UA113773C2

UA113773C2 - SUNNY DRYER

Info

Publication number: UA113773C2
Application number: UAA201502535A
Authority: UA
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2017-03-10

Abstract

Винахід належить до геліотехніки і може бути використаний у сонячних сушарках для сушіння фруктів, овочів та іншої продукції у приватних і громадських господарствах. Сонячна сушарка містить геліоприймач у вигляді прозорого покриття і лотки в камері, які розташовані під кутом до днища камери. Теплоприймальна стінка виконана з вертикальної і горизонтальної частин з теплоакумулюючого матеріалу, наприклад з пінобетону, і вона має у вертикальній частині зверху і знизу щілини, причому висота верхньої щілини у 3 рази більша, ніж нижньої. Задня стінка і днище камери виготовлені з капілярно-пористого матеріалу, наприклад з товстої повстини, для конденсації вологи повітря у камері і прикріплені до жорсткого каркаса корпуса. В ізоляції задньої стінки і днища камери виконані отвори, крізь які назовні випаровується волога з повітря в камері. Технічним результатом винаходу є підвищення теплової ефективності використання сонячної енергії та продовження часу роботи сушарки після заходу сонця.The invention relates to solar engineering and can be used in solar dryers for drying fruits, vegetables and other products in private and public farms. The solar dryer contains a solar receiver in the form of a transparent coating and trays in the chamber, which are located at an angle to the bottom of the camera. The heat-receiving wall is made of vertical and horizontal parts of heat-accumulating material, such as foam concrete, and it has a vertical slit at the top and bottom of the slit, the height of the upper slit being 3 times greater than the lower one. The back wall and the bottom of the chamber are made of capillary-porous material, such as thick felt, to condense the moisture of the air in the chamber and are attached to the rigid frame of the housing. The back wall and bottom of the chamber are insulated with openings through which moisture from the air inside the chamber evaporates. The technical result of the invention is to increase the thermal efficiency of the use of solar energy and extend the operating time of the dryer after sunset.

Description

Винахід належить до геліотехніки, зокрема до сонячних сушарок, і може бути використаний для сушіння фруктів, овочів та іншої продукції в індивідуальних та громадських господарствах.The invention belongs to solar technology, in particular to solar dryers, and can be used for drying fruits, vegetables and other products in individual and public farms.

Відомі сонячні сушарки з камерами для сушіння продукції з штучним протоком повітря, яке викидається в зовнішнє навколишнє середовище повністю (1) або частково |2, ЗІ.Known solar dryers with chambers for drying products with an artificial flow of air, which is released into the external environment completely (1) or partially |2, ЗИ.

Загальним недоліком аналогів є те, що повітря забирається ззовні, нагрівається, проходить крізь продукт, який сушиться і викидається назовні. Це приводить до зниження ефективності роботи сушарки за рахунок великих втрат теплоти з вихідним повітрям. Крім того, при проточній системі для запобігання забрудненню висушуваного продукту пилом потребується хороша фільтрація повітря.The general disadvantage of analogues is that air is taken from the outside, heated, passes through the product, which dries and is thrown out. This leads to a decrease in the efficiency of the dryer due to large heat losses with the outlet air. In addition, with a flow system, good air filtration is required to prevent contamination of the dried product with dust.

Найбільш близькою по технічній суті до заявленої є сонячна сушарка |4), яка містить геліоприймач, сушильну камеру з встановленою в неї зігнутою перегородкою, одна сторона якої розташована паралельно стінці камери і утворює вертикальний повітряний канал, а також поярусно розташовані в камері лотки для висушуваного продукту з утворенням каналу для підводу і відводу повітря, корпус виконано герметично закриваним, одна сторона зігнутої перегородки паралельна стінці камери і встановлена біля задньої стінки, а друга сторона розташована паралельно днищу камери, лотки в камері встановлені ступінчато відносно геліоприймача, а канал для підвода до них повітря виконано у вигляді конфузора, для відводу повітря від лотків - у вигляді дифузора, при цьому у вертикальному повітряному каналі додатково встановлено пристрій для осушення повітря.The closest in terms of technical substance to the claimed one is the solar dryer |4), which contains a solar receiver, a drying chamber with a bent partition installed in it, one side of which is located parallel to the chamber wall and forms a vertical air channel, as well as tiered trays for the product to be dried in the chamber with the formation of a channel for air supply and exhaust, the housing is made hermetically closed, one side of the bent partition is parallel to the chamber wall and is installed near the back wall, and the other side is located parallel to the bottom of the chamber, the trays in the chamber are installed in steps relative to the solar receiver, and the channel for supplying air to them made in the form of a confusor, for air removal from the trays - in the form of a diffuser, while a device for air drying is additionally installed in the vertical air channel.

