CN204678813U - 一种利用太阳能风能的智能烤房 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用太阳能风能的智能烤房。包括光伏组件、风力发电机、并网逆变器、菲涅尔聚光系统、除尘器、余热除湿器、加热器、真空管空气集热器、控制系统和烘烤室。光伏组件将太阳能转换为电能，风力发电机将风能转化为电能，并网逆变器将前面得到的直流电转变为交流电并入电网；除尘器用于除去烤房内抽出的循环空气中的粉尘，再将其送入余热除湿器；本实用新型针对能源短缺和传统烘干农副产品易受污染等问题，通过利用太阳能、风能和空气热能等清洁能源；采用的新能源烘烤方式。全程控制系统操作，实现智能自动化。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能、风能和空气热能的利用等新能源领域，具体涉及一种利用太阳能风能的智能烤房。
背景技术
传统烤房主要是燃煤等化石能源烘干和电加热烘干，其耗能巨大，而且效率低下，造成了极大的能源浪费，不符合“节能减排”“食品安全”的理念，而且所采用的燃煤烘干方式得到的成品容易被煤中重金属污染，还会产生有毒有害身体的物质，导致食品污染而不能满足食品安全理念。综上，如何低能耗且安全地烘干农副产品成为本专利的源点。将目前运用较为成熟的太阳能、风能和空气热能等新能源结合起来，其中太阳能光伏组件和风力发电机可以进行发电，菲涅尔聚光系统和真空管空气集热器用来加热空气，空气热能补充缺少的热能部分。这种组合方式，既可以低碳烘烤，也使得得到的成品安全性和品质大大提高。
不少菲涅尔聚光太阳能发电文献对此作了论述，《线性菲涅尔反射热发电技术发展概况》-李启明、《太阳能中高温热发电反射式线性菲涅尔技术简介》-熊勇刚，这都是说明现有菲涅尔发电技术都是可行，我们此处只是将管内工质改变为空气即可。《风力发电及其技术发展综述》-李军军、《多功能并网逆变器研究综述》-曾正，都是论证了风力发电以及其新能源逆变并网的可行性，因此本专利所述的新能源发电并网是技术成熟的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种利用太阳能风能的智能烤房。
本发明在现有的技术之上，提供了一种基于太阳能、风能和空气热能的新型智能化烤房，解决了传统烤房耗能巨大，效率低下的问题，而且所烘烤得到的产品也避免了被煤中重金属污染的问题，既缓解了能源危机，也提高了烘干产品的食品安全性。
本发明的技术方案是：一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于所述的光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地倾斜布置；所述的风力发电机(2)布置在当地；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，隔热的地面处均匀设有管道，管道上面开有小孔；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器。
本发明公开了一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于所述的光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地倾斜布置；所述的风力发电机(2)布置在当地，将风能转化为电能；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，隔热的地面处均匀设有管道，管道上面开有小孔；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成，余热除湿器(5)回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定温度；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端；控制系统(9)采用CRESTRON AV2集中控制系统套装；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器。
本发明公开了一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于所述的光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机(2)布置在当地，将风能转化为电能；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，隔热的地面处均匀设有管道，管道上面开有小孔，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室(10)，形成尾流漩涡风场；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统(4)采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成，余热除湿器(5)回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定温度；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端；控制系统(9)采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统(9)检测除尘器(7)前烘烤室(10)出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室(10)前管道内的流量，控制系统(9)还检测除尘器(7)前后的烟灰程度，调整除尘器功率，还检测烘烤室(10)内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器(6)前测得的温度对比，驱动变频加热器(6)补充缺少的那部分热量，使得加热器(6)出口后的温度满足烘烤室(10)额定范围温度；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
