CN218722679U - 一种移动式太阳能干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动式太阳能干燥装置，其包括光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成；干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干；集热单元，包括集热歧管和若干根集热真空管，所述集热歧管与若干根所述集热真空管导通，所述集热真空管将导入管内的气体加热后输送给所述干燥单元；移动单元，所述移动单元包括一支撑板，所述支撑板的下方设置有若干适于移动的滚轮，所述光伏发电单元、所述干燥单元、所述集热单元均固定在所述支撑板的上表面。本实用新型的移动式太阳能干燥装置实现了太阳能联合干燥的全天候操作，针对不同天气，不同光照强度，进行不同的干燥模式的自动切换，且便于移动。

Description

一种移动式太阳能干燥装置

技术领域

本实用新型涉及农产品加工技术领域，特别是涉及一种移动式太阳能干燥装置。

背景技术

传统开放式太阳能干燥(也即自然晾晒)是最常见的农产品加工方法，干燥过程中，物料被铺设在阳光下以去除水分。该方法操作简单，干燥成本低，但干燥过程容易受到气候变化和外界环境影响，导致干燥产品易受微生物、粉尘、雨水等二次污染。

除传统开放式太阳能干燥外，热泵干燥、冷冻干燥、红外干燥等干燥技术也已被广泛应用于工业规模食品的加工。这些技术需要较大的投资，同时也会伴随着大量化石燃料的消耗和温室气体的排放。干燥作为能源密集型和高温室气体排放的工业操作单元，其消耗的能源约占一个国家工业总能耗的7-15％。而使用可再生能源对农产品进行干燥，可以在食品安全、低碳足迹和可持续发展以及遏制气候变化方面发挥重要作用。因此，太阳能是一种适合农产品的干燥可再生能源。

现有的太阳能干燥技术主要包括直接式太阳能干燥和间接式太阳能干燥。直接式太阳能干燥通过太阳辐射直接完成；间接式太阳能干燥配备太阳能集热器和独立的干燥室，集热器的热能在自然对流或强制对流的作用下被输送到干燥室。

直接式太阳能干燥技术由于是直接利用太阳光的辐射，太阳能干燥温度会随着太阳能辐照强度及环境温度发生周期性变化，不适宜的干燥温度则会对干燥产品的品质造成不利影响。如过高的干燥温度会导致农产品物料发生严重的色泽劣变和营养成分损失，而长期过低的干燥温度则会导致高水分农产品发生发酵和水解等不利反应。

而现有的太阳能干燥设备对天气要求较高，在光照不足时，干燥过程难以正常开展，会导致干燥效率降低、干燥进程大幅延长，进而导致农产物料在干燥过程的品质劣变。此外，当辐照强度过高，甚至可能出现极端短暂的高温，这又会造成农产品营养成分降解和品质劣变。

另外，现有的太阳能干燥设备均为固定式设计，一旦安装在某位置后，不便于移动，不能满足多地点干燥加工的要求。

实用新型内容

为此，本实用新型要解决的技术问题是克服现有太阳能干燥技术存在的上述不足，进而提供一种移动式太阳能干燥装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种移动式太阳能干燥装置，其包括：光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成，为所述移动式太阳能干燥装置提供电能；干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干；集热单元，包括集热歧管和若干根集热真空管，若干根所述集热真空管的上端插入所述集热歧管内，以将流经所述集热歧管内的气体加热；移动单元，所述移动单元包括一支撑板，所述支撑板的下方设置有若干适于移动的滚轮，所述光伏发电单元、所述干燥单元、所述集热单元均固定在所述支撑板的上表面。

优选的，所述干燥单元包括热循环风机、排湿风机、所述干燥室、电加热组件、机架；所述干燥单元由所述机架支撑固定，所述热循环风机由电能驱动并受控制单元调控，所述热循环风机的进风口与所述集热歧管的进风口通过管道连接，所述集热歧管的出风口与所述电加热组件的进风口连接，所述电加热组件的出风口与所述干燥室的进风口连接。

