本發(fā)明涉及干燥除濕裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

干燥作業(yè)涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的廣泛領(lǐng)域，是許多工業(yè)行業(yè)不可或缺的工序，在糧食、食品、果品、煙草、藥材、木材、皮革、橡膠和陶瓷等許多工業(yè)產(chǎn)品的加工處理過(guò)程中，干燥作業(yè)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本影響很大。

太陽(yáng)能干燥與常規(guī)能源干燥相比較，主要優(yōu)點(diǎn)能將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，可節(jié)省干燥過(guò)程所消耗的大量燃料，從而降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。因而，在干燥行業(yè)，基于太陽(yáng)能熱利用的干燥技術(shù)越來(lái)越成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

太陽(yáng)能聚光器直接關(guān)系到太陽(yáng)能的利用率，日照跟蹤技術(shù)是太陽(yáng)能熱發(fā)電聚光系統(tǒng)的重要組成和專(zhuān)有技術(shù)，是太陽(yáng)能聚光器的組成。但低成本大規(guī)模跟蹤采光、聚光仍是行業(yè)的技術(shù)短板。對(duì)日跟蹤的聚光系統(tǒng)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，跟蹤裝置的精度會(huì)有所下降，同時(shí)故障也會(huì)經(jīng)常發(fā)生，這就要經(jīng)常校正精度和故障維護(hù)，嚴(yán)重影響了太陽(yáng)能聚集熱量系統(tǒng)的效率。

綜上所述，如何提供一種能源消耗少且集熱、儲(chǔ)熱效率高的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)能源消耗少且集熱、儲(chǔ)熱效率高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，包括：

用于向待干燥處理的干燥房中送風(fēng)的送風(fēng)裝置，所述送風(fēng)裝置設(shè)有朝向外部的引風(fēng)口以及朝向所述干燥房的送風(fēng)口；

用于向所述送風(fēng)裝置輸送熱能的熱泵裝置，所述熱泵裝置通過(guò)冷凝換熱器連接于所述送風(fēng)裝置的中間風(fēng)口；

通過(guò)供熱換熱器向所述送風(fēng)裝置輸送熱能的相變蓄熱箱，所述相變蓄熱箱與所述供熱換熱器通過(guò)開(kāi)關(guān)閥連接形成第一工質(zhì)循環(huán)回路；

利用菲涅爾透鏡進(jìn)行太陽(yáng)能集熱的菲涅爾集熱系統(tǒng)，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述供熱換熱器通過(guò)開(kāi)關(guān)閥連接形成第二工質(zhì)循環(huán)回路。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)通過(guò)與所述相變蓄熱箱并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)與所述供熱換熱器的連接，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述相變蓄熱箱的出口通過(guò)第一三通閥連接所述供熱換熱器的進(jìn)口，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述相變蓄熱箱的進(jìn)口通過(guò)第二三通閥連接所述供熱換熱器的出口。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)通過(guò)集熱循環(huán)泵連接所述第一三通閥或第二三通閥，所述相變蓄熱箱通過(guò)供熱循環(huán)泵連接所述供熱換熱器。

優(yōu)選的，還包括用于控制當(dāng)前熱源為單一熱源或組合熱源的控制裝置，所述控制裝置連接所述熱泵裝置、相變蓄熱箱和菲涅爾集熱系統(tǒng)；所述相變蓄熱箱設(shè)有蓄熱箱溫度傳感器。

優(yōu)選的，所述熱泵裝置包括壓縮機(jī)、節(jié)流閥和利用所述菲涅爾集熱系統(tǒng)的太陽(yáng)能作為熱能的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的與所述菲涅爾集熱系統(tǒng)連接。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)為平面菲涅爾透射式向下聚光的線(xiàn)聚光光路系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)包括可分別獨(dú)立工作或組合工作的至少三個(gè)菲涅爾集熱單元，所述菲涅爾集熱單元包括菲涅爾透鏡、用于進(jìn)行二次聚光的復(fù)合拋物面和用于接收所述復(fù)合拋物面的二次聚光的u形真空玻璃管，所述u形真空玻璃管用于進(jìn)行熱能的輸出。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱單元還包括用于調(diào)整自身的太陽(yáng)光接收角度的聚光板，所述聚光板上設(shè)有若干個(gè)角度不同的棱形槽。

