CN114303656B - 一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，构建光伏粮仓一体化，光伏粮仓的集成节省用地、安装便利；节省投资、供电可靠；规模增效、降低成本。该系统由太阳能光伏板收集太阳能作为能量来源，通过将电能储存在蓄电池中，向风机供能进行预通风和地槽通风干燥处理；通过蓄电池的供能，利用热泵对烘道加热，在粮食未进入粮仓前进行烘干干燥。传输粮食过程中，进入仓内前，进入粮仓后进行的三次干燥过程，有效的将潮粮的水分降至安全水分以下，促使粮堆内外气体进行湿热交换，降低粮堆的含水量，增进了储粮的稳定性。

Description

一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统

技术领域

本发明属于粮油储藏领域，尤其是一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统。

背景技术

在粮食入库以及储藏过程中需要对粮食进行干燥，否则易造成粮堆发热，甚至发生粮食霉变，每年因粮食未干燥或粮食干燥不够而造成的浪费达粮食总量的3％，因此增加粮食干燥设备的使用可以大大减少粮食方面的浪费。新入仓粮食的水分含量过高若未得到处理，粮食在储藏期间随着时间延长，一方面会发生霉变，另一方面改变粮食的物理化学性状，导致种用品质和食用品质的劣变。储粮机械通风技术是目前粮食储藏的一项重要技术，由于刚入仓的粮食存在水分不均衡的问题，所以一般采用机械通风的方式对粮食进行储藏。

当前，储粮机械通风技术存在以下问题：(1)受地理位置、气候条件以及季节的影响，对送入粮堆的空气温湿度有严格限制。(2)通风机械设备能耗过大，忽略了节能环保的特殊要求。(3)现有通风系统大多采用多个支风道来保证粮堆送风的均匀性，但仍存在通风死角，导致通入的外界空气不能将粮堆内的湿热带走，不利于部分区域粮食的脱水干燥。

经过多年的探索研究，粮食仓储工作者对粮食的储藏提出了“高质量、高效益、低能耗、低污染”的总体要求。粮食储藏的安全性与许多因素有关，其中最主要的因素是水分和温度。水分是粮食中的重要化学成分之一，不仅会显著影响粮食颗粒的生理，而且与粮食的安全储藏、加工品质等有着密切的关系。为了有效的控制仓内储粮的质量，及时采取有效的通风、控温、控湿措施，采取的措施有储粮机械通风技术。常规的储粮机械通风技术利用风机产生的压力，将外界低温、低湿的空气送入粮堆，促使粮堆内外气体进行湿热交换，降低粮堆的温度与含水量。如专利《一种粮食通风风道的布置方法》(专利申请号：202110308200.3)、《一种食品工程用玉米储粮通风装置》(专利申请号：201922093111.2)通过改变粮食通风风道或通风口的布置，利于气流的流通，提高通风效率。但通风机械能耗较高，在机械通风期，设备往往会运行几个月，导致能耗过大。并且粮食在贮存入仓前需要将潮粮先进行烘干，然后入仓，加大了粮食贮存成本；有的粮食如水稻在烘干过程中还容易产生“经纹粒”，导致碎米率大大增加。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，包括太阳能光伏板、蓄电池、进风口、离心式通风机、隔热层、地槽通风口、热泵、烘道、入粮传送带和预通风管道；