Однак і ця конструкція має такі недоліки. По-перше, вертикально розташований геліоприймач не дозволяє у південь, коли сонячна радіація максимальна, найбільш підігрівати повітря для сушіння продукту. По-друге, відсутність в конструкції будь-яких акумулюючих матеріалів не дозволяє працювати сушарці деякий час після заходу сонця.However, this design also has such disadvantages. Firstly, the vertically located solar receiver does not allow to heat the air for drying the product in the south, when the solar radiation is maximum. Secondly, the absence of any accumulative materials in the design does not allow the dryer to work for some time after sunset.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції сонячної сушарки, яка дозволить підвищити теплову ефективність використання сонячної енергії, продовжити час роботи сушарки після заходу сонця.The basis of the invention is the task of improving the design of the solar dryer, which will allow to increase the thermal efficiency of the use of solar energy, to extend the time of operation of the dryer after sunset.

Поставлена задача вирішується тим, що в сонячній сушарці прозоре покриття і лотки в камері розташовані під кутом до днища камери, а теплоприймальна стінка виконана з вертикальної і горизонтальної частин з теплоакумулюючого матеріалу, наприклад з пінобетону,The task is solved by the fact that in the solar dryer, the transparent coating and trays in the chamber are located at an angle to the bottom of the chamber, and the heat-receiving wall is made of vertical and horizontal parts of heat-accumulating material, for example, foam concrete.

Зо і яка має у вертикальної частині зверху і знизу щілини, причому висота верхньої щілини у З рази більша, ніж нижньої, також задня стінка і днище камери виготовлені з капілярно-пористого матеріалу, наприклад з товстої повстини, для конденсації вологи повітря у камері, і які прикріплені до жорсткого каркаса корпуса, в ізоляції бокових, задньої стінок і днища камери виконані отвори, крізь які випаровується волога з камері назовні.Zo and which has slits in the vertical part above and below, and the height of the upper slit is three times greater than the lower one, and the back wall and the bottom of the chamber are made of capillary-porous material, for example, thick felt, for condensation of air moisture in the chamber, and which are attached to the rigid frame of the case, holes are made in the insulation of the side, rear walls and bottom of the chamber, through which moisture evaporates from the chamber to the outside.

Пропоноване технічне рішення відрізняється від прототипу тим, що в сонячній сушарці прозоре покриття і лотки в камері розташовані під кутом до днища камери, а теплоприймальна стінка виконана з вертикальної і горизонтальної частин з теплоакумулюючого матеріалу, наприклад з пінобетону, і яка має у вертикальної частині зверху і знизу щілини, причому висота верхньої щілини у З рази більша, ніж нижньої, також задня стінка і днище камери виготовлені з капілярно-пористого матеріалу, наприклад з товстої повстини, для конденсації вологи повітря у камері, і які прикріплені до жорсткого каркаса корпуса, в ізоляції задньої стінки і днища камери виконані отвори, крізь які випаровується волога з повітря в камері назовні.The proposed technical solution differs from the prototype in that in the solar dryer, the transparent coating and the trays in the chamber are located at an angle to the bottom of the chamber, and the heat-receiving wall is made of vertical and horizontal parts made of heat-accumulating material, for example, foam concrete, and which has in the vertical part on top and from the bottom of the slit, and the height of the upper slit is three times greater than the lower one, also the back wall and the bottom of the chamber are made of a capillary-porous material, for example, of thick felt, for condensation of air moisture in the chamber, and which are attached to the rigid body frame, in insulation holes are made on the back wall and bottom of the chamber, through which moisture evaporates from the air in the chamber to the outside.

Ці конструктивні особливості відсутні у прототипі і дозволяють підвищити теплову ефективність використання сонячної енергії, продовжити час роботи сушарки після заходу сонця.These design features are absent in the prototype and allow to increase the thermal efficiency of the use of solar energy, to extend the dryer's operating time after sunset.

