RU2734395C1 - Гелиосушильный комплекс - Google Patents
Гелиосушильный комплекс Download PDFInfo
- Publication number
- RU2734395C1 RU2734395C1 RU2019136935A RU2019136935A RU2734395C1 RU 2734395 C1 RU2734395 C1 RU 2734395C1 RU 2019136935 A RU2019136935 A RU 2019136935A RU 2019136935 A RU2019136935 A RU 2019136935A RU 2734395 C1 RU2734395 C1 RU 2734395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- air
- solar
- heated
- adsorber
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
- F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для круглосуточной сушки различных продуктов. Постоянное поддержание подачи осушенного воздуха в сушильную камеру обеспечивается двумя попеременно работающими адсорберами. Стабильное поддержание нагретого до оптимальной для сушки выбранного сырья температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, обеспечивается первым гелиоприемником. А второй гелиоприемник обеспечивает бесперебойную подачу нагретого до оптимальной для осушки увлажненного адсорбента температуры воздуха в адсорбер, работающий в режиме регенерации. Каждый гелиоприемник содержит фазопереходный тепловой аккумулятор, температура плавления теплоаккумулирующего состава которого равен оптимальной температуре проведения соответствующего процесса его предназначения. Технический результат заключается в непрерывной подаче осушенного и нагретого до заданной температуры воздуха в сушильную камеру и проведении круглосуточного и бесперебойного процесса сушки 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к гелиотехнике и предназначено для непрерывного и круглосуточного проведения процесса сушки различного сырья солнечной энергией и может быть использовано в аграрном секторе и других смежных отраслях промышленности.
Известны устройства для осушки воздуха, включающие два адсорбера, соединенных трубопроводами, которые связаны с клапанами, обеспечивающими переключение режимов их работы с режима осушки в режим регенерации по команде от системы управления клапанами [1-3].
Наиболее близким техническим решением к заявляемому гелиосушильному комплексу является устройство для осушки сжатого газа [4]. Регенерация увлажненного адсорбера во всех известных технических решениях осуществляется использованием существенной доли ранее осушенного газа и пропусканием его в обратном направлении через регенерируемый адсорбер, что, безусловно, значительно снижает производительность данного устройства по выработке осушенного воздуха. Кроме того, для эффективной десорбции воды в адсорбентах минимальная температура нагретого воздуха должна иметь значение выше 100°С, что требует еще и существенных дополнительных энергозатрат для регенерации адсорбера с увлажненным адсорбером.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанных недостатков.
Указанная цель достигается тем, что в заявленном гелиосушильном комплексе, содержащем сушильную камеру, гелиоприемник, тепловоспринимающая панель которого одновременно является и фазопереходным тепловым аккумулятором, два адсорбера, попеременно работающих в режиме осушки и регенерации, канальный вентилятор, систему трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой, а для обеспечения круглосуточной и бесперебойной осушки увлажненного адсорбента, находящегося в одном из адсорберов, работающем в режиме регенерации, он содержит дополнительный гелиоприемник с фазопереходным тепловым аккумулятором.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является непрерывная подача осушенного и нагретого до заданной температуры воздуха в сушильную камеру и проведение круглосуточного и бесперебойного процесса сушки, при котором единственным источником необходимой тепловой энергии является энергия солнечной радиации.
Постоянное поддержание подачи осушенного воздуха в сушильную камеру обеспечивается двумя попеременно работающими адсорберами.
Постоянное круглосуточное поддержание нагретого до оптимальной для сушки выбранного сырья температуры воздуха, поступающего в сушильную камеру, обеспечивается первым гелиоприемником. Второй гелиоприемник предназначен для обеспечения круглосуточного поступления нагретого до необходимой для регенерации температуры адсорбента воздуха в адсорбер, работающий в режиме регенерации. Оба гелиоприемника имеют одинаковую конструкцию [5]. Каждый из них представляет собой обычный плоский солнечный коллектор-воздухонагреватель с открытыми нижним и верхним торцами, а тепловоспринимающая панель является одновременно и фазопереходным тепловым аккумулятором, который изготавливается из трубчатых герметичных контейнеров, заполненных фазопереходным теплоаккумулирующим составом и соединенных друг с другом теплопередающими ребрами, образуя сплошную тепловоспринимающую поверхность. Для максимального теплосъема теплоносителем со всей поверхности тепловоспринимающей панели по ее верхней и нижней поверхности оставлены зазоры для прохождения нагреваемого воздуха.