所述太阳能光伏板铺设于粮仓外侧，所述蓄电池连接太阳能光伏板，所述进风口和离心式通风机设置于粮仓外部近太阳能光伏板处，所述离心式通风机与蓄电池相连；

所述隔热层设置于向阳面一侧紧贴粮仓处，所述预通风管道设置于太阳能光伏板与隔热层之间；

所述地槽通风口设置于粮仓底部；

所述蓄电池连接热泵，所述热泵与烘道相连，所述入粮传送带设置于地面至粮仓入粮口之间，所述烘道设置于入粮传送带末端待入仓处。

进一步的，所述太阳能光伏板安装在粮仓向阳面以及顶部，覆盖整个粮仓向阳面和仓顶。

进一步的，所述预通风管道和离心式通风机之间设置有预通风管道阀门。

进一步的，所述预通风管道末端设置有风阀，用于控制送风的开合，还可用于隔绝粮食与风道。

进一步的，所述地槽通风口与离心式通风机之间设置有地槽进风口阀门，所述地槽通风口和预通风管道分别对入仓粮和待入仓粮进行通风带走部分水分，并从电动排风阀处排出。

进一步的，所述热泵置于粮仓另一侧，通过制冷剂管道与烘道相连。

进一步的，所述烘道由烘道保温层包围。

进一步的，在粮仓顶部安装有入粮口阀门，用于控制粮食的进入。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明利用粮仓受太阳直接辐射面积大这一特点，采用在粮仓顶部和一侧铺设太阳能光伏发电板，完成光伏粮仓一体化，吸收太阳能以提供电力。太阳能光伏发电系统易于运输、安装，建设周期短。由于是模块化安装，安装便利，结构简单，系统大小灵活，可根据需求选择安装容量。并且光伏粮仓节省投资、供电可靠，不需要增加占地面积，降低成本。由于新入仓粮食需要进行脱水烘干，通风机械设备能耗过高，粮食暴晒受天气条件和场地大小的影响，因此本发明利用太阳能解决了能耗的问题。太阳能提供的电力对粮食在进入粮仓前进行烘干，烘干和通风的结合保证粮食降低到安全水分。首次提出光伏粮仓一体化，太阳能光伏板收集太阳能作为能量来源，通过将电能储存在蓄电池中，向离心式通风机供能进行预通风和地槽通风干燥处理；通过蓄电池的供能，利用热泵对烘道加热，在粮食未进入粮仓前进行烘干干燥。传输粮食过程中，进入仓内前，进入粮仓后进行的三次干燥过程，有效的将潮粮的水分降至安全水分以下，促使粮堆内外气体进行湿热交换，降低粮堆的含水量，增进了储粮的稳定性。满足“高质量、高效益、低能耗、低污染”的绿色储粮要求。

进一步的，在粮仓顶部和一侧铺设太阳能光伏发电板，太阳能光伏板的遮阳减少到达仓顶以及仓壁的直接辐射，降低了粮仓壁面温度，减轻了因太阳辐射导致的粮仓壁面温度升高，降低静态储粮期间壁面处粮食的温度。

进一步的，在粮仓向阳一侧设置隔热层，可以隔离太阳能光伏板吸收的热量，避免粮仓壁面温度升高。

进一步的，潮粮入仓时，在粮仓内部传送带处设置烘干区，可以显著降低粮食水分，减少因粮食未干燥或干燥不够造成的粮食浪费。

进一步的，烘干和机械通风的能量均来自于太阳能，利用太阳能提供电力，节能环保，并有效降低了成本。

进一步的，粮仓隔热层一侧设置有通风道，送风一直持续到传送履带处，在地槽通风的基础上对入粮再次进行通风，降低粮食水分，有利于粮食的长期储存。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的总体结构示意图；

其中：1-太阳能光伏板；2-蓄电池；3-进风口；4-离心式通风机；5-隔热层；6-地槽进风口；7-热泵；8-烘道；9-入粮口阀门；10-入粮传送带；11-预通风管道；12-制冷剂管道；13-烘道保温层；14-地槽进风口阀门；15-预通风管道阀门；16-电动排风阀；17-风阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明为一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，太阳能光伏板1安装在粮仓向阳面以及顶部，覆盖整个向阳面和仓顶，并将太阳能转化成电能与蓄电池2连接，一方面遮挡太阳的直接辐射，同时对离心式通风机4和烘道8供能，实现通风和烘干多方位多角度带走潮粮的水分；进风口3和离心式通风机4安装在粮仓外部近光伏板处，用于地槽通风和传送带通风，分别对入仓粮和待入仓粮进行通风带走部分水分，并从电动排风阀16处排出；隔热层5紧贴粮仓向阳面外侧，用于隔离太阳能光伏板1吸收的热量；地槽通风口6置于粮仓底部，不占仓容，用于均匀分配气流，从仓底向上进行通风；热泵7置于粮仓另一侧，分别与蓄电池2和烘道8相连，用于传送能量对烘道8进行高效加热；烘道8置于入粮传送带10末端待入仓处，用于对入仓潮粮进行烘干脱水；烘道8由烘道保温层13包围，避免热量的散发；入粮口阀门9安装在仓顶，用于控制粮食的进入；入粮传送带10用于将地面运来的粮食送往粮仓高处，方便入仓；预通风管道11即太阳能光伏板1与隔热层5中间部分，用于在入粮传送带10处提前对粮食进行通风作业；制冷剂管道12连接热泵7和烘道8，制冷剂压缩成液态，释放热量供于烘道8加热粮食；风阀17用于控制预通风管道11末端处送风的开合，还可用于隔绝粮食与风道。

