一種太陽能干燥裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于干燥工藝的技術(shù)領(lǐng)域。為了解決目前用于干燥農(nóng)產(chǎn)品或中藥材的太陽能干燥裝置對(duì)太陽能的利用不夠充分，干燥效果不佳的問題，本實(shí)用新型提出一種太陽能干燥裝置，包括干燥房和太陽能集熱器，該干燥房的三個(gè)側(cè)壁均為玻璃，該干燥房的另一個(gè)側(cè)壁為儲(chǔ)熱墻，所述儲(chǔ)熱墻為中空結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)熱墻中分布有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱墻連接有儲(chǔ)熱出口閥門；空氣凈化器的出口與熱空氣閥門、太陽能集熱器和干燥房的空氣入口依次連接，空氣凈化器的出口還與夜間閥門、所述儲(chǔ)熱墻和所述干燥房的空氣入口依次連接。本實(shí)用新型太陽能干燥裝置的換熱效率高，換熱效果好，提高了干燥效果，能夠在白天、夜間和陰雨天氣連續(xù)運(yùn)行，對(duì)太陽能的利用更充分。
【專利說明】
一種太陽能干燥裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于干燥工藝的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太陽能干燥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]干燥是一種高能耗的操作，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，在法國、美國和瑞典等發(fā)達(dá)國家，有高達(dá)12%的工業(yè)能耗用于干燥工藝，在我國干燥操作的能耗約占總能耗的10%。在各種工業(yè)干燥能耗中，農(nóng)產(chǎn)品干燥能耗僅次于造紙行業(yè)，位居第二位，因此，如何以低能耗和低成本去獲得優(yōu)質(zhì)的干燥產(chǎn)品，成為當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品及中藥材等干燥產(chǎn)業(yè)急需解決的問題，也是干燥技術(shù)研究和發(fā)展中的重要挑戰(zhàn)，同時(shí)還是建立資源節(jié)約型社會(huì)的必然要求。
[0003]以鮮百合為例，目前鮮百合干燥通常采用兩種方法，一種是自然干燥方法，該方法多選擇晴天，將鮮百合置于陽光下攤曬，但如果收獲后一直陰雨連綿，則只能采用其它干燥方法。另一種是在烘干房內(nèi)干燥的方法，熱空氣由燃煤熱風(fēng)爐提供，用鼓風(fēng)機(jī)將熱空氣送入烘干房。上述兩種方法存在諸多問題，例如自然干燥方法操作周期長，而且易受陰雨天氣影響，鮮百合很容易發(fā)生腐爛和褐變，影響干百合的質(zhì)量和品級(jí);烘干房內(nèi)干燥的方法存在著能耗大，干燥溫度波動(dòng)大，干百合色澤不理想及煤煙污染大氣等缺點(diǎn)。
[0004]我國西北地區(qū)太陽能資源豐富，例如蘭州，蘭州處在東經(jīng)102° 30〃_104° 30"、北瑋35°5〃-38°之間，屬太陽能資源分布的較豐富帶(11區(qū))，年太陽能總輻射量4200-540010/m2，全年日照時(shí)數(shù)平均2446h，太陽能資源豐富，非常適合應(yīng)用太陽能進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品或中藥材等制干加工。
[0005]太陽能干燥是一種節(jié)能、清潔的干燥技術(shù)，通過直接利用太陽能集熱器來加熱空氣，使空氣的溫度和濕度達(dá)到一定狀態(tài)值，然后在風(fēng)機(jī)的作用下產(chǎn)生熱空氣對(duì)流來干燥物料(農(nóng)產(chǎn)品或中藥材)。但目前的太陽能干燥裝置對(duì)太陽能的利用不夠充分，干燥效果不佳且不能連續(xù)干燥。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為了解決目前的太陽能干燥裝置對(duì)太陽能的利用不夠充分，干燥效果不佳且不能連續(xù)干燥的問題，本實(shí)用新型提出一種太陽能干燥裝置，包括干燥房和太陽能集熱器，該干燥房的三個(gè)側(cè)壁均為玻璃，該干燥房的另一個(gè)側(cè)壁為儲(chǔ)熱墻，所述儲(chǔ)熱墻為中空結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)熱墻中分布有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱墻連接有儲(chǔ)熱出口閥門；所述干燥房設(shè)有熱空氣閥門、夜間閥門和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)的出口與所述熱空氣閥門、所述太陽能集熱器和所述干燥房的空氣入口依次連接，所述風(fēng)機(jī)的出口還與所述夜間閥門、所述儲(chǔ)熱墻和所述干燥房的空氣入口依次連接，所述太陽能集熱器的出口與所述儲(chǔ)熱墻連通，且所述太陽能集熱器的出口與所述儲(chǔ)熱墻的連接管路上設(shè)有儲(chǔ)熱閥門。
