CN108375284A - 一种热电一体化太阳能干燥箱 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种热电一体化太阳能干燥箱，包括干燥箱体、通风装置和太阳能光伏供电系统；所述干燥箱体的顶部和背部连接呈拱形，所述干燥箱体设有进气口和出气口，所述进气口设置在干燥箱体的侧边下部，所述出气口设置在干燥箱体的前侧上部，所述出气口处安装通风装置，空气在干燥箱体内形成旋转流场；所述太阳能光伏供电系统与通风装置电连接。太阳能光伏供电系统给排风扇供电，箱体内的温度也在太阳辐射下升高，形成的热空气在干燥箱体内形成旋流式气流对物料进行加热和干燥，外部新鲜空气通过进气口的滤网进入干燥箱体，干燥箱体内部产生的湿热空气经排风扇及时排出，提高了物料的干燥效率和能源利用率，非常适用于偏远欠发达的地区。

Description

一种热电一体化太阳能干燥箱
技术领域
本发明属于太阳能利用领域，具体指利用太阳能提供干燥热能和风机电能对物料进行干燥处理的热电一体化太阳能干燥箱。
背景技术
随着科学技术的进步和环保要求的提高，以太阳能为主的各种新型环保能源越来越受到人们的关注。太阳能是绿色清洁能源，其热电转化技术在工业、农业等领域得到了广泛的应用，可有效降低能耗和污染物的排放。利用太阳能对物料进行干燥处理是指通过太阳能产生的热量使物料中的水分汽化并扩散到空气中从而得到脱水的干燥物料。太阳能干燥在农业领域有着广泛的应用，如利用太阳曝晒和自然风干作用降低农产品水分达到长期保存农产品的目的，但这种自然干燥方法费时费工且效率较低。电加热、燃煤热风等人工干燥方法要消耗大量的能量，能耗高污染重，且干燥过程不易控制，效果不理想。现有的太阳能干燥设备大多是利用太阳能集热装置收集太阳辐射能，通过热交换器等设备提高干燥室内的温度，以脱去物料中的水分。但由于换热器等设备和介质的存在，其热效率较低，且增加了干燥装置的复杂性。此外干燥装置中进行强制换热的外接风扇需要消耗外接电能，进一步增加了装置运行成本，且很难应用于缺少供电条件的山区、岛屿等偏远地区。
云南师范大学公开了一种实用新型专利，一种太阳能光伏光热一体化干燥箱申请号：CN201320874743.2，提出了在方形结构的箱体内收集经玻璃进入箱体内的太阳能热量，使箱内温度升高，通过风扇及时排出湿热空气，达到干燥物料的目的。该专利技术的实施装置结构复杂，仪器较多，操作繁琐。空气在方形结构的箱体内很难产生均匀流动，造成物料干燥不均匀，并降低了干燥效率。其进气口和出气口分别位于箱体顶部和底部，设计不够合理，因为空气受热后会上升到箱体顶部，与出气口方向相反，增加了风扇的负荷。上下安排的进出气口会缩短空气在箱体内的停留时间，不利于物料干燥。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题提供一种热电一体化太阳能干燥箱，利用太阳能为该干燥装置提供干燥所需热能和通风所需电能，其外部能耗为零。该装置安装操作简单、机动灵活且成本较低，提高了物料的干燥效率和能源利用率，非常适用于偏远欠发达的地区。
本发明的技术方案是：一种热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，包括干燥箱体、通风装置和太阳能光伏供电系统；
所述干燥箱体的顶背盖板包括顶部和背部，顶部和背部连接呈拱形，所述干燥箱体设有进气口和出气口，所述进气口设置在干燥箱体的侧边下部，所述出气口设置在干燥箱体的前侧上部，所述出气口处安装通风装置，空气在干燥箱体内形成旋转流场；所述太阳能光伏供电系统与通风装置电连接。
上述方案中，所述干燥箱体包括顶背盖板、左右侧面板、底板和活动门；
所述侧面板的顶部和后侧均与顶背盖板连接，侧面板的底部与底板连接，所述活动门的一侧分别与侧面板的前侧铰接。
上述方案中，所述干燥箱体一侧的侧面板下部靠近顶背盖板位置设有进气口，干燥箱体前端另一侧活动门上部靠近顶背盖板位置设有出气口。
上述方案中，所述通风装置为排风扇。
上述方案中，所述顶背盖板、侧面板、底板和活动均为透明PC板。
上述方案中，所述PC板为设有UV涂层的蜂窝结构板。
上述方案中，所述干燥箱体内部布置若干温度探头。