Перевагою заявленої сонячної сушарки є те, що в геліоприймачі вертикальна і нижня частини теплоприймальної стінки нагріваються сонячним випроміненням упродовж всього світового дня, причому поверхня нагріву збільшена за рахунок нижньої частини приймача.The advantage of the claimed solar dryer is that in the solar receiver, the vertical and lower parts of the heat-receiving wall are heated by solar radiation throughout the entire day, and the heating surface is increased due to the lower part of the receiver.

Матеріал приймальної поверхні вибрано таким чином, щоб забезпечити акумулювання частки тепла, яке потрапляє крізь прозоре покриття геліоприймача. Що подальше після заходу сонця тепло від цих стінок буде продовжувати нагрівати повітря і процес сушіння деякий час буде продовжуватися. Щілина у верхній частині вертикальної стінки приймальної поверхні забезпечує прохід нагрітого повітря в сушильну камеру і подальше на лотки з продуктом, який висушується. Різниця в розмірах щілин верхньої і нижньої дозволяє рухатись повітрю з різними швидкостями: у верхньої щілини - повільно за рахунок зменшення питомої щільності повітря, а в нижньої щілини - прискорено і це створює звичайну циркуляцію повітря у сушильної камери.The material of the receiving surface is selected in such a way as to ensure the accumulation of a portion of the heat that enters through the transparent coating of the solar receiver. After sunset, the heat from these walls will continue to heat the air and the drying process will continue for some time. The gap in the upper part of the vertical wall of the receiving surface ensures the passage of heated air into the drying chamber and further onto the trays with the product to be dried. The difference in the size of the upper and lower slits allows air to move at different speeds: in the upper slit - slowly due to a decrease in the specific density of air, and in the lower slit - accelerated, and this creates a normal air circulation in the drying chamber.

Вологе повітря далі після сушильної камери потрапляє у канал, створений зігнутою перегородкою і задньою стінкою камери, яка виконана з капілярно-пористого матеріалу, де відбувається поглинання вологи з повітря після проходу крізь лотки з висушуваним продуктом. бо На кресленні показано загальний вигляд сонячної сушарки.Moist air further after the drying chamber enters the channel created by a bent partition and the back wall of the chamber, which is made of capillary-porous material, where moisture is absorbed from the air after passing through the trays with the product to be dried. because The drawing shows the general view of the solar dryer.

Сонячна сушарка на кресл. містить корпус 1, який закривається в робочому стані герметично, з ізоляцій 2 усіх зовнішніх стінок, крім прозорого покриття З геліоприймача.Solar dryer on a chair. contains the housing 1, which is closed in the working state hermetically, with insulation 2 of all external walls, except for the transparent cover C of the solar receiver.

Теплоприймальна стінка містить вертикальну 4 і горизонтальну 5 частини, причому вертикальна частина теплоприймальної стінки 4 має зверху і знизу щілини б і 7, відповідно. В корпусі розташована сушильна камера 8 для розміщення лотків У з висушуваним продуктом. Лотки розташовані під кутом до днища камери 14. В сушильній камері встановлена зігнута перегородка 12, яка утворює з задньою стінкою камери 13 канал для осушення повітря. Стінка 13 виготовлена з капілярно-пористого матеріалу, наприклад, з товстої повстини, який прикріплений до жорсткого каркаса корпуса 1. В ізоляції задньої стінки та днища 14 сушильної камери виконані отвори 15, причому отвори на задній стінці виконані похиленими зверху вниз.The heat-receiving wall contains vertical 4 and horizontal 5 parts, and the vertical part of the heat-receiving wall 4 has slits b and 7 at the top and bottom, respectively. In the case there is a drying chamber 8 for placing trays U with the product to be dried. The trays are located at an angle to the bottom of the chamber 14. A bent partition 12 is installed in the drying chamber, which forms a channel for air drying with the rear wall of the chamber 13. The wall 13 is made of a capillary-porous material, for example, of thick felt, which is attached to the rigid frame of the housing 1. In the insulation of the back wall and the bottom 14 of the drying chamber, holes 15 are made, and the holes on the back wall are made inclined from top to bottom.

Сонячна сушарка працює наступним чином. В лотки 9 засипають продукт, який підлягає сушінню, сушарка герметично зачиняється, орієнтується прозорим покриттям З на південь.The solar dryer works as follows. The product to be dried is poured into the trays 9, the dryer is hermetically closed, oriented with a transparent cover Z to the south.

