CN209726544U - 一种抛物槽式太阳能烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抛物槽式太阳能烘干系统。抛物槽式集热器的输出口依次经油泵和第二调节阀后连接到板式换热器一侧管路输入端，板式换热器涡街流量计连接到抛物槽式集热器；板式换热器另一侧管路输出端分别连接到保温热水箱和烘干室，烘干室连接到保温冷水箱，保温冷水箱经电驱热泵连接到保温热水箱；烘干室内设有多层干燥架和温度传感器；烘干室底部内设有散热盘管，散热盘管入口端和第二电磁流量计连接，散热盘管出口端经回水管路连接到保温冷水箱。本实用新型抛物槽式太阳能烘干系统效率能达到20‑30％，维持保温水箱和烘干室热量稳定，延长烘干室使用时间，解决了干燥物品被污染等问题，可以节省大量常规能源。

Description

一种抛物槽式太阳能烘干系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能烘干装置，尤其涉及一种抛物槽式太阳能烘干系统。

背景技术

目前，中国的能源消费结构中煤炭占相当大的比重。中国要减少碳的排放量，调整能源结构，大力开发清洁能源。而太阳能资源丰富，开发利用前景广阔。太阳常数是1367瓦每平方米，即每秒照射到地球上的能量约为500万吨煤的当量。抛物槽式集热器作为太阳能中高温热利用系统中最基本的聚光集热单元，能够输出中高品质的集热温度，输出温度能够高达400℃，可用于发电、制冷、采暖、海水淡化、造纸、化工等生产和生活领域。太阳能干燥就是使被干燥的物料，间接或者直接吸收太阳能并将它转换为热能，或者通过太阳集热器所加热的传热工质进行对流换热而获得热能，继而再经过物料表面与物料内部之间的传热、传质过程，使物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去，最终达到干燥的目的。通过太阳能加热的热风对各种形态的农产品如果蔬、中药材加工等进行干燥。太阳能干燥农产品，能更好的保留营养价值，可以避免露天摊晒中出现灰尘、蝇虫等污染和腐烂变质现象，可以节约燃煤等传统干燥方式的能源消耗，降低成本，减少污染排放。

发明内容

现如今太阳能干燥在工业领域的利用多为间接受热式，为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种抛物槽式太阳能高温蓄热供热以及电驱热泵辅助干燥系统，解决了目前的太阳能干燥系统，干燥时间短、太阳能集热器输出功率低、干燥物料破损率高等问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括抛物槽式集热器、涡街流量计、第一调节阀、保温冷水箱、第一水泵、电驱热泵、油泵、第二调节阀、板式换热器、第二水泵、第三调节阀、保温热水箱、第一电磁流量计、烘干室、第四调节阀、第二电磁流量计、第三水泵、第一开关阀、第二开关阀、第三开关阀；抛物槽式集热器的输出口依次经油泵和第二调节阀后连接到板式换热器一侧管路输入端，板式换热器一侧管路输出端经涡街流量计连接到抛物槽式集热器的输入口；板式换热器另一侧管路输出端经第二水泵和第三调节阀的输入端连接，第三调节阀的输出端分别连接到保温热水箱和第一电磁流量计的输入端，第一电磁流量计的输出端依次经第三水泵、第四调节阀、第二电磁流量计后连接到烘干室的输入口，烘干室的输出口连接到保温冷水箱，保温冷水箱经第一调节阀连接到板式换热器另一侧管路输入端，同时保温冷水箱经第一水泵连接到电驱热泵的输入口，电驱热泵的输出口分别经第一开关阀和第二开关阀连接到保温热水箱和第一电磁流量计的输入端，保温热水箱经第三开关阀连接到第一电磁流量计的输入端。

所述的烘干室包括有pt100温度传感器、干燥架、回水管路、板式换热器侧出口水路、保温热水箱供给水路、电驱热泵供给水路、散热盘管；烘干室内设有多层干燥架，每层干燥架之间、最高层干燥架和最低层干燥架的烘干室内壁均安装有pt100温度传感器；烘干室底部内设有散热盘管，散热盘管入口端和第二电磁流量计连接，散热盘管出口端经回水管路连接到保温冷水箱。

