CN205245702U - 一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，包括槽式聚光集热器、循环油泵、蒸汽发生器、交流加热管、石墨烯相变储能器、汽水分离器、干燥室、空气换热器、循环风机、除湿器、预热器、温度控制器、测温探头、电磁阀门以及连接管道组成。本系统将槽式集热器与干燥装置相结合，设计出一种高效的太阳能蒸汽干燥系统。系统可以在短时间内实现大量蒸汽的产出，通过交流加热器和石墨烯相变储能器可以动态调节蒸汽的输出，从而实现干燥室温度的平稳化。通过预热器可以完成蒸汽的预加热过程，同时实现干燥过程的余热利用功能。

Description

一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统

技术领域

本实用新型涉及一种蒸汽干燥系统，特别涉及一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，属于太阳能热利用技术领域。

背景技术

在过去的几百年里，大量消耗了煤炭、石油、天然气等不可再生的化石能源且即将被耗尽，面对新的能源危机，世界众多国家正在全力发展可再生能源，而太阳能作为一种持久、清洁、免费的可再生能源，因此太阳能利用的研究和推广日益受到人们的关注和重视。随着太阳能光热利用技术的日趋成熟，太阳能的开发、利用与人们的生产、生活之间的联系也越来越紧密。其中，太阳能蒸汽因其无污染、对环境友好等特点而逐渐受到重视，并在发电、化工、印染、海水淡化等领域获得推广应用。

现有的蒸汽干燥系统，多采用锅炉加热的方式产生饱和蒸汽，然后通过空气换热器加热室内空气的方式或者直接向室内吹干蒸汽的方式进行干燥，但是这种蒸汽干燥过程需要消耗大量的化石、木材燃料，同时排放温室气体，和当前社会倡导的节能减排、绿色高效用能政策相悖。因此，可以使用太阳能蒸汽作为蒸汽干燥系统的替代热源。

太阳能蒸汽的产生方法有多种，比如真空管热水器、碟式集热器、槽式集热器、塔式集热器、CPC集热器等，其中槽式集热器是技术相对成熟、产能效率较高、成本可控的一种太阳能蒸汽产生装置，在大、小规模的中高温用热领域都有推广应用。

采用槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统能够有效解决蒸汽干燥领域中蒸汽产生与节能减排不相容的问题，此外，本系统易持续获得150℃的饱和蒸汽，能够稳定维持干燥所需的热能需求，并且具有较高的产品加热效率。

发明内容

本实用新型解决的问题之一是：克服现有蒸汽干燥技术中排放温室气体的缺点，提供一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统。该系统将槽式集热器和蒸汽干燥装置相结合，设计出一种高效、绿能的太阳能蒸汽干燥系统。

本实用新型解决的问题之二是：克服太阳能热利用技术中蒸汽输出不稳定的不足，通过交流加热管、石墨烯相变储能器分别实现太阳能的补充和充放功能，动态调节蒸汽的输出，从而实现干燥室温度的平稳化。

本实用新型解决的问题之三是：解决干燥技术余热浪费的问题，太阳能蒸汽管道上的预热器与干燥室风道连接，使用干燥余热进行蒸汽用水的预加热过程。

本实用新型主要通过以下技术方案实现：一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征在于包括太阳能蒸汽发生系统、太阳能蒸汽干燥系统，干燥除湿预热系统、太阳能补充与蓄能系统。所述太阳能蒸汽发生系统包括太阳能槽式集热器、蒸汽发生器、循环油泵；所述太阳能蒸汽干燥系统包括汽水分离器、空气换热器、干燥室；所述干燥除湿预热系统由循环风机、除湿器、预热器构成；所述太阳能补充与蓄能系统由直流加热器、石墨烯相变储能器、电磁阀门、测温探头、温度控制器构成。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：（1）采用槽式集热器作为太阳能蒸汽的生产装置，短时间内可以获得大量太阳能，有助于提高太阳能利用效率。（2）用导热油作为太阳能集热器循环介质，可获得较高的集热温度，易产生中温饱和蒸汽。（3）蒸汽发生器使用铜质换热盘管并用交流加热器辅助加热，保证换热效率的同时也能保证蒸汽的产出效率。（4）太阳能蒸汽作为干燥系统的热源，清洁环保，不会产生温室气体。（5）循环水预热过程采用干燥余热利用的方式，能够实现余热的二次利用功能，有效提高能源利用效率。（6）温度压力控制器可根据干燥室温度、蒸汽发生器内部压力动态调整交流加热器和石墨烯相变储能器的工作状态，实现太阳能的补充和存储功能。

附图说明

图1是本实用新型系统整体结构示意图。

图2是本实用新型蒸汽发生器结构示意图。

图3是本实用新型空气换热器结构示意图。

图4是本实用新型温度压力控制器工作原理图。

附图标记说明：1太阳能槽式聚光镜，2太阳能腔体吸收器，3石墨烯相变储能器，4电磁阀门，5止回阀，6继电器，7交流加热器，8变送式压力表，9蒸汽发生器，10循环油泵，11汽水分离器，12循环风机，13预热器，14温度压力控制器，15测温探头，16空气换热器，17干燥室，18除湿器，19导热油进口，20铜质换热盘管，21导热油出口，22蒸汽出口，23循环水进口，24干蒸汽入口，25换热翅片，26循环水出口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的详细说明：在下面的描述中，将逐个描述太阳能蒸汽发生系统、太阳能蒸汽干燥系统、干燥除湿预热系统、太阳能补充与蓄能系统这四个方面。为便于解释，将陈述特定的配置和细节。