Гелиоприемники отличаются друг от друга лишь размерами тепловоспринимающей панели и контейнеров с теплоаккумулирующим составом, а также различием состава теплоаккумулирующего материала. Теплоаккумулирующий состав каждого гелиоприемника подбирают из условия соответствия температуры его плавления оптимальной температуре для сушки конкретного исходного материала, подвергаемого сушке (для гелиоприемника, с которого нагретый воздух поступает в сушильную камеру) или для регенерации выбранного адсорбента (для гелиоприемника, предназначенного для осушки увлажненного адсорбента).
Постоянное поддержание оптимальной температуры нагретого воздуха в каждом гелиоприемнике обеспечивается фазопереходным тепловым аккумулятором. В периоды прямого солнечного излучения поступающая на тепловоспринимающую панель солнечная энергия расходуется на зарядку самого аккумулятора, т.е. на плавление теплоаккумулирующего материала во всех контейнерах, и на нагрев подаваемого в сушильную камеру (или в адсорбер, работающий в режиме регенерации) воздуха по обе стороны поверхности теплового аккумулятора. При этом температура поверхности аккумулятора остается постоянной и равной температуре плавления выбранного теплоаккумулирующего состава. И в периоды отсутствия солнечного излучения температура нагретого воздуха, поступающего со всей поверхности тепловоспринимающей панели гелиоприемника, также будет равной температуре кристаллизации соответствующего теплоаккумулирующего состава. И пока вся масса теплоаккумулирующего состава не закристаллизуется, температура на поверхности контейнеров с теплоаккумулирующим составом, следовательно, и нагретого воздуха, останется постоянной.
Сущность изобретения поясняется чертежом на фиг.1, где приведена принципиальная схема гелиосушильного комплекса. Гелиосушильный комплекс состоит из гелиоприемника 1, предназначенного для круглосуточной выработки тепловой энергии для сушки сырья, разложенного на лотках 2 в сушильной камере 3. Увлажненный воздух по трубопроводу из выхода сушильной камеры подается канальным вентилятором 4 в один из двух адсорберов 51 или 52. На фиг. 1 адсорбер 51 работает в режиме осушки, адсорбер 52 - в режиме регенерации. При этом в трехходовом кране 6 с одним входом (из сушильной камеры) открыта подача воздуха по левую сторону в адсорбер 51 и автоматически закрыта подача воздуха в адсорбер 52. В адсорбере 51 воздух осушается и нагревается. Осушенный воздух через трехходовой кран 7 с одним выходом по открытой левой сторонке поступает в канальный вентилятор 4, а из него по трубопроводам направляется в нижний торец гелиоприемника 1.
При регенерации адсорбента воздух из атмосферы через открытый нижний торец гелиоприемника 8 поступает на обе стороны тепловоспринимающей панели, где нагревается до необходимой температуры, а затем по трубопроводу поступает в адсорбер 52 через открытую правую сторону трехходового крана 9 с одним входом. Нагретый воздух проходит через увлажненный адсорбент, высушивает его и через открытый вентиль 101 естественной тягой удаляется в окружающую среду в виде увлаженного воздуха 11.
РАБОТА ГЕЛИОСУШИЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ПРОИСХОДИТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
В периоды прямого солнечного излучения светлого времени суток солнечные лучи, проходя через светопрозрачное покрытие гелиоприемника 1, нагревают тепловоспринимающую панель вместе с теплоаккумулирующим составом в контейнерах до необходимой температуры. Нагретый в зазорах по обе стороны тепловоспринимающей панели гелиоприемника воздух тягой, создаваемой канальным вентилятором 4, попадает в более холодный внутренний объем сушильной камеры 3. Нагретый от гелиоприемника воздух является не только теплоносителем, но и сушильным агентом. Далее, с верхнего торца гелиоприемника по объему сушильной камеры горячий воздух при постоянной температуре поднимается вверх, обволакивая и высушивая влажное сырье, разложенное на поддонах 2. Из-за необходимости периодической регенерации адсорбента в систему включают два адсорбера 51 и 52, каждый из которых попеременно работает в режиме осушки и регенерации.