上述方案中，所述干燥箱体内部布置若干湿度探头。
上述方案中，所述干燥箱体内设有若干用于放置物料托盘的物料盘支架。
上述方案中，所述进气口处安装有过滤网。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在太阳照射下，当太阳能电池板产生的电能达到一定值时排风扇启动运行，同时箱体内的温度也在太阳辐射下升高，形成的热空气在干燥箱体内形成旋流式气流对物料进行加热和干燥，外部新鲜空气通过进气口的滤网进入干燥箱体，干燥箱体内部产生的湿热空气经排风扇及时排出。
2.本发明采用带有UV涂层的PC透明板作为干燥箱体，增加了太阳辐射的透光率，并且光线在箱体内发生反射和折射后很难逃逸出干燥箱体，达到提高太阳能利用率的目的，进一步提高了物料干燥效率。
3.本发明的干燥箱体顶背盖板形状设计为拱形，与处于的底部进气口和顶部出气口配合，可使空气在箱体内形成旋转流场，增加了气体与物料的接触时间和接触面积，物料受热均匀，提高了物料的干燥速率和干燥质量。
4.本发明采用太阳能电池板为排风扇功能，无需外部能耗，实现太阳能热电一体化功能，整个干燥装置可认为能耗为零，绿色环保。
5.本发明整个装置是全封闭的，进气口处布置滤网，干燥物料的品质安全无污染。
6.本发明采用不锈钢架结构且零部件较少，安装简单，操作方便。
附图说明
图1是本发明一种热电一体化太阳能干燥箱的三维结构图。
图2是图1的正视图立体。
图1中：1.活动门；2.物料托盘；3.温度探头；4.顶背盖板；5.湿度探头；6.排风扇；7.干燥箱体；8.物料托盘把手；9.进气口；10.门把手；11.磁力开关；12.太阳能电池板；13.控制开关；14.侧面板；15.底板；16.橡胶垫；17.不锈钢支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
图1和2所示为本发明所述热电一体化太阳能干燥箱的一种实施方式，所述热电一体化太阳能干燥箱包括干燥箱体7、通风装置和太阳能光伏供电系统。
所述干燥箱体7包括一个顶背盖板4、左右侧面板14、一个底板15和两个活动门1；所述侧面板14的顶部和后侧均与顶背盖板4连接，侧面板14的底部与底板15连接，所述活动门1的一侧分别与侧面板14的前侧铰接。所述干燥箱体7的顶背盖板4包括顶部和背部，顶部和背部连接呈拱形，顶部和背部可为一体设计，所述干燥箱体7设有进气口9和出气口，所述进气口设置在干燥箱体7的侧边下部，所述出气口设置在干燥箱体7的前侧上部，所述出气口处安装通风装置，空气在干燥箱体7内形成旋转流场；所述太阳能光伏供电系统与通风装置电连接。本实施例中所述干燥箱体7的左侧面板14下部靠近顶背盖板4位置设有进气口9，干燥箱体7前端右侧活动门1上部靠近顶背盖板4位置设有出气口。所述出气口处安装的通风装置优选为排风扇6。所述进气口9处安装有过滤网。
所述干燥箱体7内设有若干多层多列用于放置物料托盘2的物料盘支架，本实施例为三层两列，所述物料托盘2优选为网状，干燥箱体7左后方侧面板14上开有一方形带有滤网的进气口9，如图1和2中的虚线方框。干燥箱体7右前方上部安装的排风扇6通过导线与控制开关13相连，控制开关13通过导线与太阳能光伏供电系统的太阳能电池板12相连。干燥箱体7内部布置若干温度探头3和湿度探头5以实时获得干燥箱内温湿度。活动门1装有门把手10和磁力开关11以方便活动门1的开闭，并可通过门扣上锁。物料托盘2装有物料托盘把手8以便于物料进出。
所述干燥箱体7的顶背盖板4、侧面板14、底板15和活动门1均为PC板，PC板采用高透光率且有UV涂层的透明PC材料，以使太阳辐射高效进入干燥箱体7内部，并便于观察干燥箱内物体干燥情况。整个干燥箱体7用不锈钢框架结构17支撑，并有六个固定脚支架，支架底部安装橡胶垫16以稳定整个装置，太阳能电池板12也用不锈钢支撑并在太阳能电池板下部固定控制开关13。干燥箱体7的顶背盖板4为拱形，配合干燥箱体7侧面进气口9和前端面排风扇6，可在干燥箱体7内部形成螺旋形气流，使得箱体内部各处的温湿度分布均衡。干燥箱体7的前端面安装有两个对开平移式活动门1，方便干燥物料的进出。干燥箱体7内部左右侧面板14的内壁设有多排物料盘支架，物料盘支架以放置物料托盘2，所述壁物料盘支架的两侧与物料盘支架滑动连接。物料托盘支架可设计成可调整层数和间距，物料托盘2配有把手并可取出干燥箱体7；在干燥箱体7内放置若干个温度传感器3和湿度传感器5以实时监控箱体内的温湿度变化。