如图1、2所示，太阳能蒸汽发生系统包括太阳能槽式聚光镜（1）、太阳能腔体吸收器（2）、循环油泵（10）和蒸汽发生器（9）。所述蒸汽发生器（9）包括导热油进口（19）、铜质换热盘管（20）、导热油出口（21）、蒸汽出口（22）、循环水进口（23）、变送式压力表（8）、交流加热器（6）和继电器（7）。所述太阳能腔体吸收器（2）与循环油泵（10）、蒸汽发生器（9）通过循环管道连接，太阳能腔体吸收器（2）吸收太阳光经过太阳能槽式聚光镜（1）汇聚到腔体“V”型吸收面上的太阳能，并把太阳能传递给其内部的导热油，循环油泵（10）促使管道内部导热油不断流经蒸汽发生器（9）；导热油由导热油进口（19）流入并从导热油出口（21）留出，从流入到流出的过程中铜质换热盘管（20）把导热油的热能传递给发生器内部的循环水，最终使循环水沸腾并产生高温饱和蒸汽，饱和蒸汽从蒸汽出口（22）进入蒸汽管道。

如图1、3所示，太阳能蒸汽干燥系统包括汽水分离器（11）、干燥室（17）、空气换热器（16）。所述空气换热器（16）包括干蒸汽入口（24）、换热翅片（25）、循环水出口（26）。太阳能蒸汽从蒸汽出口（22）出来后首先经过汽水分离器（11），此过程实现湿蒸汽到干蒸汽的转变；干蒸汽进入位于干燥室（17）内的空气换热器（16），在由干蒸汽入口（24）进入到循环水出口（26）流出的过程中发生液化反应，释放出来的大量热能通过换热翅片（25）扩散到周围空气中，从而实现干燥室（17）内空气的升温功能。

如图1所示，干燥除湿预热系统包括循环风机（12）、预热器（13）、除湿器（18）。循环风机（12）抽出干燥室（17）内部的湿热空气，在湿热空气流经预热器（13）的过程中，循环水盘管把空气中的热量传递给盘管内部的循环水，实现循环水进入蒸汽发生器（9）前的预热功能。

如图1、4所示，太阳能补充与蓄能系统包括石墨烯相变储能器（3）、电磁阀门（4）、止回阀（5）、温度压力控制器（14）、温度探头（15）、继电器（6）、交流加热器（7）。当位于干燥室（17）内的温度探头（15）测得的温度等于温度设定值且变送式压力表（8）测得的压力超过压力设定值时，温度压力控制器（14）控制电磁阀门（4）打开，此时会有部分导热油通过电磁阀门（4）流入石墨烯相变储能器（3），石墨烯相变储能器（3）内部的石墨烯升温融化并吸收热量，然后导热油经过止回阀（5）流出并进入蒸汽发生器（9），通过存储部分导热油热量的方式减弱蒸汽发生器（9）内部蒸汽的产出能力，当所有度数等于设定值后关闭电磁阀门（4）；当温度探头（15）测得的温度低于温度设定值时温度压力控制器（14）打开继电器（6），此时交流加热器（7）通电并对蒸汽发生器（9）内部的循环水进行加热，通过补充循环水热量的方式提高蒸汽的产量，当测得的温度等于温度设定值后关闭继电器（6）。

Claims (5)

1.一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征在于包括太阳能蒸汽发生系统、太阳能蒸汽干燥系统，干燥除湿预热系统、太阳能补充与蓄能系统，所述太阳能蒸汽发生系统包括太阳能槽式集热器、蒸汽发生器、循环油泵，所述太阳能蒸汽干燥系统包括汽水分离器、空气换热器、干燥室；所述干燥除湿预热系统由循环风机、除湿器、预热器构成，所述太阳能补充与蓄能系统由交流加热器、石墨烯相变储能器、电磁阀门、继电器、测温探头、温度控制器构成。

2.根据权利要求1所述的一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征是槽式集热器为基于腔体吸收器的槽式线聚焦集热器，能量来自于太阳能。

3.根据权利要求1所述的一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征是蒸汽发生器采用铜质换热盘管并用直流加热器辅助加热的设计方式，保证换热效率的同时也能保证蒸汽的产出效率。

4.根据权利要求1所述的一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征是预热器所需热能来自干燥余热，能够实现余热的二次利用功能，有效提高能源利用效率。

5.根据权利要求1所述的一种基于储能换热功能槽式集热器的太阳能蒸汽干燥系统，其特征是温度压力控制器可根据干燥室温度、蒸汽发生器内部压力动态调整交流加热器和石墨烯相变储能器的工作状态，实现太阳能的补充和存储功能。