優(yōu)選的，所述干燥房?jī)?nèi)設(shè)有便于形成有序的干燥風(fēng)流向的布風(fēng)板。

優(yōu)選的，所述相變蓄熱箱的相變蓄能材料為石蠟。

本發(fā)明所提供的系統(tǒng)包括菲涅爾線(xiàn)聚光太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱箱以及空氣源作為熱源分別形成三個(gè)熱循環(huán)回路，可以彼此獨(dú)立，又能相互耦合構(gòu)成供熱循環(huán)回路。通過(guò)切換不同的工作運(yùn)行模式，以滿(mǎn)足干燥的需求。本發(fā)明可以利用太陽(yáng)能作為有較好日照輻射時(shí)的主要供熱源，夜間采用相變儲(chǔ)熱熱源，熱泵作為二者的輔助熱源；而在無(wú)光照條件下則采用空氣源熱泵單獨(dú)供熱干燥，例如陰雨天氣則采用空氣源熱泵單獨(dú)供熱。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱循環(huán)單元的示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明所提供的菲涅爾線(xiàn)聚光結(jié)合復(fù)合拋物面的剖視圖；

圖6為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)中相變蓄熱循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)中熱泵循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖。

圖1-7中：

1為菲涅爾集熱系統(tǒng)、101為真空管、102為菲涅爾透鏡、103復(fù)合拋物面、2為相變蓄熱箱、3為干燥房、4為供熱換熱器、5為冷凝加熱器、6為蒸發(fā)器、7為壓縮機(jī)、8為節(jié)流閥、9為排濕機(jī)構(gòu)、10為供熱循環(huán)泵、11為集熱循環(huán)泵、12為第一三通閥、13為第二三通閥、14為蓄熱箱溫度傳感器、15為引風(fēng)口、16為第一風(fēng)口、17為第二風(fēng)口、18為第三風(fēng)口、19為第四風(fēng)口、20為第五風(fēng)口、21為布風(fēng)板、22為干燥房溫度傳感器、23為干燥房濕度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)能源消耗少且集熱、儲(chǔ)熱效率高。

請(qǐng)參考圖1至圖7，圖1為本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱循環(huán)單元的示意圖；圖4為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明所提供的菲涅爾線(xiàn)聚光結(jié)合復(fù)合拋物面的剖視圖；圖6為本發(fā)明所提供的相變蓄熱循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖；圖7為本發(fā)明所提供的熱泵循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖。

本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上主要包括：送風(fēng)裝置、熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1。其中，熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1均是為了給送風(fēng)裝置提供熱能。

具體地，送風(fēng)裝置用于向待干燥處理的干燥房3中送風(fēng)，送風(fēng)裝置設(shè)有朝向外部的引風(fēng)口15以及朝向干燥房3的送風(fēng)口。

熱泵裝置用于向送風(fēng)裝置輸送熱能，熱泵裝置通過(guò)冷凝換熱器連接于送風(fēng)裝置的中間風(fēng)口。熱泵裝置可以為利用蒸發(fā)器6、壓縮機(jī)7工作的熱泵裝置。

相變蓄熱箱2通過(guò)供熱換熱器4向送風(fēng)裝置輸送熱能，相變蓄熱箱2與供熱換熱器4通過(guò)開(kāi)關(guān)閥連接形成第一工質(zhì)循環(huán)回路。

菲涅爾集熱系統(tǒng)1利用菲涅爾透鏡102進(jìn)行太陽(yáng)能集熱的，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與供熱換熱器4通過(guò)開(kāi)關(guān)閥連接形成第二工質(zhì)循環(huán)回路。

本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)提供了三個(gè)供熱的裝置，分別為熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1，三者采用的是不同的集熱原理，均能夠向送風(fēng)裝置提供熱能，目的是在不同的使用環(huán)境下運(yùn)用不同的方式集熱，從而提高集熱的效率，使得系統(tǒng)可以最大限度地進(jìn)行集熱并減少耗電量。需要說(shuō)明的是，上述三個(gè)供熱的結(jié)構(gòu)可以分別構(gòu)成三個(gè)回路系統(tǒng)，三個(gè)可以獨(dú)立工作，也可以具有一定的耦合連接，由于三者均連接同一個(gè)送風(fēng)裝置，從而使得系統(tǒng)趨于小型化，且靈活性更高?？蛇x的，關(guān)于三個(gè)供能結(jié)構(gòu)的連接方式，可以參考現(xiàn)有技術(shù)。