Увлажненный воздух из сушильной камеры по трубопроводу поступает в трехходовой кран 6 с одним входом, из которого по соответствующему выходу подается именно в тот адсорбер, который работает в режиме осушки увлажненного воздуха (на фиг. 1 адсорбер 51). После осушки из адсорбера воздух поступает в трехходовой кран 7 с одним входом. В положении, изображенном на фиг. 1, открыт вход в трехходовой кран 7 со стороны адсорбера 51 и автоматически закрыт вход со стороны адсорбера 52. После выхода из трехходового крана 7 воздух поступает через канальный вентилятор 4 по обратной трубе в нижний торец гелиоприемника 1. После насыщения влагой содержимого адсорбента адсорбер 51 переводят в режим работы по регенерации увлажненного адсорбента.
В период работы адсорбера 51 в режиме осушки адсорбер 52 с ранее увлажненным адсорбентом работает в режиме регенерации. При этом воздух из окружающей среды поступает через нижний открытый торец на тепловоспринимающую панель гелиоприемника 8, где нагревается до заданной температуры, и поступает далее на вход адсорбера 52. Нагрев воздуха продолжается до достижения температуры плавления теплоаккумулирующего состава, соответствующей оптимальной температуре, необходимой для регенерации выбранного конкретного адсорбента. После достижения искомой температуры начинается зарядка теплового аккумулятора, заключающаяся в расплавлении всей массы теплоаккумулирующего состава во всех контейнерах. В ночное время и в пасмурную погоду эта же температура на поверхности тепловоспринимающей панели сохраняется, благодаря процессу разрядки фазопереходного теплового аккумулятора. Таким образом, в адсорбер, работающий в режиме регенерации, постоянно и круглосуточно подается воздух, нагретый до строго заданной температуры, необходимой для регенерации адсорбента. Нагретый воздух с открытого верхнего торца гелиоприемника 8 по трубопроводу поступает на трехходовой кран 9 с одним входом и подается в нижнюю часть того адсорбера, который работает в режиме регенерации (на фиг. 1 адсорбер 52). При этом автоматически закрыт вход в адсорбер, работающий в это время в режиме осушки увлажненного воздуха (на фиг. 1 адсорбер 51). Горячий воздух проходит через увлажненный адсорбент, высушивает его и с парами воды через открытый вентиль 101 естественной тягой удаляется в окружающую среду. Процесс регенерации заканчивается после достижения значения влажности адсорбента, соответствующего первоначальному состоянию (до увлажнения), после чего данный адсорбер переводят в режим осушки.
Переключение адсорберов в соответствующий режим их работы после каждого цикла производится с помощью трехходовых кранов 6, 7 и 9, а также вентилями 101 и 102.
Процесс регенерации должен иметь меньшую продолжительность, чем процесс насыщения адсорбента влагой, чтобы к моменту насыщения влагой адсорбента в адсорбере 51 адсорбер 52 был уже готов к работе в режиме осушки.
Источники информации:
1. Заявка Японии №61-35891 В, МКИ B01D 53/26, 53/02 от 86.08.15.
2. Заявка ЕПВ №0212101, МКИ B01D 53/04, 53/26 от 87.03.04.
3. Заявка ФРГ №3514473, МКИ B01D 53/26, от 86.10.23.
4. Авторское свидетельство RU №2165786, 27.04.2001.
5. Авторское свидетельство RU №2664457, 25.02.2019.