Повітря за прозорим покриттям нагрівається променево-конвективним шляхом від теплоприймальних вертикальної 4 і горизонтальної 5 поверхонь, а далі крізь щілину 6 потрапляє в сушильну камеру 8, яка теж нагрівається. За рахунок того, що лотки 9 розташовані під кутом до днища камери 14 і трохи висунуті один над другим, створені канали 10, 11 забезпечують добру аеродинаміку обтікання продукту у лотках і зберігають постійну швидкість повітря по висоті сушарки.The air behind the transparent coating is heated by radiation and convection from the heat-receiving vertical 4 and horizontal 5 surfaces, and further through the gap 6 it enters the drying chamber 8, which is also heated. Due to the fact that the trays 9 are located at an angle to the bottom of the chamber 14 and slightly protrude one above the other, the created channels 10, 11 ensure good aerodynamics of the product flow in the trays and maintain a constant air speed along the height of the dryer.

Вологе повітря після проходу крізь лотки потрапляє в канал для осушення повітря, який створено зігнутою перегородкою 12 і задньою стінкою камери 13. Стінка 13 і днище 14 виготовлені з капілярно-пористого матеріалу, наприклад з товстої повстини. Вологе повітря всмоктується поверхнею стінки 13 і крізь отвори і канали 15 в ізоляції 2 потрапляє назовні.Moist air, after passing through the trays, enters the air drying channel, which is created by the bent partition 12 and the back wall of the chamber 13. The wall 13 and the bottom 14 are made of capillary-porous material, for example, thick felt. Moist air is absorbed by the surface of the wall 13 and through the holes and channels 15 in the insulation 2 gets outside.

Охолоджене повітря спускається по каналу у низ до днища камери 14.Cooled air descends down the channel to the bottom of the chamber 14.

Холодне повітря на днищі 14 камери в цей час потрапляє в порожнину, яка створена теплоприймальними поверхнями 4, 5 і прозорим покриттям З крізь нижню щілину 7.At this time, the cold air at the bottom of the chamber 14 enters the cavity created by the heat-receiving surfaces 4, 5 and the transparent coating Z through the lower gap 7.

Рухомою силою, яка забезпечує циркуляцію повітря, є різниця питомих щільностей повітря у нижній найбільш холодній, і верхній нагрітій частині сушильної камери.The driving force that ensures air circulation is the difference in specific air densities in the lower, coldest, and upper heated part of the drying chamber.

Джерела інформації: 1. Хранение и переработка овощей и фруктов. - М.: Моск. рабочий, 1981. - С. 254.Sources of information: 1. Storage and processing of fruits and vegetables. - M.: Moscow. Rabochy, 1981. - P. 254.

Зо 2. Захидов Р.А., Киргизбаєв Д.А. Результать! испьитаний солнечной сушильной установки. -Zo 2. Zahidov R.A., Kirgizbaev D.A. The result! tested solar dryer. -

Гелиотехника, 1990. - Мо 2. - б. 3-7. 3. А.С. СССР Мо 1657893, кл. Е 26 В 3/28, 1991. 4. Патент Российской Федерации Мо 2089800, опубл. 10.09.1997 - прототип.Heliotechnika, 1990. - Mo 2. - b. 3-7. 3. A.S. USSR Mo 1657893, cl. E 26 B 3/28, 1991. 4. Patent of the Russian Federation Mo 2089800, publ. 10.09.1997 - prototype.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION

1. A solar dryer that contains a hermetically sealed housing, a solar receiver and a drying chamber with a bent partition installed in it, one side of which is parallel to the wall of the chamber with the formation of a vertical air channel, and the other side is parallel to the bottom of the chamber; and also trays for drying the product are arranged in tiers in the chamber, while the channel for supplying air to them is made in the form of a baffle, for air removal from the trays in the form of a diffuser, which is distinguished by the fact that the solar receiver and the trays in the chamber are located at an angle to the bottom of the chamber; the dryer contains a heat-receiving wall made of vertical and horizontal parts of heat-accumulating material, which has slits in the vertical part above and below, and the height of the upper slit is three times greater than the lower one; also the rear wall and the bottom of the chamber are made of capillary-porous material for condensation of air moisture in the chamber and are attached to the rigid body frame.

2. Solar dryer according to claim 1, which differs in that holes are made in the insulation of the back wall and the bottom of the chamber, while the holes on the back wall are made inclined from top to bottom.