优选的，所述干燥室的内部设置有至少两层干燥盘，每一层所述干燥盘上设置有两个温度传感器，同一个所述干燥盘上的两个所述温度传感器的高度相异；所述干燥室的中部呈筒状结构，所述的干燥室的两端沿轴线向外延展的端部逐渐收缩投影呈楔形面状。

优选的，所述排湿风机安装在所述干燥室的后立面，所述排湿风机外侧管道内安装有温湿度传感器和用于限制外部气流进入所述干燥室内的单项阀。

优选的，所述集热单元上的所述集热真空管和所述集热歧管固定在集热支架上，所述集热支架上还设置有用于调整所述集热歧管暴晒面积的遮阴组件。

优选的，所述遮阴组件包括卷帘电机、卷帘、导轨，所述卷帘沿所述集热真空管的上表面铺设，所述导轨引导所述卷帘将所述集热真空管的上表面全部或部分覆盖，所述卷帘电机由所述控制系统控制。

优选的，所述集热歧管的外部设置有保温层，所述集热歧管的进风口和出风口处分别安装有温湿度传感器。

优选的，所述遮阴组件还包括用于检测所述卷帘遮盖位置的位置传感器；所述集热单元上设置有用于检测阳光辐照强度的辐照传感器。

优选的，所述控制单元包括主控制器、能耗监测器、温湿度监测器，用于控制所述移动式太阳能干燥装置的操控。

本实用新型的有益效果：

1.本实用新型的移动式太阳能干燥装置实现了太阳能联合干燥的全天候操作，针对不同天气，不同光照强度，进行不同的干燥模式的自动切换，实现无人值守，全天候运行；且便于移动，能够满足多地点干燥加工的需求。

2.本实用新型的移动式太阳能干燥装置充分利用绿色可再生能源太阳能，基于卷帘控制系统、集热面积自动调整系统、电加热辅热、储能系统，并通过多参数在线实时监控、分析和控制，通过数值模拟技术，基于多参数实时数据，采用前置调控技术对干燥温度进行精确控制，避免了干燥温度因光照强度和环境参数变化导致的温度超调现象。

3.本实用新型的移动式太阳能干燥装置所需的电能、热能、机械能均利用太阳能进行直接集热或者转化来供给，大幅降低了设备的化石能源消耗和温室气体的排放，实现了绿色节能生产，同时降低了干燥作业成本。

4.本实用新型的移动式太阳能干燥装置通过对干燥温度的精准调控，不仅有利于增加干燥效率，同时也将提升产品品质。

5.本实用新型的移动式太阳能干燥装置通过在线实时位置分析结合卷帘系统，并采用导轨运行方式结合阻尼设计，可以实时精确分析，判定、调整卷帘系统的位置，并避免了外界风向改变导致集热面积的大幅波动，进一步保证了干燥温度的精确调控。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型的移动式太阳能干燥装置的示意图。

图中附图标记表示为：

11-光伏板；12-光伏控制器；13-蓄电池；14-逆变器组成；21-热循环风机；22-排湿风机；23-干燥室；232-干燥盘；24-电加热组件；25-机架；26-送风管道；210、230、240、310-进风口；211、231、241、311-出风口；31-集热歧管；32-集热真空管；33-集热支架；41-主控制器；42-能耗监测器；43-温湿度监测器；5-支撑板；51-滚轮；61、62-管道；71-卷帘电机；72-卷帘；73-导轨；74-位置传感器；75-辐照传感器；81、82、83、84、85、86-温度传感器。