本发明一种热电一体化太阳能干燥箱通过以下步骤实现物料的干燥过程：
在太阳光照射条件下，调节整个干燥箱的位置，使天阳能电池板12坡面朝南，太阳能电池板12产生的电能为排风扇6提供运行动力。打开活动门1并把需要干燥的物料如鱼虾和果蔬等放到物料托盘2上，然后关闭活动门1。由于干燥箱体7使用的是带有UV涂层的PC板，在太阳的辐射作用下，阳光会穿过PC板进入干燥箱体7内，光线在干燥箱体7内的PC板上发生折射和反射后很难逃逸出干燥箱体7，即进入干燥箱体7的太阳光基本用于加热物料和箱体内空气。当干燥箱体7内温度升高时产生的水蒸气会不断上升，同时太阳能电池板产生的电能使排风扇6运行及时排出水蒸气。干燥箱体7上预留的空气进气口9会源源不断的向干燥箱体7能输送新鲜空气。由于顶背盖板4的拱形设计，在进气口9和排风扇6的作用下，干燥箱体7内部会形成螺旋形的旋流式流场，使得箱体内部各处的温湿度分布均衡。物料内部水分变成水蒸气后被排出干燥箱体7达到物料干燥的目的。干燥箱体7使用的时透明PC板，即可用最大限度的吸收太阳辐射又方便实时观察箱内物料的干燥状态。干燥箱体7内部布置的温度探头3和湿度探头5可以及时获得干燥箱内温湿度状况，便于实时掌控箱内温湿度条件。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，包括干燥箱体(7)、通风装置和太阳能光伏供电系统；
所述干燥箱体(7)的顶背盖板(4)包括顶部和背部，顶部和背部连接呈拱形，所述干燥箱体(7)设有进气口(9)和出气口，所述进气口设置在干燥箱体(7)的侧边下部，所述出气口设置在干燥箱体(7)的前侧上部，所述出气口处安装通风装置，空气在干燥箱体(7)内形成旋转流场；所述太阳能光伏供电系统与通风装置电连接。
2.根据权利要求1所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述干燥箱体(7)包括顶背盖板(4)、左右侧面板(14)、底板(15)和活动门(1)；
所述侧面板(14)的顶部和后侧均与顶背盖板(4)连接，侧面板(14)的底部与底板(15)连接，所述活动门(1)的一侧分别与侧面板(14)的前侧铰接。
3.根据权利要求2所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述干燥箱体(7)一侧的侧面板(14)下部靠近顶背盖板(4)位置设有进气口(9)，干燥箱体(7)前端另一侧活动门(1)上部靠近顶背盖板(4)位置设有出气口。
4.根据权利要求1或3所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述通风装置为排风扇(6)。
5.根据权利要求2所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述顶背盖板(4)、侧面板(14)、底板(15)和活动门(1)均为透明PC板。
6.根据权利要求5所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述PC板为设有UV涂层的蜂窝结构板。
7.根据权利要求1所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述干燥箱体(7)内部布置若干温度探头(3)。
8.根据权利要求1所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述干燥箱体(7)内部布置若干湿度探头(5)。
9.根据权利要求1所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述干燥箱体(7)内设有若干用于放置物料托盘(2)的物料盘支架。
10.根据权利要求1所述的热电一体化太阳能干燥箱，其特征在于，所述进气口(9)处安装有过滤网。
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