需要說(shuō)明的是，上述相變蓄熱箱2可以通過(guò)與菲涅爾集熱系統(tǒng)1，獲得菲涅爾集熱系統(tǒng)1的熱能并進(jìn)行存儲(chǔ)，當(dāng)缺少日光時(shí)，相變蓄熱箱2即可以成為供能裝置為送風(fēng)裝置提供熱能。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1通過(guò)與相變蓄熱箱2并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)與供熱換熱器4的連接，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2的出口通過(guò)第一三通閥12連接供熱換熱器4的進(jìn)口，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2的進(jìn)口通過(guò)第二三通閥13連接供熱換熱器4的出口。

請(qǐng)參考圖1、圖2和圖6，其中，圖1為整體系統(tǒng)連接，圖2和圖6分別為菲涅爾集熱系統(tǒng)1回路和相變蓄熱箱2回路的示意圖。在圖1中，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2并聯(lián)連接，并與供熱換熱器4連接，從而菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2共用主要干路。另外，由于采用三通閥的連接方式，使得菲涅爾集熱系統(tǒng)1、相變蓄熱箱2的回路工作僅由三通閥控制即可。即當(dāng)需要二者同時(shí)工作時(shí)，將第一三通閥12和第二三通閥13完全打開(kāi)；當(dāng)需要其中一者工作僅需要打開(kāi)兩個(gè)三通閥對(duì)應(yīng)的管路即可。

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1通過(guò)集熱循環(huán)泵11連接第一三通閥12或第二三通閥13，相變蓄熱箱2通過(guò)供熱循環(huán)泵10連接供熱換熱器4。

需要說(shuō)明的是，由于上述第一工質(zhì)循環(huán)回路和第二工質(zhì)循環(huán)回路均用于提供熱能，并需要使回路中的工質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，所以還需要設(shè)置提供循環(huán)動(dòng)力的裝置，本實(shí)施例中，采用通過(guò)各回路中增加集熱循環(huán)泵11或供熱循環(huán)泵10的方式實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)。當(dāng)然，還可以通過(guò)其他的提供動(dòng)力的方式，比如熱管管路等。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，還包括用于控制當(dāng)前熱源為單一熱源或組合熱源的控制裝置，控制裝置連接熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1；相變蓄熱箱2設(shè)有蓄熱箱溫度傳感器14。

需要說(shuō)明的是，上述控制裝置還應(yīng)當(dāng)連接上述第一三通閥12和第二三通閥13，以便對(duì)環(huán)路的通斷進(jìn)行控制。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，熱泵裝置包括壓縮機(jī)7、節(jié)流閥8和利用菲涅爾集熱系統(tǒng)1的太陽(yáng)能作為熱能的蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6的與菲涅爾集熱系統(tǒng)1連接。

熱泵裝置利用壓縮機(jī)7與節(jié)流閥8驅(qū)動(dòng)工質(zhì)的流動(dòng)與傳熱，并將菲涅爾集熱系統(tǒng)1作為熱泵循環(huán)的蒸發(fā)器6的熱能源，冷凝水箱作為熱泵系統(tǒng)的冷凝器?？蛇x的，熱泵壓縮機(jī)7功率為四匹(2.94kw)，且單獨(dú)熱泵干燥時(shí)工作溫度可達(dá)50℃。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1為平面菲涅爾透射式向下聚光的線(xiàn)聚光光路系統(tǒng)。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1包括可分別獨(dú)立工作或組合工作的至少三個(gè)菲涅爾集熱單元，菲涅爾集熱單元包括菲涅爾透鏡102、用于進(jìn)行二次聚光的復(fù)合拋物面103和用于接收復(fù)合拋物面103的二次聚光的u形真空玻璃管，u形真空玻璃管用于進(jìn)行熱能的輸出。

本實(shí)施例中的菲涅爾集熱系統(tǒng)1由n個(gè)菲涅爾集熱單元組成，每個(gè)集熱循環(huán)單元可單獨(dú)實(shí)現(xiàn)集熱回路，根據(jù)換熱量的需求，可對(duì)集熱循環(huán)單元進(jìn)行組合。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱單元還包括用于調(diào)整自身的太陽(yáng)光接收角度的聚光板，聚光板上設(shè)有若干個(gè)角度不同的棱形槽。

