泵11自动启动，从外界空气吸收热能，经风系统送入干燥房内干燥物料。
待干燥物料被放置在干燥架内，由可开合式弹性夹持筛网30夹持固定，通过转轴29使得干燥架旋转运动，从而物料与干热气流的均匀接触，实现物料的高效干燥。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，其特征是：包括分光式热光伏系统、水载热循环系统、风循环干燥系统，分光式热光伏系统的载热工质循环将热量传递给水载热循环系统的水循环，同时分光式热光伏系统产生供给动力部件的电能，水载热循环系统的水循环将热量传给风循环干燥系统的空气循环，空气循环对风循环干燥系统的物料干燥。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，其特征是：所述的分光式热光伏系统包括碟式太阳能分频聚光器，碟式太阳能分频聚光器包括由内而外叠放设置碟式分光板、碟式PV板和碟式第二支架盘管，碟式第二支架盘贴合于碟式PV板外壁表面连接为整体结构，碟式分光板的球面中心通过第一支架管道支撑架设有集热器，载热工质依次经过碟式第二支架盘管、第一支架管道和集热器，碟式PV板线路连接有蓄电池。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，其特征是：所述的水载热循环系统包括热水箱，热水箱内设有载热工质管路和水管路，载热工质和水在热水箱内进行热量传递。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，其特征是：所述的风循环干燥系统包括翻转式干燥房、热水盘管、风机，热水盘管内设有水管路和空气管路，水和空气在热水盘管内进行热量传递。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能热电联产式多能源干燥系统，其特征是：所述的翻转式干燥房内设有用于固定物料的可开合式弹性夹持筛网，可开合式弹性夹持筛网中心设有控制其转动的转轴。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
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Application publication date: 20171201 Assignee: NANJING KESEN KENEN ENVIRONMENT & ENERGY Co.,Ltd. Assignor: CHANGZHOU University Contract record no.: X2023980053840 Denomination of invention: A solar cogeneration type multi energy drying system Granted publication date: 20230407 License type: Common License Record date: 20231225 |