具体实施方式

参见图1，图中实心箭头表示太阳光照射方向，空心箭头表示气流方向。本实施例的移动式太阳能干燥装置包括光伏发电单元、干燥单元、集热单元、控制单元、控制单元、储能单元组成，其中光伏发电单元由光伏板11、光伏控制器12、蓄电池13、逆变器14组成，光伏发电单元为整个移动式太阳能干燥装置提供电能；干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干，其包括热循环风机21、排湿风机22、所述干燥室23、电加热组件24、机架25；所述干燥单元由机架25支撑固定，所述热循环风机21由控制单元调控提供电能驱动，所述热循环风机21的进风口210与所述干燥室23的出风口231通过管道61连接，所述热循环风机21的出风口211通过送风管道26与所述集热歧管31的进风口310连接，所述集热歧管31的出风口311与所述电加热组件24的进风口240通过管道62连接，所述电加热组件24的出风口241与所述干燥室23的进风口232连接，形成一个完整的气流循环。控制单元包括主控制器41、能耗监测器42、温湿度监测器43，用于控制所述移动式太阳能干燥装置；移动单元，所述移动单元包括一支撑板5，所述支撑板5的下方设置有四个适于移动的滚轮51，所述光伏发电单元、所述干燥单元、所述集热单元均固定在所述支撑板5的上表面移动单元可有驱动装置牵引至约定的干燥加工地点。

本实施例的电加热组件与集热单元相互协调配合工作，进而提高进入干燥室内的气体温度，提高对物料的全天候干燥效果。

本实施例的所述干燥室23的内部设置有三层(具体层数可根据实际需要设定)干燥盘232；所述干燥室23的中部呈筒状结构，其横截面优选矩形或正方形结构，所述的干燥室23的两端沿轴线向外延展的端部逐渐收缩水平投影呈楔形面状(或梯形)，以保证干燥室内部流场均匀。在每一层干燥盘232上分别设置有两个温度传感器，三层干燥盘上的温度传感器分别为81、82、83、84、85、86，同一个干燥盘232上的两个所述温度传感器的高度相异，其中一个温度传感器置于物料内部，另一个温度传感器则延伸至物料的表面，进而能够实时检测待干燥物料内部及表面的温度，便于控制干燥进程，温度传感器均连接置控制单元。

本实施例的所述排湿风机22安装在所述干燥室23的后立面，所述排湿风机22外侧管道内安装有温湿度传感器和用于限制外部气流进入所述干燥室内的单项阀。

本实施例的所述集热单元上的所述集热真空管32和所述集热歧管31固定在集热支架33上，所述集热支架33上还设置有用于调整所述集热歧管暴晒面积的遮阴组件。本实施例的所述遮阴组件包括卷帘电机71、卷帘72、导轨73，所述卷帘72沿所述集热真空管32的上表面铺设，所述导轨73引导所述卷帘72将所述集热真空管32的上表面全部或部分覆盖，所述卷帘电机由所述控制系统控制，以便通过控制卷帘对集热真空管的覆盖量(也即集热面积)达到调节太阳辐照加热的管内气体的目的。为了便于保温，本实施例的所述集热歧管31的外部设置有保温层，所述集热歧管31的进风口310和出风口311处分别安装有温湿度传感器，以便实时掌握集热单元的进出口空气的湿度和温度。本实施例的所述遮阴组件还包括用于检测所述卷帘遮盖位置的位置传感器74，通过掌握卷帘的覆盖位置，进而根据需要启动或关闭卷帘电机，以调节集热单元的加热效率。所述集热单元上设置有用于检测阳光辐照强度的辐照传感器75，辐照传感器可实时采集阳光辐照强度。所述卷帘72的底部支撑轴两侧套接在导轨73上，并采用阻尼设计，当卷帘电机停止工作时，卷帘可随时与导轨保持相对静止。

本实施例的移动式太阳能干燥装置上的各单元的进、出风口处均设置有温湿度传感器，并与控制单元的温湿度监测器连接。温湿度传感器、温度传感器81、82、83、84、85、86、位置传感器、辐照传感器均与控制单元连接，可实时监测干燥过程中各关键控制点的温度、湿度等数据，为主控制器执行电加热、太阳能集热启动、排湿作业散热操作提供数据支持和动作依据。