在一個(gè)具體的實(shí)施例中，菲涅爾線(xiàn)聚光集熱器采光面積為8至12平方米，菲涅爾集熱系統(tǒng)1由若干個(gè)太陽(yáng)能菲涅爾集熱單元拼接組成。同時(shí)，菲涅爾集熱系統(tǒng)1采用平面菲涅爾透射式向下聚光的線(xiàn)聚光光路系統(tǒng)，吸熱器采用u型真空玻璃管，運(yùn)用變焦距設(shè)計(jì)方法，適當(dāng)設(shè)計(jì)聚光板棱形槽的角度，調(diào)整真空管101安裝高度，通過(guò)與二次聚光技術(shù)相結(jié)合，使聚光焦斑始終落在吸熱用真空管101上，從而使得菲涅爾透鏡102透光率高達(dá)90％以上。

本實(shí)施例中采用菲涅爾線(xiàn)聚光結(jié)合復(fù)合拋物面103的二次聚光技術(shù)，使聚光焦斑始終落在吸熱用真空管101上，從而實(shí)現(xiàn)了免跟蹤聚光集熱，大大減少了集熱真空管101使用的數(shù)量，降低裝置成本。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，干燥房3內(nèi)設(shè)有便于形成有序的干燥風(fēng)流向的布風(fēng)板21。

可選的，本申請(qǐng)中的聚光鏡透光材料不是采用傳統(tǒng)的玻璃，而是用一種透明塑料(pmma)制作的pmma聚光鏡。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，相變蓄熱箱2的相變蓄能材料為石蠟。

在上述任意一個(gè)實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，相變儲(chǔ)熱箱所在的循環(huán)回路系統(tǒng)請(qǐng)參考圖6，相變蓄能箱的蓄熱罐高1.5m，直徑為0.8m。相變蓄能箱的相變儲(chǔ)能材料選用石蠟作為儲(chǔ)能材料的主體，從而使得相變溫度達(dá)到70℃，使系統(tǒng)通過(guò)相變材料通過(guò)凝固和溶化有效地儲(chǔ)存和釋放大量能量。

可選的，相變儲(chǔ)熱箱的相變材料篩選自相變溫度約為60～80℃的相變材料，其具有較為合適的相變溫度和相變潛熱。

本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)采用免跟蹤菲涅爾線(xiàn)聚光太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱箱2以及空氣源作為熱源分別形成三個(gè)熱循環(huán)回路，可以彼此獨(dú)立，又能相互耦合構(gòu)成供熱循環(huán)回路。

該系統(tǒng)包括菲涅爾線(xiàn)聚光太陽(yáng)能集熱器、相變蓄熱箱2以及空氣源作為熱源分別形成三個(gè)熱循環(huán)回路，通過(guò)切換不同的工作運(yùn)行模式，以滿(mǎn)足干燥的需求。本發(fā)明可以利用太陽(yáng)能作為有較好日照輻射時(shí)的主要供熱源，夜間采用相變儲(chǔ)熱熱源，熱泵作為二者的輔助熱源；而在無(wú)光照條件下則采用空氣源熱泵單獨(dú)供熱干燥，例如陰雨天氣則采用空氣源熱泵單獨(dú)供熱。

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和測(cè)試可以知道，熱泵干燥模式的耗電量遠(yuǎn)大于三種供熱裝置聯(lián)合干燥模式的耗電量，而熱泵干燥模式的集熱量卻遠(yuǎn)小于聯(lián)合干燥模式的集熱量，僅能達(dá)到其約一半的集熱效率。綜上可知，本發(fā)明所提供的系統(tǒng)干燥性能良好，有利于推動(dòng)干燥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本發(fā)明所提供的不同供熱裝置的組合能滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣性需求，易于產(chǎn)品的配置和變型設(shè)計(jì)，同時(shí)又能保證這種配置變型可以滿(mǎn)足企業(yè)批量化生產(chǎn)的需求，有效促進(jìn)產(chǎn)品研發(fā)、提高效率、降低成本。

除了上述各個(gè)實(shí)施例所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)，該太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)的其他各部分的結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的太陽(yáng)能集熱干燥系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。