[0007]其中，所述太陽能集熱器包括頂板、底板和集熱板，所述頂板為玻璃，所述頂板和底板之間傾斜設(shè)有若干個(gè)集熱板，所述集熱板的表面涂有無光黑漆，所述集熱板上設(shè)有若干個(gè)流動(dòng)孔，外界空氣從所述太陽能集熱器的入口流入，然后順著所述流動(dòng)孔流動(dòng)以穿過所述集熱板，再從所述太陽能集熱器的出口流出。
[0008]其中，相鄰兩個(gè)所述集熱板組成V型槽。
[0009]其中，對(duì)于一個(gè)V型槽，靠近所述太陽能集熱器入口的集熱板上的流動(dòng)孔的半徑大于靠近所述太陽能集熱器出口的集熱板上的流動(dòng)孔的半徑。
[0010]其中，還包括空氣凈化器，所述空氣凈化器的入口與所述風(fēng)機(jī)的出口連接，所述空氣凈化器的出口分別與所述熱空氣閥門和夜間閥門連接。
[0011]其中，還包括太陽能電池板，所述風(fēng)機(jī)為直流風(fēng)機(jī)，所述太陽能電池板與所述風(fēng)機(jī)連接，為所述風(fēng)機(jī)工作提供電能。
[0012]其中，還包括外界空氣閥門，所述外界空氣閥門的入口與所述風(fēng)機(jī)的出口連接，所述外界空氣閥門的出口與所述干燥房的空氣入口連接。
[0013]其中，還包括三通閥門，所述三通閥門的三個(gè)端口分別與所述干燥房的空氣出口、所述儲(chǔ)熱墻和外界環(huán)境連通。
[0014]其中，所述儲(chǔ)熱材料為鵝卵石、細(xì)沙粒、銅、鐵和/或石蠟，且不同所述儲(chǔ)熱材料間隔分布。
[0015]其中，所述太陽能集熱器位于所述干燥房的頂部靠近所述儲(chǔ)熱墻的一側(cè)，所述太陽能電池板位于所述干燥房的頂部遠(yuǎn)離所述儲(chǔ)熱墻的一側(cè)。
[0016]本實(shí)用新型太陽能干燥裝置具有如下的有益效果:
[0017]本實(shí)用新型太陽能干燥裝置包括太陽能集熱器，空氣順著流動(dòng)孔流動(dòng)以穿過集熱板，空氣與集熱板發(fā)生熱交換，集熱板上的流動(dòng)孔大大增加了空氣與集熱板的接觸面積和接觸時(shí)間，從而大大增加了換熱效果，而且空氣氣流通過流動(dòng)孔流動(dòng)，氣流的擾動(dòng)性增大，換熱效率更高。太陽能集熱器的相鄰兩個(gè)集熱板組成V型槽，這樣射入V型槽內(nèi)的太陽直射輻照要經(jīng)多次反射才能離開V型槽，集熱板對(duì)太陽輻射的吸收大大增加，同時(shí)由于集熱板是傾斜的，大大增加了空氣與集熱板的接觸面積和接觸時(shí)間，從而大大增加了換熱系數(shù)，外界空氣經(jīng)過太陽能集熱器后溫度更高。本實(shí)用新型的儲(chǔ)熱墻能夠?qū)μ柲軣崃窟M(jìn)行儲(chǔ)存和回收，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型太陽能干燥裝置在白天、夜間和陰雨天氣的連續(xù)運(yùn)行。本實(shí)用新型太陽能干燥裝置能夠吸收更多太陽能，對(duì)太陽能的利用更充分，提高了干燥效果。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型太陽能干燥裝置的原理示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型太陽能干燥裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型太陽能干燥裝置的太陽能集熱器的示意圖；
[0021 ]圖4為沿圖3A-A方向的剖視圖；
[0022]圖5為圖3的B部分的局部放大不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖介紹本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0024]如圖1-2所示，本實(shí)用新型太陽能干燥裝置包括干燥房20和太陽能集熱器16，該干燥房20的三個(gè)側(cè)壁23、24和25均為玻璃，這樣陽光可以照射進(jìn)干燥房20內(nèi)，以提高干燥房20內(nèi)的溫度，該干燥房20的另一個(gè)側(cè)壁為儲(chǔ)熱墻21，儲(chǔ)熱墻21為中空結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)熱墻21中分布有儲(chǔ)熱材料，儲(chǔ)熱墻21連接有儲(chǔ)熱出口閥門19，其中，干燥房20的三個(gè)側(cè)壁可以為單層玻璃或雙層玻璃，當(dāng)為雙層玻璃時(shí)，保溫效果更好，雙層玻璃之間的距離可以為0.6-1.5cm。