Claims (1)
- Гелиосушильный комплекс, содержащий сушильную камеру, гелиоприемник, тепловоспринимающая панель которого одновременно является и фазопереходным тепловым аккумулятором, два адсорбера, попеременно работающих в режиме осушки и регенерации, канальный вентилятор, систему трубопроводов с запорно-регулирующей арматурой, отличающийся тем, что для обеспечения круглосуточной и бесперебойной осушки увлажненного адсорбента, находящегося в одном из адсорберов, работающем в режиме регенерации, он содержит дополнительный гелиоприемник с фазопереходным тепловым аккумулятором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136935A RU2734395C1 (ru) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Гелиосушильный комплекс |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019136935A RU2734395C1 (ru) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Гелиосушильный комплекс |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2734395C1 true RU2734395C1 (ru) | 2020-10-15 |
Family
ID=72940466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019136935A RU2734395C1 (ru) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Гелиосушильный комплекс |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2734395C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU661203A1 (ru) * | 1977-03-15 | 1979-05-05 | Одесский Инженерно-Строительный Институт | Способ сушки дисперсных материалов |
SU987338A1 (ru) * | 1981-07-15 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я М-5817 | Установка дл очистки воздуха,отход щего из сушильной и окрасочной камер |
SU1288475A2 (ru) * | 1985-09-11 | 1987-02-07 | Туркменский Государственный Педагогический Институт Им.В.И.Ленина | Сушильна установка |
SU1327799A3 (ru) * | 1979-09-13 | 1987-07-30 | Энергиагаздалкодаши Интезет (Инопредприятие) | Устройство дл сушки продуктов |
CN104011490B (zh) * | 2011-05-16 | 2016-09-14 | 科学与工业研究会 | 具有提高的干燥效率的改进型太阳能干燥器 |
-
2019
- 2019-11-18 RU RU2019136935A patent/RU2734395C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU661203A1 (ru) * | 1977-03-15 | 1979-05-05 | Одесский Инженерно-Строительный Институт | Способ сушки дисперсных материалов |
SU1327799A3 (ru) * | 1979-09-13 | 1987-07-30 | Энергиагаздалкодаши Интезет (Инопредприятие) | Устройство дл сушки продуктов |
SU987338A1 (ru) * | 1981-07-15 | 1983-01-07 | Предприятие П/Я М-5817 | Установка дл очистки воздуха,отход щего из сушильной и окрасочной камер |
SU1288475A2 (ru) * | 1985-09-11 | 1987-02-07 | Туркменский Государственный Педагогический Институт Им.В.И.Ленина | Сушильна установка |
CN104011490B (zh) * | 2011-05-16 | 2016-09-14 | 科学与工业研究会 | 具有提高的干燥效率的改进型太阳能干燥器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Misha et al. | Performance of a solar-assisted solid desiccant dryer for oil palm fronds drying | |
Aydin et al. | Novel “open-sorption pipe” reactor for solar thermal energy storage | |
US4081024A (en) | Air conditioning apparatus and method | |
US4180126A (en) | Air conditioning apparatus and method | |
Al-Alili et al. | A high efficiency solar air conditioner using concentrating photovoltaic/thermal collectors | |
US4113004A (en) | Air conditioning process | |
US4285702A (en) | Method and apparatus for the recovery of water from atmospheric air | |
US4467785A (en) | Chemical heat storage | |
SE462686B (sv) | Foerfarande foer anvaendning och magasinering av energi fraan omgivningen | |
US4269170A (en) | Adsorption solar heating and storage system | |
Cerci | A new ideal evaporative freezing cycle | |
CN203049680U (zh) | 一种利用相变材料的吸附式空气取水装置 | |
CN101907384B (zh) | 一种太阳能干燥装置 | |
Khouya | Effect of regeneration heat and energy storage on thermal drying performance in a hardwood solar kiln | |
CN106766844B (zh) | 带相变储能换热管束的热风循环干燥系统 | |
CN105066602B (zh) | 一种双干燥室多功能干燥设备 | |
CN104390256A (zh) | 一种新型相变蓄热供暖装置 | |
Kashif et al. | Experimental analysis of a solar assisted desiccant-based space heating and humidification system for cold and dry climates | |
CN203550483U (zh) | 带辅助加热的太阳能干燥装置 | |
US4014380A (en) | Air conditioning process | |
RU2734395C1 (ru) | Гелиосушильный комплекс | |
CN101318098B (zh) | 相变吸附空气除湿装置 | |
Kodama et al. | An energy flow analysis of a solar desiccant cooling equipped with a honeycomb adsorber | |
CN102135372A (zh) | 热泵辅助型太阳能储热干燥设备 | |
Nain et al. | Experimental study and analysis of solar based winter air conditioning system using desiccant coated heat exchanger |