所述的散热盘管位于最低层干燥架的下方。

板式换热器另一侧管路输出端输出热水形成板式换热器侧出口水路，保温热水箱输出端输出热水形成保温热水箱供给水路，电驱热泵的输出口输出端输出热水形成电驱热泵供给水路，板式换热器侧出口水路、保温热水箱供给水路和电驱热泵供给水路均输入到第三水泵。

所述的板式换热器一侧管路通油液，板式换热器另一侧管路通水。

所述的抛物槽式集热器为抛物槽式太阳能集热器。

抛物槽式太阳能集热器始终保持聚焦光线在抛物槽式太阳能真空集热器上，使传热工质导热油能达到400℃高温。

所述烘干室采用保温棉及泡沫保温隔热设置于外壁。

所述烘干室设置三层干燥架提高物料烘干的工作效率，能使能量利用率最大，同时烘干室内布置传感器采用分布式均匀放置方式，烘干效率在20-30％。

本发明包括抛物槽式集热器，一次循环工质与二次循环工质换热的板式换热器，与换热器进口相连的是保温冷水箱，出口是保温水箱或者烘干室，辅助能源电驱热泵供给烘干室和保温水箱加热，维持保温水箱和烘干室热量稳定。

在天气晴朗情况下，抛物槽式集热器集热量直接供给热盘管散发热量保证烘干室温度充足。抛物槽式太阳能集热器集热量不足时，将使用保温水箱中储存的热量或者电驱热泵供应烘干室，保证能量供应和温度恒定，延长烘干室使用时间。

本实用新型充分利用太阳辐射能，有效合理地提高太阳能干燥的温度不稳定问题，解决了干燥物品被污染等问题，使产品的质量等级有所提高。一般农副产品和食品的干燥，要求温度水平较低，在40－70℃之间。

本实用新型的有益效果是：

1.所述槽式太阳能集热器中工质采用高温导热油，经聚光作用后传热工质导热油温度可达400℃左右，换热后的工质水能高达95℃，可以用于干燥枸杞，大枣、粮食等农产品。

2.所述保温水箱设置辅助电驱热泵加热装置，可以在光照强度不高时对烘干室进行加热，也可以利用夜晚低谷电对保温水箱进行加热，即保证了干燥系统的稳定性，也避免白天高峰用电的情况。

3.所述干燥室设置了三层干燥架，热量由下往上所散发，设置三层干燥架可以保障能量的最大利用，使烘干效果最佳。

4.所述槽式太阳能干燥系统根据所在地杭州的地理纬度设计的效率可以达到20-30％。

附图说明

图1为本实用新型系统的结构示意图。

图2为本实用新型干燥室局部结构放大示意图。

图3为本发明能量传递示意图。

图1中：1、抛物槽式集热器；2、涡街流量计；3、第一调节阀；4、保温冷水箱；5、第一水泵；6、电驱热泵；8、油泵；9、第二调节阀；10、板式换热器；11、第二水泵；12、第三调节阀；13、保温热水箱；14、第一电磁流量计；15、烘干室；16、pt100温度传感器；17、干燥架；18、回水管路；19、第四调节阀；20、第二电磁流量计；21、第三水泵；22、板式换热器侧出口水路；23、保温热水箱供给水路；24、电驱热泵供给水路；25、散热盘管；26、第一开关阀；27、第二开关阀；28、第三开关阀。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，本发明具体实施包括抛物槽式集热器1、涡街流量计2、第一调节阀3、保温冷水箱4、第一水泵5、电驱热泵6、油泵8、第二调节阀9、板式换热器10、第二水泵11、第三调节阀12、保温热水箱13、第一电磁流量计 14、烘干室15、第四调节阀19、第二电磁流量计20、第三水泵21、第一开关阀26、第二开关阀27、第三开关阀28。抛物槽式集热器1为抛物槽式太阳能集热器，抛物槽式集热器1的输出口依次经油泵8和第二调节阀9后连接到板式换热器10一侧管路输入端，板式换热器10一侧管路输出端经涡街流量计2连接到抛物槽式集热器1的输入口；板式换热器10另一侧管路输出端经第二水泵11和第三调节阀12的输入端连接，第三调节阀12的输出端分别连接到保温热水箱13和第一电磁流量计14的输入端，第一电磁流量计14的输出端依次经第三水泵21、第四调节阀19、第二电磁流量计20后连接到烘干室15的输入口，烘干室15的输出口连接到保温冷水箱4，保温冷水箱4经第一调节阀3连接到板式换热器10另一侧管路输入端，同时保温冷水箱4经第一水泵5连接到电驱热泵6的输入口，电驱热泵6的输出口分别经第一开关阀26和第二开关阀27 连接到保温热水箱13和第二电磁流量计20的输入端，保温热水箱13经第三开关阀28连接到第二电磁流量计20的的输入端。