本发明公开了一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于包括：光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地太阳辐射强度大于560W/m2的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机(2)布置在当地8m/s-12m/s风场的地方，风力发电机(2)布置间距≥30m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为15-18cm的管道，管道上面2-5cm间距开有一个5-7cm的小孔，整个管道上有250-350个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室(10)，使得烘烤室(10)的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统(4)采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成，余热除湿器(5)回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定50-60℃温度；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器(5)与加热器(6)中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统(9)用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制给个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统(9)采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统(9)检测除尘器(7)前烘烤室(10)出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室(10)前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统(9)还检测除尘器(7)前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器(5)前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器(5)的功率使得除湿后的空气湿度降低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室(10)内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器(6)前测得的温度对比，驱动变频加热器(6)补充缺少的那部分热量，使得加热器(6)出口后的温度满足烘烤室(10)额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统(9)检测余热除湿器(7)后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)汇流后的空气温度T2，若T2-T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统(9)发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器(5)之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器(6)，加热后送入烘烤室(10)；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
本发明一种太阳能风能智能化烤房，包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9和烘烤室10、进气阀11。所述的光伏组件1采用太阳能进行光伏发电；所述的风力发电机2将风能转换成电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2所转换的电能经并网逆变器并入电网，实现自发自用、余电上网；除尘器7用于除去来自烘烤室10的循环空气中的粉尘，并将其送入余热除湿器5；并将除湿后的空气经过三通阀分流为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统4加热，另外一部分经过真空管空气集热器8被加热，然后由加热器6再将上述两部分空气再次加热到烤房额定温度，送入烘烤室10；菲涅尔聚光系统4采用单轴跟踪系统，对太阳光线进行聚焦在空气集热管上，加热其中流动的空气介质；真空管空气集热器8布置在烘烤室10顶部，节省占地面积，用作加热其中流动的空气工质；控制系统9检测各个管道部分的参数，收集处理后发出控制指令，控制各个部件的动作情况，实现智能化。所述的菲涅尔聚光系统4，镜面采用12-24cm的平面镜，安装倾角为1-40°，使得反射的太阳光线可以聚焦到空气集热管，为了使得加热均匀，所采用的空气集热管管径为12-24cm。所述的菲涅尔聚光系统中的空气集热管采用真空空气集热管，外套表面进行镀膜工艺。所述的真空管空气集热器8，其工作原理和管路布置见附图。
本发明一种利用太阳能风能的智能烤房，包括光伏组件、风力发电机、并网逆变器、菲涅尔聚光系统、除尘器、余热除湿器、加热器、真空管空气集热器、控制系统和烘烤室。光伏组件将太阳能转换为电能，风力发电机将风能转化为电能，并网逆变器将前面得到的直流电转变为交流电并入电网；除尘器用于除去烤房内抽出的循环空气中的粉尘，再将其送入余热除湿器；余热除湿器布置在加热器正下方，余热除湿器可以将除尘后空气中的水蒸气除去，除尘除湿后的空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另一部分进入真空管空气集热器(若阴雨天或夜间除尘除湿后的空气直接通过旁路进入加热器加热)；菲涅尔聚光系统将太阳光聚焦到空气集热管，加热其中流动的空气；真空管空气集热管布置在烤房顶部，用于加热其中流动的空气；加热器将加热过的两部分空气再次加热到额定温度，将其送入烘烤室内；控制系统用于将各个环节检测的数据处理，然后发出指令控制各部件的动作；烤房主体用于农副产品的烘烤。本发明针对能源短缺和传统烘干农副产品易受污染等问题，通过利用太阳能、风能和空气热能等清洁能源，有助于减少能源消耗，缓解能源危机；采用的新能源烘烤方式，彻底消除了了传统燃煤等化石能源烘烤容易导致产品重金属超标和有毒物质产生且附着等问题。在余热除湿器前布置新空气入口，用于均衡系统循环过程中漏气，在烘烤室底部均匀布置热空气管道，得到的均匀烘烤温度更加提高了烘干产品的品质。全程控制系统操作，实现智能自动化。
