CN204616929U - 太阳能果蔬干燥设备 - Google Patents

Abstract

太阳能果蔬干燥设备，包括太阳能光伏电池板、蓄电池、太阳能智能控制器和果蔬干燥箱，太阳能光伏电池板的正负极通过导线与蓄电池的连接，蓄电池与太阳能智能控制器连接后，接到果蔬干燥箱；所述的果蔬干燥箱分为一层以上，各层箱体体内安装有独立的加热层，每个加热层都设有加热平台和加热盘管，所述加热盘管分别穿过箱壁与太阳能智能控制器连接。本实用新型提供一种太阳能果蔬干燥设备，结合太阳能光伏电池，通过加热盘管干燥果蔬，解决了果蔬传统热风干燥品质低、污染大，真空冷冻干燥能耗高、效率低的问题。

Description

太阳能果蔬干燥设备

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能设备，尤其涉及一种太阳能果蔬干燥设备。

背景技术

太阳能（solar energy），是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器提供能源。自地球上生命诞生以来，就主要以太阳提供的热辐射能生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为制作食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能也包括地球上的风能、化学能、水能等。

太阳能热水器是将太阳光能转化为热能的装置，将水从低温度加热到高温度，以满足人们在生活、生产中的热水使用。太阳能热水器按结构形式分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器为主，占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关附件组成，把太阳能转换成热能主要依靠集热管，集热管利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

太阳能热水器理论上是一次投资，使用不花钱。实际上不可能。

原因是无论任何地方，每年都有阴云雨雪天气以及冬季日照不足天气。在此气候下主要靠电加热制热水（也有一些产品是靠燃气加热），每年平均有25%~50%以上的热水需要完全靠电加热（地区之间不尽相同，阴天多的地区实际耗电量还要大。上海地区近三年的统计数据表明，平均每年阴雨天高达67%，满负荷利用太阳能热水器其70%的热能来自电或者燃气）。这样一来太阳能热水器实际耗电量比热泵热水器大。此外，敷设在太阳能热水器室外管路上的“电热防冻带（只在北方地区有）”，也要消耗大量电能。除此以外，太阳能热水器在结构上还存在多种难以解决的技术缺陷。

1、热水管路长达十几米，每次使用都要浪费很多水。以典型的Φ12毫米水管计算，每1米长度存水为0.113公斤。若太阳能热水管长度平均为15米，则每次使用都要浪费大约1.7公斤水。若平均每天使用6次，则每天浪费10.2公斤水；每月浪费360公斤水；每年浪费4320公斤水；十年浪费43200公斤水！以浪费水为代价节省一些电,恐怕无论是政府还是老百姓若知道这些都不会认可。中国的660多个城市中，一半以上城市不同程度缺水，其中严重缺水的有111个，每年因缺水影响工业产值就达到2000多亿元。

2、需要一整天的日照才能把水晒热，天气好的时候也只能保证晚上有热水，白天和夜间很少有热水可用。不能保证使用者24小时热水供应，舒适性差。

3、太阳能热水器的采光板必须安装在屋顶上，既庞大笨重，又影响建筑美观（越是高档住宅区越明显），还容易损坏屋顶防水层。

4、光电互补，实际上没法恰当的实现。市场90%的太阳能热水器存在着难以克服的顽症：冬天水温达不到，或者只能产生少量热水；这些产品只能在夏秋季阳光充足的时候用，冬季日照弱时根本不能用，或者产生的热水太少，不好用，客户经常投诉；其实，真正的太阳能热水器必须是一年四季都能用的。热水使用量比较大的时间是集中在冬天，而冬天的集热效果又不能满足使用要求，基本上受气候条件的限制，摆脱不了普通太阳能热水器“靠天吃饭”的局限，很难保证冬天照样有充足的热水。很多太阳能经销商为弥补热水产量不足，需要增加电辅助或者油锅炉，但是这样形成双重投资，增加客户的经济负担。消费者实际使用时候因此会白白浪费很多电能，并进一步减少使用的舒适度。太阳能热水器为了在日照不足天气也能有热水，基本都采用了所谓的“光电互补”技术，也就是在太阳能热水器上再增加一个电加热器。理论上说，只要热水不足就可以“让”该电热管加热。这听起来很美。实际上由于消费者使用热水模式很复杂，一年365天日照情况也不是固定。所以根本没办法恰当的解决“何时启动电加热最合适”。采用温度控制、时间控制实际上都不行（因为日照充足天气刚注的自来水温度也低于设定温度，若单纯采用温度控制，那么会在不需要电加热时候也通电）。使得这个初看上去简单的“电加热控制”问题没有任何太阳能厂家完善的解决——百分之百的太阳能厂家都算在内。

5、还有一条严重缺点就是现在市场99%以上都是非常落后的“非承压式”（包括太阳能热水器领域几个强势品牌，销售的全部都是这种非承压式），俗称“落水式”。其进水、出水只有一根水管，使用非常不方便，根本就谈不上舒适。