如图2所示，烘干室15包括有pt100温度传感器16、干燥架17、回水管路 18、板式换热器侧出口水路22、保温热水箱供给水路23、电驱热泵供给水路24、散热盘管25；烘干室15内设有多层干燥架17，每层干燥架17之间、最高层干燥架17和最低层干燥架17的烘干室15内壁均安装有pt100温度传感器16；烘干室15底部内设有散热盘管25，散热盘管25入口端和第二电磁流量计20连接，散热盘管25出口端经回水管路18连接到保温冷水箱4。散热盘管25位于最低层干燥架17的下方。

板式换热器10另一侧管路输出端输出热水形成板式换热器侧出口水路22，保温热水箱13输出端输出热水形成保温热水箱供给水路23，电驱热泵6的输出口输出端输出热水形成电驱热泵供给水路24，板式换热器侧出口水路22、保温热水箱供给水路23和电驱热泵供给水路24均输入到第三水泵21。

抛物槽式集热器能单轴跟踪太阳光，抛物槽式集热器的一次循环工质是导热油，其最高温度可达400℃，集热器的二次循环工质进口连接保温冷水箱4，出口连接保温热水箱13，出口温度最高可达95℃。

板式换热器10一侧管路通油液，板式换热器10另一侧管路通水。板式换热器10的一侧管路以导热油为传热工质，板式换热器10的另一侧管路以水为传热工质，传热工质导热油经过板式换热器10将热量传递给水，储存在保温水箱13中，并且传热工质导热油与水之间一定温差达到时才启动循环水泵进行逆流换热。

板式换热器10侧、烘干室15供热水侧、导热油循环侧都安装调节阀和流量计。

板式换热器10，集热器集热量通过板式换热器经一次循环工质和二次循环工质输送到保温水箱中；

电驱热泵6，为多云和阴天供给热量不稳定情况下提供稳定的能量供应；

保温水箱包括保温冷水箱和保温热水箱，保温冷水箱连接板式换热器的水侧进水口，板式换热器的水侧出水口相连于保温热水箱或者烘干室进水口。保温水箱设置辅助电驱热泵加热装置，保证供给烘干室热量维持在所需温度。

抛物槽式集热器(1)进出口、保温水箱、板式换热器、干燥室内均设置有温度传感器，温度传感器采集温度信号进行实时监测。

烘干室15采用保温棉及泡沫保温隔热设置于外壁，烘干室15采用铜质散热盘管25散发热量，使烘干室达到所需温度。烘干室内部采用两级铜质散热盘管散发热量，散热系数不同的两种散热盘管串联连接使其能量层级递减可以充分利用供给热量。

导热油循环管路是一次循环传热工质，经过板式换热器，将其热量传递给二次循环工质—水。板式换热器的进口连接于保温冷水箱并设置循环水泵、温度传感器和调节阀上按照设定的流量和温度进行循环换热；板式换热器的出口连接于保温水箱中，二次循环工质水经过开关阀输入到把保温热水箱或者烘干室中。一次循环工质导热油管路和二次循环工质水管路均采用保温处理，减少热量损失。

如图3所示，本实用新型的工作原理过程为：

抛物槽式集热器中，抛物式反射镜聚集的光线于集热器上形成高温，集热器本身吸收热量并将其传导进传热工质导热油中，导热油吸收热量后能达到 400℃高温，从集热器出口输出高品质热量。