本实用新型的移动式太阳能干燥装置的工作原理为：

首先接通主控制器41、能耗监测器42、温湿度监测器43的电源，设定干燥工艺参数，主控制器41通过读取干燥室内各层干燥盘上的温度传感器、各处温湿度传感器、辐照传感器、位置传感器的数据。当阳光辐照强度高于集热临界值时，启动热循环风机，通过电加热组件和集热单元的联合协调作业，使得干燥温度快速达到目标温度下限值，而后放入待干燥物料(干燥过程中优先使用太阳能集热单元供热，辐照强度不足时，采用电加热辅助加热，干燥室23中温度达到设定值下限后，电加热组件关闭)，随着辐照强度上升，干燥温度达到目标值后，启动卷帘电机71，卷帘电机每隔5s启动一次，根据干燥室温度和位置传感器74数据，实时动态调整卷帘72相对位置，保证集热面积和干燥室设定温度相匹配，实现温度精确控制。当干燥温度值设定较低时，随着正午阳光辐照强度上升，环境温度也上升，卷帘系统全部启动完全遮盖集热真空管(此时集热面积为0)，保持干燥室温度处于低温状态，在此模式下温度如仍超温，可开启排湿风机22，采用直排降温来进一步保证低温干燥条件下的精确控温。随着光照强度周期性回落，如上所述控制方式，通过动态调整集热面积来精确控温。

上述具体实施方式只是对本实用新型的技术方案进行详细解释，本实用新型并不只仅仅局限于上述实施例，本领域技术人员应该明白，凡是依据上述原理及精神在本实用新型基础上的改进、替代，都应在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种移动式太阳能干燥装置，其特征在于包括：

光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成，为所述移动式太阳能干燥装置提供电能；

干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干；

集热单元，包括集热歧管和若干根集热真空管，若干根所述集热真空管的上端插入所述集热歧管内，以将流经所述集热歧管内的气体加热；

移动单元，所述移动单元包括一支撑板，所述支撑板的下方设置有若干适于移动的滚轮，所述光伏发电单元、所述干燥单元、所述集热单元均固定在所述支撑板的上表面。

2.根据权利要求1所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述干燥单元包括热循环风机、排湿风机、所述干燥室、电加热组件、机架；所述干燥单元由所述机架支撑固定，所述热循环风机由电能驱动并受控制单元调控，所述热循环风机的进风口与所述集热歧管的进风口通过管道连接，所述集热歧管的出风口与所述电加热组件的进风口连接，所述电加热组件的出风口与所述干燥室的进风口连接。

3.根据权利要求2所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述干燥室的内部设置有至少两层干燥盘，每一层所述干燥盘上设置有两个温度传感器，同一个所述干燥盘上的两个所述温度传感器的高度相异；所述干燥室的中部呈筒状结构，所述的干燥室的两端沿轴线向外延展的端部逐渐收缩投影呈楔形面状。

4.根据权利要求3所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述排湿风机安装在所述干燥室的后立面，所述排湿风机外侧管道内安装有温湿度传感器和用于限制外部气流进入所述干燥室内的单项阀。

5.根据权利要求4所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述集热单元上的所述集热真空管和所述集热歧管固定在集热支架上，所述集热支架上还设置有用于调整所述集热歧管暴晒面积的遮阴组件。

6.根据权利要求5所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述遮阴组件包括卷帘电机、卷帘、导轨，所述卷帘沿所述集热真空管的上表面铺设，所述导轨引导所述卷帘将所述集热真空管的上表面全部或部分覆盖，所述卷帘电机由控制系统控制。

7.根据权利要求6所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述集热歧管的外部设置有保温层，所述集热歧管的进风口和出风口处分别安装有温湿度传感器。

8.根据权利要求7所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述遮阴组件还包括用于检测所述卷帘遮盖位置的位置传感器；所述集热单元上设置有用于检测阳光辐照强度的辐照传感器。

9.根据权利要求2所述的移动式太阳能干燥装置，其特征在于：所述控制单元包括主控制器、能耗监测器、温湿度监测器，用于控制所述移动式太阳能干燥装置的操控。

Images