本发明的工作过程：

系统运行时，太阳的直接辐射射向太阳能光伏板1，太阳能光伏板1温度升高，收集太阳能，并将太阳能转化成电能储备于蓄电池2中；蓄电池2的能量一部分用于离心式通风机4，打开地槽进风口阀门14，送风通过地槽进行上行式通风，将外界空气从底部进入粮堆向上，穿过粮层后排出仓外；送风除地槽通风外，还经预通风管道11对传送带上的粮食进行通风；蓄电池2的能量另一部分通过热泵7对烘道8进行供能，提前对潮粮进行短暂的烘干。在潮粮入仓后，打开入粮口阀门9，开启离心式通风机4和烘道8处的加热，粮食首先从地面通过入粮传送带10运向仓顶烘道8处进行烘干，作为第一步干燥过程；同时打开预通风管道阀门15，关闭地槽进风口阀门14，预通风管道11的送风从另一侧传来对粮食进行通风处理，作为第二步干燥过程；粮食进入粮仓后，关闭预通风管道阀门15，打开地槽进风口阀门14，地槽通风口6处进行上形式通风对粮食进行通风处理，并将潮气带出粮层排出仓外，作为第三步干燥过程。在节能的基础上对潮粮进行三次干燥处理，以确保将粮食的水分降至安全水分以下，为入粮结束后静态储粮营造良好的环境。静态储粮期间若需通风处理，仍可通过太阳能光伏板1进行能量转换进行供能。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，其特征在于，包括太阳能光伏板（1）、蓄电池（2）、进风口（3）、离心式通风机（4）、隔热层（5）、地槽通风口（6）、热泵（7）、烘道（8）、入粮传送带（10）和预通风管道（11）；

所述太阳能光伏板（1）铺设于粮仓外侧，所述蓄电池（2）连接太阳能光伏板（1），所述进风口（3）和离心式通风机（4）设置于粮仓外部近太阳能光伏板（1）处，所述离心式通风机（4）与蓄电池（2）相连；

所述隔热层（5）设置于向阳面一侧紧贴粮仓处，所述预通风管道（11）设置于太阳能光伏板（1）与隔热层（5）之间；所述预通风管道（11）和离心式通风机（4）之间设置有预通风管道阀门（15）；所述预通风管道（11）末端设置有风阀（17），用于控制送风的开合，还可用于隔绝粮食与风道；

所述地槽通风口（6）设置于粮仓底部；所述地槽通风口（6）与离心式通风机（4）之间设置有地槽进风口阀门（14），所述地槽通风口（6）和预通风管道（11）分别对入仓粮和待入仓粮进行通风带走部分水分，并从电动排风阀（16）处排出；

所述蓄电池（2）连接热泵（7），所述热泵与烘道（8）相连，所述入粮传送带（10）设置于地面至粮仓入粮口之间，所述烘道（8）设置于入粮传送带（10）末端待入仓处。

2.根据权利要求1所述的一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，其特征在于，所述太阳能光伏板（1）安装在粮仓向阳面以及顶部，覆盖整个粮仓向阳面和仓顶。

3.根据权利要求1所述的一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，其特征在于，所述热泵（7）置于粮仓另一侧，通过制冷剂管道（12）与烘道（8）相连。

4.根据权利要求1所述的一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，其特征在于，所述烘道（8）由烘道保温层（13）包围。

5.根据权利要求1所述的一种利用太阳能光伏板供能的粮仓入粮通风干燥节能系统，其特征在于，在粮仓顶部安装有入粮口阀门（9），用于控制粮食的进入。

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