本发明的有益技术效果：本发明采用太阳能、风能和空气热能等新能源，其中光伏组件1接收的太阳能和风力发电机2接收的风能可以用作发电，经过并网逆变器3转换为交流电，在满足了烤房的正常用电需求之后，可将多余的电能卖入电网，相当于分布式新能源发电站，降低能耗的同时还可进行发电。将从余热除湿器除湿后的空气通过菲涅尔聚光系统和真空管空气集热器，使用太阳光对烤房所需的热空气进行加热，不需要消耗传统的化石能源。
本发明所述的烤房不采用燃煤等化石能源加热方式对农副产品进行烘干，彻底避免了燃煤中的重金属进入烘烤产品，也避免煤燃烧产生的有毒物质进入成品，大大提高了烘烤产品的安全性。
烤房地面附近均匀布置热空气管道，热空气管道上面开有均匀布置的小孔，将来自热泵的热空气均匀化，使得靠房内形成均匀的烘烤密度和均匀的风场，不仅有助于提高烘烤效率，还可以使得烘烤产品的品质均匀一致。
通过控制系统对管道热空气采样，然后收集信号，处理后发出控制指令控制各个部件的动作，实现了全天智能化运行，减少了人工劳动强度，而且智能化的控制有助于将烤房条件控制在最佳运行状态，提高了烘烤产品的效率，以及得到产品的成色、香味、品质等。
本发明一种太阳能风能智能化烤房提高了能源的效率，本公司的风光互补型烤房比传统的密集型烤房节省了34％左右的能源，本申请引进了菲涅尔聚光系统和余热除湿器，相较之前的专利有了更大的提升，节省能源达到50％以上。
附图说明
附图1是一种利用太阳能风能的智能烤房的整体装置连接示意图；
附图2是一种利用太阳能风能的智能烤房的真空管空气集热器原理和管道布置示意图；
附图3是一种利用太阳能风能的智能烤房的系统流程图；
附图中：1-为光伏组件；2-为风力发电机；3-为并网逆变器；4-为菲涅尔聚光系统；5-为余热除湿器；6-为集热器；7-为除尘器；8-为真空管空气集热器；9-为控制系统；10-为烘烤室；11-为进气阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
实施例1：本发明一种利用太阳能风能的智能烤房，包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9、烘烤室10、进气阀11；其中所述的光伏组件1选择当地太阳辐射强度大于560W/m2的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机2布置在当地10m/s风场的地方，风力发电机2布置间距35m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统4用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室10顶部设有真空管空气集热器8，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为16cm的管道，管道上面4cm间距开有一个5-7cm的小孔，整个管道上有300个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室10，使得烘烤室10的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，真空管空气集热器8加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统9采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统4采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器5和加热器6组成，余热除湿器5回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器6用作再次加热经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定55℃温度；所述的除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器5与加热器6中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统9用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制给个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统9采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统9检测除尘器7前烘烤室10出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室10前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统9还检测除尘器7前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器5前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器5的功率使得除湿后的空气湿度降低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室10内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器6前测得的温度对比，驱动变频加热器6补充缺少的那部分热量，使得加热器6出口后的温度满足烘烤室10额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统9检测余热除湿器7后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8汇流后的空气温度T2，若T2-T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统9发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器5之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器6，加热后送入烘烤室10；烘烤室10循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