抛物槽式集热器1采集的太阳辐射的热量经过板式换热器10传递给烘干室 15，当传递的热量充足多余时，多余的热量储存在保温热水箱13中。

当传递的热量不足时，关闭开关阀第一开关阀26，打开第二开关阀27和第三开关阀28，启动电驱热泵6加热可直接供给烘干室15，也将保温热水箱13 中的水供应传递到烘干室15，延长烘干室共工作时间。

当保温热水箱13中的水温不到设定值时，打开开关阀第一开关阀26，关闭第二开关阀27和第三开关阀28，启动电驱热泵6给烘干室15或者保温热水箱 13加热。如果光照充足，烘干室15所需热量足够则将多余的热量输入进保温热水箱13中。保温冷水箱4的水一部分进入板式换热器10进口，还有一部分进入电驱热泵6中加热获得能量后输送给保温热水箱13。

具体实施中，烘干室15中的干燥架17分三层，为了充分利用热量，置入湿度传感器是为了测试湿度，当湿度高时开启排湿处理。

综上所述，本实用新型提出的太阳能干燥系统，能解决干燥时间短、太阳能集热器输出功率低、物料破损率高等问题。

Claims (7)

1.一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：包括抛物槽式集热器(1)、涡街流量计(2)、第一调节阀(3)、保温冷水箱(4)、第一水泵(5)、电驱热泵(6)、油泵(8)、第二调节阀(9)、板式换热器(10)、第二水泵(11)、第三调节阀(12)、保温热水箱(13)、第一电磁流量计(14)、烘干室(15)、第四调节阀(19)、第二电磁流量计(20)、第三水泵(21)、第一开关阀(26)、第二开关阀(27)、第三开关阀(28)；抛物槽式集热器(1)的输出口依次经油泵(8)和第二调节阀(9)后连接到板式换热器(10)一侧管路输入端，板式换热器(10)一侧管路输出端经涡街流量计(2)连接到抛物槽式集热器(1)的输入口；板式换热器(10)另一侧管路输出端经第二水泵(11)和第三调节阀(12)的输入端连接，第三调节阀(12)的输出端分别连接到保温热水箱(13)和第一电磁流量计(14)的输入端，第一电磁流量计(14)的输出端依次经第三水泵(21)、第四调节阀(19)、第二电磁流量计(20)后连接到烘干室(15)的输入口，烘干室(15)的输出口连接到保温冷水箱(4)，保温冷水箱(4)经第一调节阀(3)连接到板式换热器(10)另一侧管路输入端，同时保温冷水箱(4)经第一水泵(5)连接到电驱热泵(6)的输入口，电驱热泵(6)的输出口分别经第一开关阀(26)和第二开关阀(27)连接到保温热水箱(13)和第一电磁流量计(14)的输入端，保温热水箱(13)经第三开关阀(28)连接到第一电磁流量计(14)的输入端。

2.根据权利要求1所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

所述的烘干室(15)内设有多层干燥架(17)，每层干燥架(17)之间、最高层干燥架(17)和最低层干燥架(17)的烘干室(15)内壁均安装有pt100温度传感器(16)；烘干室(15)底部内设有散热盘管(25)，散热盘管(25)入口端和第二电磁流量计(20)连接，散热盘管(25)出口端经回水管路(18)连接到保温冷水箱(4)。

3.根据权利要求2所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

所述的散热盘管(25)位于最低层干燥架(17)的下方。

4.根据权利要求1所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

板式换热器(10)另一侧管路输出端输出热水形成板式换热器侧出口水路(22)，保温热水箱(13)输出端输出热水形成保温热水箱供给水路(23)，电驱热泵(6)的输出口输出端输出热水形成电驱热泵供给水路(24)，板式换热器侧出口水路(22)、保温热水箱供给水路(23)和电驱热泵供给水路(24) 均输入到第三水泵(21)。

5.根据权利要求1所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

所述的板式换热器(10)一侧管路通油液，板式换热器(10)另一侧管路通水。

6.根据权利要求1所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

所述的抛物槽式集热器(1)为抛物槽式太阳能集热器。

7.根据权利要求1所述的一种抛物槽式太阳能烘干系统，其特征在于：

所述烘干室(15)采用保温棉及泡沫保温隔热设置于外壁。