PL205478B1

PL205478B1 - Convection-sun dryer

Info

Publication number: PL205478B1
Application number: PL386979A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Zbigniew Piotrowski; Anatol Stroj
Original assignee: Politechnika Swietokrzyska
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2010-04-30
Also published as: PL386979A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest suszarka konwekcyjno-słoneczna, która może być wykorzystywana w rolnictwie, przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, a także w gospodarstwach domowych do suszenia owoców i innych produktów rolnych.The subject of the invention is a solar convection dryer that can be used in agriculture, food and pharmaceutical industries, as well as in households for drying fruit and other agricultural products.

Ograniczone zapasy tradycyjnych rodzajów paliwa do otrzymania energii i podwyższanie cen nośników energii w Polsce i na całym globie, a także zanieczyszczenie środowiska naturalnego, dyktują konieczność poszukiwania i wykorzystania niekonwencjonalnych, ekologicznie czystych źródeł energii, w celu zaspokojenia potrzeb ludzkości. W związku z tym dużą uwagę i znaczenie przywiązuje się do wykorzystania energii słonecznej, ponieważ infraczerwonym promieniowaniem słonecznym objęta jest powierzchnia Ziemi, niezależnie od pory roku.Limited stocks of traditional types of fuel to obtain energy and increasing the prices of energy carriers in Poland and around the world, as well as pollution of the natural environment, dictate the need to search for and use unconventional, ecologically clean energy sources in order to meet the needs of humanity. Therefore, great attention and importance is attached to the use of solar energy, because infrared solar radiation covers the Earth's surface, regardless of the season.

Z opisu patentowego Ukrainy UA 11900 znana jest suszarka sł oneczna która zawiera ogrzewacz powietrza składający się z dwóch powietrznych warstw, utworzonych przez przegrody, przy czym jedna z nich, górna jest przezroczysta, a dwie dolne zaciemnione. Tylna ścianka posiada cieplno-izolacyjną warstwę i pokryta jest aluminiową matowo-czarną powłoką. Suszarka zawiera system wentylacyjny, który posiada dwa wentylatory i dwa kanały wyciągowe. Wentylatory są załączane (jeden i/lub drugi) w zależności od temperatury odpracowanego nośnika ciepła. Suszarka dodatkowo zawiera system odprowadzenia wilgoci z nośnika ciepła, a także system rezerwowy do podgrzewania nośnika ciepła, w przypadku niekorzystnych warunków atmosferycznych.From the Ukrainian patent description UA 11900 a solar dryer is known which includes an air heater consisting of two air layers formed by partitions, one of which is transparent and the lower two are darkened. The rear wall has a thermo-insulating layer and is covered with a matt black aluminum coating. The dryer includes a ventilation system that has two fans and two exhaust channels. The fans are turned on (one and / or the other) depending on the temperature of the processed heat carrier. The dryer additionally includes a system for removing moisture from the heat carrier, as well as a backup system for heating the heat carrier in the event of unfavorable weather conditions.

Suszarka konwekcyjno-słoneczna, składająca się ze szkieletu wyposażonego w kratki przepuszczające powietrze, kolektor powietrzny, kanały podpodłogowe z siatkowym pokryciem i kominy wentylacyjne oraz wyposażona w przegrody ograniczające przestrzeń powietrzną przy czym przegrodę zewnętrzną stanowi przezroczyste ścianka a wewnętrzna ścianka o powierzchni absorbującej promieniowanie słoneczne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że ścianka wewnętrzna o czarnej absorpcyjnej powierzchni posiada warstwę izolacji cieplnej o zmiennej grubości, która to grubość zwiększa się w kierunku przemieszczania powietrza a powietrze z kolektora tłoczone jest wentylatorem osiowym do podpodłogowych kanałów z siatkowym pokryciem.Convection-solar dryer, consisting of a frame equipped with air-permeable grilles, an air collector, under-floor ducts with mesh cover and ventilation chimneys, and equipped with partitions limiting the air space, with the external partition being a transparent wall and the internal wall with a surface absorbing solar radiation, according to The invention is characterized in that the inner wall with a black absorbent surface has a thermal insulation layer of variable thickness, the thickness of which increases in the direction of air displacement, and the air from the collector is forced with an axial fan to the mesh-covered underfloor channels.

Jako czynnika suszącego, w konstrukcji suszarki konwekcyjno-słonecznej, wykorzystuje się nagrzewane powietrze. Suszarki konwekcyjno-słoneczne przeznaczone są do odprowadzenia zbędnej wilgoci z produktów przy minimalnym zużyciu ciepła, w wyniku kontaktu między czynnikiem suszącym i produktami.Heated air is used as a drying agent in the construction of a solar convection dryer. Convection-solar dryers are designed to remove unnecessary moisture from products with minimal heat consumption, as a result of contact between the drying agent and the products.

W zasadę działania modelu uż ytkowego założone zostało zadanie stworzenia takiej konstrukcji suszarki, która pozwala podwyższyć efektywność suszenia (odprowadzenie wilgoci) i jednocześnie obniżyć energochłonność procesu wskutek nagrzewania powietrza w warstwie powietrznej promieniowaniem słonecznym.The principle of operation of the utility model assumes the task of creating such a dryer structure that allows to increase the drying efficiency (moisture removal) and at the same time reduce the energy consumption of the process due to heating the air in the air layer with solar radiation.