实施例2：本发明一种利用太阳能风能的智能烤房，包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9、烘烤室10、进气阀11；其中所述的光伏组件1选择当地太阳辐射强度大于560W/m2的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机2布置在当地8m/s风场的地方，风力发电机2布置间距45m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统4用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室10顶部设有真空管空气集热器8，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为15cm的管道，管道上面2cm间距开有一个5-7cm的小孔，整个管道上有250个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室10，使得烘烤室10的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，真空管空气集热器8加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统9采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统4采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器5和加热器6组成，余热除湿器5回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器6用作再次加热经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定50-60℃温度；所述的除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器5与加热器6中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统9用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制给个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统9采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统9检测除尘器7前烘烤室10出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室10前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统9还检测除尘器7前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器5前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器5的功率使得除湿后的空气湿度降低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室10内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器6前测得的温度对比，驱动变频加热器6补充缺少的那部分热量，使得加热器6出口后的温度满足烘烤室10额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统9检测余热除湿器7后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8汇流后的空气温度T2，若T2-T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统9发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器5之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器6，加热后送入烘烤室10；烘烤室10循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
实施例3：本发明一种利用太阳能风能的智能烤房，包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9、烘烤室10、进气阀11；其中所述的光伏组件1选择当地太阳辐射强度大于560W/m2的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机2布置在当地12m/s风场的地方，风力发电机2布置间距50m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统4用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室10顶部设有真空管空气集热器8，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为18cm的管道，管道上面5cm间距开有一个5-7cm的小孔，整个管道上有350个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室10，使得烘烤室10的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，真空管空气集热器8加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统9采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统4采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器5和加热器6组成，余热除湿器5回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器6用作再次加热经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定50-60℃温度；所述的除