果蔬是一种典型的热敏性物料，其营养成分极易随着干燥温度的提高而流失 ；同时果蔬含水量大，对果蔬进行干燥脱水是一个大能耗且费时的操作过程。在果蔬干燥脱水过程中，如何降低能耗、提高干燥效率和保存其营养成分是果蔬干燥深加工必须克服的三大难点。目前果蔬干燥主要的加工方式是采用常规热风干燥，产品质量得不到保证 ；或者采用真空冷冻干燥方式，质量虽然得到保证，但能耗很高，效率低下。

太阳能干燥作为一种节能高效新兴洁净环保的干燥技术，能充分利用太阳辐射能，可以大量节省常规能源，经济效益显著 ；采用太阳能干燥装置，对产品进行干燥作业，具有干燥周期短、干燥效率高等优点。

太阳能利用的基本方式可分为光—热利用、光—电利用、光—化学利用、光—生物利用四类。在四类太阳能利用方式中，光—热转换的技术最成熟，产品也最多，成本相对较低。如：太阳能热水器、开水器、干燥器、太阳灶、太阳能温室、太阳房、太阳能海水淡化装置以及太阳能采暖和制冷器等。太阳能光热发电比光伏发电的太阳能转化效率较高，但应用还不普遍。

发明内容

为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种太阳能果蔬干燥设备，结合太阳能光伏电池，通过加热盘管干燥果蔬，解决了果蔬传统热风干燥品质低、污染大，真空冷冻干燥能耗高、效率低的问题。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

太阳能果蔬干燥设备，包括太阳能光伏电池板、蓄电池、太阳能智能控制器和果蔬干燥箱，太阳能光伏电池板的正负极通过导线与蓄电池的连接，蓄电池与太阳能智能控制器连接后，接到果蔬干燥箱；所述的果蔬干燥箱分为一层以上，各层箱体体内安装有独立的加热层，每个加热层都设有加热平台和加热盘管，所述加热盘管分别穿过箱壁与太阳能智能控制器连接。

每个加热层的加热平台都能够拿出果蔬干燥箱，放入果蔬进行干燥。采用分层设置加热盘管在果蔬加热中的应用，改变了传统的加热方式，提高了加热效率和热能利用率，从而达到节能目的，与传统的加热工艺相比，分段加热盘管结构简单，故障率低，成本低廉。

所述的太阳能光伏电池板，设置有能控制太阳能光伏电池板转动的追日控制器，控制器的输入端与一个A/D 转换电路的输出端连接，A/D 转换电路的输入端接入两个光敏二极管，且两个光敏二极管分别设置在太阳能板两端，控制器的输出端与一个电机驱动电路的输入端连接，电机驱动电路的输出端接入一个电机的控制端，电机与太阳能光伏电池板传动连接。

所述的加热盘管是在无缝金属管内装入电热丝，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。光伏电池发出的电是直流电，本实用新型采用电热丝加热，减低了成本，这样可以免去整流滤波电路(将50Hz的交流电变成直流电)和逆变器，在通过经过PWM控制电路将直流电转换成频率为16-20KHz 的高频电压，成本可以降低30%以上

所述的果蔬干燥箱，设有排气口和观察检修口；各加热层的侧壁上安装有温湿度传感器，温湿度传感器通过有线或无线传输技术与太阳能智能控制器连接。

所述的太阳能智能控制器与计算机主机通讯连接，并通过计算机显示屏或触摸屏监控设备的工作运行状态和工艺参数。

太阳能智能控制器能够针对果蔬干燥设备运行过程中温度控制对象复杂、电加热过程中存在滞后性、非线性、时变性的特点，通过对模糊控制器的结构设计、输入输出隶属度函数的选取、模糊控制规则库的建立等过程，保证了实验过程中温度的恒定。

并通过在计算机显示屏或触摸屏自配软件设计了计算机监控系统监视和控制画面，具备了对现场过程数据的动态监视功能，参数设置、工艺参数的实时显示、历史数据的下载等功能。 经过现场调试，控制系统能够满足预期的控制要求且运行良好。

同现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：

1、 本实用新型，结构简单，安装简便，充分利用了光电互补的特性，使可再生能源得到最大的利用减少了煤电水资源的浪费；

2、 本实用新型提供一种太阳能果蔬干燥设备，结合太阳能光伏电池，通过加热盘管干燥果蔬，解决了果蔬传统热风干燥品质低、污染大，真空冷冻干燥能耗高、效率低的问题；

3、本实用新型干燥过程中无废水、废气、废渣产生，绿色环保，工作环境舒适良好；

4、本实用新型利用太阳能干燥的产品卫生状况良好，成品色泽光鲜，系统全自动控制，减少人工和劳动强度；

5、本实用新型使用寿命长，运行成本低，经济性良好，温湿度实现自动控制，温度、湿度在干燥过程中波动小，干燥质量稳定可靠；

6、采用分层设置加热盘管在果蔬加热中的应用，改变了传统的加热方式，提高了加热效率和热能利用率，从而达到节能目的，与传统的加热工艺相比，分段加热盘管结构简单，故障率低，成本低廉；