Postawiony cel osiągany jest poprzez fakt, że suszarka konwekcyjno-słoneczna jest szkieletem z rozwieralną warstwą powietrzną której jedna ze ś cianek jest przezroczysta a druga nie. Sł oneczno-cieplny strumień przechodzi przez ściankę przezroczystą i podwyższa temperaturę nieprzezroczystej, która z wewnętrznej strony ma warstwę izolacji cieplnej o zmiennej grubości. Wskutek tego, obserwuje się bardziej intensywne nagrzewanie powietrza na całej długości warstwy. Promieniowanie słoneczne podwyższa temperaturę zewnętrznej powierzchni, ale ponieważ temperatura powietrza jest niższa, tworzy się intensywny strumień cieplny do nagrzewania powietrza.The set goal is achieved by the fact that the convection-solar dryer is a skeleton with an opening air layer with one wall transparent and the other not. The solar-thermal stream passes through the transparent wall and increases the temperature of the opaque wall, which has a thermal insulation layer of variable thickness on the inside. As a result, more intense heating of the air is observed along the entire length of the layer. Solar radiation raises the temperature of the outer surface, but because the air temperature is lower, an intense heat flow is created to heat the air.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia ogólny widok suszarki w przekroju, fig. 2 - przebieg strumienia powietrza od głównego kolektora do kanałów podpodłogowych, a fig. 3 - ruch nagrzanego powietrza w suszarce.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows a general view of the dryer in cross-section, fig. 2 - the course of the air stream from the main collector to the underfloor channels, and fig. 3 - the movement of heated air in the dryer.

Proces odprowadzenia zbędnej wilgoci z produktów rolnych zachodzi w następujący sposób:The process of removing unnecessary moisture from agricultural products is as follows:

powietrze atmosferyczne przez kratki wlotowe 1 dostaje się do rozwieralnej przestrzeni powietrznej 2, ograniczonej z jednej strony ścianką wykonaną z przezroczystego materiału 7 a z drugiej ścianką 6, która ma czarną powierzchnię absorbującą energię słoneczną. Wskutek promieniowania słonecznego, które dostaje się na czarną powierzchnię ścianki 6, powietrze warstwy powietrznej zaczyna się nagrzewać i poruszać do góry, do głównego powietrznego kolektora 3. Zmienna grubość izolacji cieplnej 11 na ściance 6 powoduje, że powietrze na całej długości warstwy powietrznej podgrzewa się z jednakową intensywnością. Następnie, za pomocą wentylatorów osiowych 9, nagrzane powietrze tłoczone jest do podpodłogowych kanałów 5 z siatkowym pokryciem i przechodzi przez suszony materiał 4. Przechodząc przez warstwę produktów rolnych 4, nagrzewa je i jednocześnie wyprowadza z nich zbędną wilPL 205 478 B1 goć, która razem z ochłodzonym powietrzem dostaje się do głównego pomieszczenia 10 suszarki i odprowadzana jest przez kanały wentylacyjne 8 do atmosfery.Atmospheric air through the inlet grilles 1 enters the openable air space 2, limited on one side by a wall made of transparent material 7 and on the other by a wall 6 which has a black surface absorbing solar energy. As a result of the solar radiation which enters the black surface of the wall 6, the air of the air layer begins to heat up and moves upwards to the main air collector 3. The variable thickness of the thermal insulation 11 on the wall 6 causes the air to be heated up along the entire length of the air layer. with the same intensity. Then, by means of axial fans 9, the heated air is forced into the underfloor channels 5 with a mesh covering and passes through the dried material 4. Passing through the layer of agricultural products 4, it heats them and at the same time removes unnecessary moisture from them, which together with the cooled air enters the main dryer room 10 and is discharged through ventilation ducts 8 to the atmosphere.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wykorzystywanie energii słonecznej, zapewnia proces suszenia przy minimalnym zużyciu energii cieplnej i elektrycznej; daje możliwość otrzymania po suszeniu ekologicznie czystych produktów. Nadto cechuje ją prosta konstrukcja i niezawodność eksploatacyjna. Zaproponowana suszarka konwekcyjno-słoneczna daje możliwość wysuszenia produktów wskutek wykorzystania energii słonecznej, tj. bardziej ekonomicznym sposobem, który pomimo tego iż nie zapewnia się działania suszarki w porze nocnej i podczas zachmurzeń ma zalety, które przewyższają wspomniane niedogodności.The solution according to the invention allows the use of solar energy, ensures the drying process with minimal consumption of heat and electricity; makes it possible to obtain ecologically clean products after drying. Moreover, it is characterized by a simple structure and operational reliability. The proposed solar-convection dryer makes it possible to dry the products due to the use of solar energy, i.e. a more economical method, which, despite the fact that the dryer does not operate at night and during cloudy conditions, has advantages that outweigh the aforementioned inconveniences.

Claims

Convection-solar dryer, consisting of a frame equipped with air-permeable grilles, air collector, under-floor ducts with mesh cover and ventilation chimneys, and equipped with partitions limiting the air space, with the external partition being a transparent wall and the internal wall with a surface absorbing solar radiation, characteristic in that the inner wall (6) with a black absorbent surface has a thermal insulation layer (11) of variable thickness, the thickness of which increases in the direction of air displacement, and the air from the collector (3) is forced by a fan (9) to the underfloor channels (5) ) with mesh cover.