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器5与加热器6中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统9用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制给个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统9采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统9检测除尘器7前烘烤室10出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室10前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统9还检测除尘器7前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器5前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器5的功率使得除湿后的空气湿度降低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室10内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器6前测得的温度对比，驱动变频加热器6补充缺少的那部分热量，使得加热器6出口后的温度满足烘烤室10额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统9检测余热除湿器7后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8汇流后的空气温度T2，若T2-T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统9发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器5之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器6，加热后送入烘烤室10；烘烤室10循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
实施例4：一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9、烘烤室10、进气阀11；其中所述的光伏组件1选择当地太阳辐射强度大于560W/m2的地方倾斜布置，采用单轴跟踪方式将太阳能转化为电能；所述的风力发电机2布置在当地8m/s-12m/s风场的地方，风力发电机2布置间距≥30m，将风能转化为电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2产生的电能经过转换后并入电网，电能的使用方式为自发自用、余电上网；所述的菲涅尔聚光系统4用于加热余热除湿器器出来的空气；所述的烘烤室10顶部设有真空管空气集热器8，墙体采用隔热材料封闭，为了保证较大的换气量，隔热的地面处均匀设有直径为15-18cm的管道，管道上面2-5cm间距开有一个5-7cm的小孔，整个管道上有250-350个小孔，小孔的孔径沿着管道的布置是增大的，热空气从管道的小孔中出来进入烘烤室10，使得烘烤室10的温度场是均匀的，却形成了尾流漩涡风场，与对应的除尘器抽湿口刚好形成迎风面，有利于产品的高效脱水；除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，真空管空气集热器8加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统9采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的菲涅尔聚光系统4采用菲涅尔聚光镜镜面宽度10-24cm，长度为2m，镜面采用单轴跟踪系统驱动，将太阳光聚焦在空气集热管10-24cm处，用太阳能加热空气集热管内流动的空气；其背面布置二次反射镜，用于将聚光时的漏射光线再次反射聚焦在空气集热管上，减少损失；所述的整个换热加热过程由余热除湿器5和加热器6组成，余热除湿器5回收余热后再次传递给加热器再次利用，还可以用作除去循环空气中的水蒸气，降低气体中的湿度；加热器6用作再次加热经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8的热空气，使其出口空气温度达到烘烤额定50-60℃温度；所述的除尘器7布置在余热除湿器5与进气阀11前端，用作除去从烤房内抽出空气中的粉尘，减少余热除湿器5与加热器6中翅片的积灰，维持换热效率；所述的控制系统9用以检测各部分管路温度和烤房内的温度、湿度、烟灰浓度和流量以及整个系统的漏气损失，并发出控制指令来控制给个部件的动作，维持整个烤房系统的正常运行；控制系统9采用CRESTRON AV2集中控制系统套装，控制系统9检测除尘器7前烘烤室10出口空气的流量以及加热器后进入烘烤室10前管道内的流量，对比之后得到循环空气的漏气损失，然后驱动除尘器之后的电机补充缺失的那部分新空气量，控制系统9还检测除尘器7前后的烟灰程度，调整除尘器功率，使除尘后的烟气烟尘浓度降低到0.1％的范围，对余热除湿器(5)前后的循环空气湿度进行检测，处理后发出指令控制余热除湿器(5)的功率使得除湿后的空气湿度降低于0.01kg/kg，此外，还检测烘烤室10内中心垂直空间均匀三点的温度得到平均烘烤温度，与加热器6前测得的温度对比，驱动变频加热器6补充缺少的那部分热量，使得加热器6出口后的温度满足烘烤室10额定范围温度；针对夜晚及光照强度不良的天气，控制系统9检测余热除湿器7后的温度T1，并测得经过菲涅尔聚光系统4和真空管空气集热器8汇流后的空气温度T2，若T2-T1≤0℃，考虑漏气损失和散热损失，则判定使用太阳能加热是不经济的，则由控制系统9发出指令控制三通阀，使得从余热除湿器5之后的除尘除湿空气直接从旁路系统进入加热器6，加热后送入烘烤室10；烘烤室10循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；然后旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器，一般在夜晚和太阳辐射差的时候启用。