7、光伏电池发出的电是直流电，本实用新型采用电热丝加热，减低了成本，这样可以免去整流滤波电路(将50Hz的交流电变成直流电)和逆变器，在通过经过PWM控制电路将直流电转换成频率为16-20KHz 的高频电压，成本可以降低30%以上。

附图说明

图1是本实用新型太阳能果蔬干燥设备的结构示意图；

其中，图中标号及名称为：太阳能光伏电池板1、蓄电池2、太阳能智能控制器3、果蔬干燥箱4、加热盘管5、加热平台6、观察检修口7、温湿度传感器8、排气口9。

具体实施方式

太阳能果蔬干燥设备，包括太阳能光伏电池板、蓄电池、太阳能智能控制器和果蔬干燥箱，太阳能光伏电池板的正负极通过导线与蓄电池的连接，蓄电池与太阳能智能控制器连接后，接到果蔬干燥箱；所述的果蔬干燥箱分为一层以上，各层箱体体内安装有独立的加热层，每个加热层都设有加热平台和加热盘管，所述加热盘管分别穿过箱壁与太阳能智能控制器连接。

每个加热层的加热平台都能够拿出果蔬干燥箱，放入果蔬进行干燥。采用分层设置加热盘管在果蔬加热中的应用，改变了传统的加热方式，提高了加热效率和热能利用率，从而达到节能目的，与传统的加热工艺相比，分段加热盘管结构简单，故障率低，成本低廉。

所述的太阳能光伏电池板，设置有能控制太阳能光伏电池板转动的追日控制器，控制器的输入端与一个A/D 转换电路的输出端连接，A/D 转换电路的输入端接入两个光敏二极管，且两个光敏二极管分别设置在太阳能板两端，控制器的输出端与一个电机驱动电路的输入端连接，电机驱动电路的输出端接入一个电机的控制端，电机与太阳能光伏电池板传动连接。

所述的加热盘管是在无缝金属管内装入电热丝，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。光伏电池发出的电是直流电，本实用新型采用电热丝加热，减低了成本，这样可以免去整流滤波电路(将50Hz的交流电变成直流电)和逆变器，在通过经过PWM控制电路将直流电转换成频率为16-20KHz 的高频电压，成本可以降低30%以上

所述的果蔬干燥箱，设有排气口和观察检修口；各加热层的侧壁上安装有温湿度传感器，温湿度传感器通过有线或无线传输技术与太阳能智能控制器连接。

所述的太阳能智能控制器与计算机主机通讯连接，并通过计算机显示屏或触摸屏监控设备的工作运行状态和工艺参数。

太阳能智能控制器能够针对果蔬干燥设备运行过程中温度控制对象复杂、电加热过程中存在滞后性、非线性、时变性的特点，通过对模糊控制器的结构设计、输入输出隶属度函数的选取、模糊控制规则库的建立等过程，保证了实验过程中温度的恒定。

并通过在计算机显示屏或触摸屏自配软件设计了计算机监控系统监视和控制画面，具备了对现场过程数据的动态监视功能，参数设置、工艺参数的实时显示、历史数据的下载等功能。 经过现场调试，控制系统能够满足预期的控制要求且运行良好。

Claims (5)

1.太阳能果蔬干燥设备，包括太阳能光伏电池板、蓄电池、太阳能智能控制器和果蔬干燥箱，其特征在于：太阳能光伏电池板的正负极通过导线与蓄电池的连接，蓄电池与太阳能智能控制器连接后，接到果蔬干燥箱；所述的果蔬干燥箱分为一层以上，各层箱体体内安装有独立的加热层，每个加热层都设有加热平台和加热盘管，所述加热盘管分别穿过箱壁与太阳能智能控制器连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能果蔬干燥设备，其特征在于：所述的太阳能光伏电池板，设置有能控制太阳能光伏电池板转动的追日控制器，控制器的输入端与一个A/D 转换电路的输出端连接，A/D 转换电路的输入端接入两个光敏二极管，且两个光敏二极管分别设置在太阳能板两端，控制器的输出端与一个电机驱动电路的输入端连接，电机驱动电路的输出端接入一个电机的控制端，电机与太阳能光伏电池板传动连接。

3.根据权利要求1所述的太阳能果蔬干燥设备，其特征在于：所述的加热盘管是在无缝金属管内装入电热丝，空隙部分填满有良好导热性和绝缘性的氧化镁粉后缩管而成。

4.根据权利要求1所述的太阳能果蔬干燥设备，其特征在于：所述的果蔬干燥箱，设有排气口和观察检修口；各加热层的侧壁上安装有温湿度传感器，温湿度传感器通过有线或无线传输技术与太阳能智能控制器连接。

5.根据权利要求1所述的太阳能果蔬干燥设备，其特征在于：所述的太阳能智能控制器与计算机主机通讯连接，并通过计算机显示屏或触摸屏监控设备的工作运行状态和工艺参数。