实施例5：本发明一种太阳能风能智能化烤房，包括：光伏组件1、风力发电机2、并网逆变器3、菲涅尔聚光系统4、余热除湿器5、加热器6、除尘器7、真空管空气集热器8、控制系统9和烘烤室10、进气阀11。所述的光伏组件1采用太阳能进行光伏发电；所述的风力发电机2将风能转换成电能；所述的并网逆变器3将光伏组件1和风力发电机2所转换的电能经并网逆变器并入电网，实现自发自用、余电上网；除尘器7用于除去来自烘烤室10的循环空气中的粉尘，并将其送入余热除湿器5；并将除湿后的空气经过三通阀分流为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统4加热，另外一部分经过真空管空气集热器8被加热，然后由加热器6再将上述两部分空气再次加热到烤房额定温度，送入烘烤室10；菲涅尔聚光系统4采用单轴跟踪系统，对太阳光线进行聚焦在空气集热管上，加热其中流动的空气介质；真空管空气集热器8布置在烘烤室10顶部，节省占地面积，用作加热其中流动的空气工质；控制系统9检测各个管道部分的参数，收集处理后发出控制指令，控制各个部件的动作情况，实现智能化。所述的菲涅尔聚光系统4，镜面采用12-24cm的平面镜，安装倾角为1-40°，使得反射的太阳光线可以聚焦到空气集热管，为了使得加热均匀，所采用的空气集热管管径为12-24cm。所述的菲涅尔聚光系统中的空气集热管采用真空空气集热管，外套表面进行镀膜工艺。所述的真空管空气集热器8，其工作原理和管路布置见附图。
实施例6：本发明一种太阳能风能智能化烤房如附图中所示的方式连接，构成部分有：光伏组件1；风力发电机2；并网逆变器3；菲涅尔聚光系统4；余热除湿器5；集热器6；除尘器7；真空管空气集热器8；控制系统9；烘烤室10；进气阀11。本发明适用于光照良好，地面可接受的辐射强度大于560W/m2的场地，布置多段菲涅尔聚光系统，采用串联加热的方式，可以将空气集热管内的空气加热到较高的温度，其菲涅尔反射镜采用平面镜，镜宽为10-24cm，长度为2m，空气集热管布置在镜场中心轴高于地面3m的地方，反射镜采用单轴跟踪系统，通过太阳位置跟踪仪测出太阳位置的变化，然后驱动电机带动反射镜的旋转，将反射镜收集到的太阳光反射到空气集热管，此时为最佳的倾斜角；选择风场良好的场地，风速范围为8-12m/s，此时风速较为平稳，适合风力发电机稳定的工作，选择叶轮直接选择在10-15m，布置间距为50m，较好的利用风场风能，其中风力发电机可根据风向的改变进行自动偏航。其中光伏组件和风力发电机所发出的直流电通过并网逆变器并入电网。真空管空气集热器根据全天最佳光照强度的改变，选取能够使得整天内接收辐射量最大的角度，采用最佳的角度固定烤房顶部；菲涅尔聚光系统和真空管空气集热器用来加热除尘除湿后的循环空气，再将其送入加热器进一步加热到烤房额定温度50-60℃，之后额定热空气通过均匀布置的管道在烤房，形成的均匀加热产品。余热除湿器布置在加热器正下方，余热除尘器利用装置的物理特性，用来除去从烤房内抽出循环空气中的粉尘，余热除湿器用来除去其中的水蒸气。控制系统通过采取各个管道的参数，处理后发出指令控制各个部件的动作，实现烤房智能自动化。控制系统在除尘器之前监测循环空气的流量，并在除尘器之后驱动送风电机，加入新空气以补充漏损的那部分空气；烤房墙体采用隔热材料，底部布置有均匀开有小孔的管道进行送风。在关照较差和夜间的条件下，控制系统检测余热除湿器排气口和加热器进气口温差小于5℃时，启动操作指令关闭三通阀，开启旁路，使得余热除湿器出口的空气直接进入加热器入口，采用空气能进行循环空气的加热；在菲涅尔聚光系统的反射镜跟踪装置，通过太阳辐射位置测试仪，然后得到太阳方位的改变，最后驱动电机调整反射镜的旋转，进行最佳角度的调整。
控制系统9采用CRESTRON AV2集中控制系统套装通过热电偶三点采样得到烘烤室的平均烘烤温度，然后通过DMS-100颗粒物监测仪采样得到除尘器前后循环空气的粉尘浓度，控制系统处理后发出指令控制除尘器的功率改变，使得除尘之后的循环空气粉尘浓度满足后续处理需求；然后通过湿度分析仪测得余热除湿器前后的循环空气的湿度，若处理后的空气湿度不满足要求，则通过变频加大功率除湿；再通过热电偶测得余热除湿器之后的温度和加热器之前的温度，若升温小于0℃，则控制系统关闭三通阀，启用旁路系统，直接将余热除湿器处理过的空气送入加热器加热；若加热器之前的温度没有达到烤房的额定温度，则启动加热器加热循环空气，达到烤房温度。
Claims (1)
1.一种利用太阳能风能的智能烤房，其特征在于所述的光伏组件(1)、风力发电机(2)、并网逆变器(3)、菲涅尔聚光系统(4)、余热除湿器(5)、加热器(6)、除尘器(7)、真空管空气集热器(8)、控制系统(9)、烘烤室(10)、进气阀(11)；其中所述的光伏组件(1)选择当地倾斜布置；所述的风力发电机(2)布置在当地；所述的并网逆变器(3)将光伏组件(1)和风力发电机(2)产生的电能经过转换后并入电网；所述的菲涅尔聚光系统(4)用于加热余热除湿器出来的空气；所述的烘烤室(10)顶部设有真空管空气集热器(8)，墙体采用隔热材料封闭，隔热的地面处均匀设有管道，管道上面开有小孔；除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端，真空管空气集热器(8)加热余热除湿器出来的除尘除湿空气；控制系统(9)采集各个环节的数据，处理后发出指令控制各部件的动作；所述的整个换热加热过程由余热除湿器(5)和加热器(6)组成；加热器(6)用作再次加热经过菲涅尔聚光系统(4)和真空管空气集热器(8)的热空气；所述的除尘器(7)布置在余热除湿器(5)与进气阀(11)前端；烘烤室(10)循环空气分为主路系统和旁路系统两部分，主路系统是经余热除湿器出来的循环空气分为两部分，一部分进入菲涅尔聚光系统，另外一部分进入真空管空气集热器，三通阀布置在此，用作调节进入两个部分的空气比例；旁路系统是经过余热除湿器出来的空气直接进入加热器。
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|---|---|---|---|---|
| CN104776688A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-15 | 恩施州圣奥新能源开发有限公司 | 一种利用太阳能风能的智能烤房 |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150930 Termination date: 20200413 |
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