儲(chǔ)熱墻21中的儲(chǔ)熱材料可以為鵝卵石、細(xì)沙粒、銅、鐵和/或石蠟等，且不同的儲(chǔ)熱材料在儲(chǔ)熱墻21中間隔分布。使用本實(shí)用新型的太陽能干燥裝置時(shí)，干燥房20的儲(chǔ)熱墻21朝向北，干燥房20的其余三個(gè)側(cè)壁分別朝向東、西和南，以接收更多的太陽能。本實(shí)用新型太陽能干燥裝置內(nèi)放置有晾曬物料架(圖中未示出)，操作工可以將農(nóng)產(chǎn)品或中藥材放置于晾曬物料架上進(jìn)行加熱干燥。干燥房20上還設(shè)有門22，以供操作工出入。本實(shí)用新型太陽能干燥裝置還包括三通閥門18，三通閥門18包括a、b、和c三個(gè)端口，a 口與儲(chǔ)熱墻21連接，c 口與干燥房20的空氣出口連接，b 口與外界環(huán)境連通。
[0025]干燥房20上設(shè)有熱空氣閥門13、夜間閥門15、風(fēng)機(jī)11和空氣凈化器12，熱空氣閥門13、夜間閥門15、風(fēng)機(jī)11和空氣凈化器12可以位于干燥房20的內(nèi)部，也可以位于干燥房20的外部。風(fēng)機(jī)11與空氣凈化器12的入口連接，空氣凈化器12的出口與熱空氣閥門13、太陽能集熱器16和干燥房20的空氣入口依次連接，空氣凈化器12的出口還與夜間閥門15、儲(chǔ)熱墻21和干燥房20的空氣入口依次連接;太陽能集熱器16的出口與儲(chǔ)熱墻21連通，且太陽能集熱器16的出口與儲(chǔ)熱墻21的連接管路上設(shè)有儲(chǔ)熱閥門17。
[0026]下面結(jié)合圖1和圖2介紹本實(shí)用新型太陽能干燥裝置的使用方法，白天晴天時(shí)，關(guān)閉夜間閥門15，打開熱空氣閥門13，三通閥門18的c 口與b 口連通，這樣外界空氣由風(fēng)機(jī)11吸入空氣凈化器12，空氣凈化器12用于過濾外界空氣中的浮沉顆粒，以避免污染晾曬物料，然后外界空氣經(jīng)熱空氣閥門13和太陽能集熱器16流入干燥房20中，其中，外界空氣流經(jīng)太陽能集熱器16時(shí)，太陽能集熱器16吸收的太陽能熱量與外界空氣進(jìn)行熱交換，從而外界空氣溫度升高成為熱空氣，熱空氣流入干燥房20中對(duì)物料進(jìn)行加熱干燥，熱空氣對(duì)物料干燥后成為含濕空氣，含濕空氣從干燥房20的空氣出口并經(jīng)三通閥門18的c 口和b 口排出。當(dāng)白天陽光充足時(shí)，空氣流過太陽能集熱器16后溫度較高，這時(shí)打開儲(chǔ)熱閥門17和儲(chǔ)熱出口閥門19，這樣從太陽能集熱器16流出的熱空氣一部分經(jīng)儲(chǔ)熱閥門17、儲(chǔ)熱墻21和儲(chǔ)熱出口閥門19流到外界，熱空氣流經(jīng)儲(chǔ)熱墻21時(shí)，與儲(chǔ)熱墻21中的儲(chǔ)熱材料進(jìn)行熱交換，儲(chǔ)熱材料溫度升高以儲(chǔ)存熱量。另外如果從干燥房20的空氣出口流出的含濕空氣溫度也較高，可以關(guān)閉三通閥門18的的c 口和b 口，打開c 口與a 口，這樣從干燥房20流出的空氣經(jīng)三通閥門18的c 口與a口、儲(chǔ)熱墻21和儲(chǔ)熱出口閥門19流到室外，而溫度較高的含濕空氣流經(jīng)儲(chǔ)熱墻21時(shí)會(huì)與儲(chǔ)熱材料發(fā)生熱交換，儲(chǔ)熱材料溫度升高，實(shí)現(xiàn)了熱量的回收。
[0027]夜間或陰雨天氣時(shí)，關(guān)閉熱空氣閥門13，打開夜間閥門15和儲(chǔ)熱閥門17，三通閥門18的c 口與b 口連通，外界空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)11、空氣凈化器12、夜間閥門15、儲(chǔ)熱墻21和儲(chǔ)熱閥門17流入干燥房20內(nèi)，其中，外界空氣流經(jīng)儲(chǔ)熱墻21時(shí)，與儲(chǔ)熱材料發(fā)生熱交換，外界空氣溫度升高，溫度較高的空氣流入干燥房20后，一方面可以對(duì)物料進(jìn)行加熱干燥，另一方面能夠防止冷空氣使干燥房20內(nèi)溫度劇烈下降，熱空氣在干燥房20內(nèi)壁冷凝，使物料回潮。通過儲(chǔ)熱墻21對(duì)熱量進(jìn)行儲(chǔ)存和回收，實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型太陽能干燥裝置在白天、夜間或陰雨天氣的連續(xù)運(yùn)行。
[0028]如圖3-4所示，太陽能集熱器16為矩形體的結(jié)構(gòu)，包括頂板163、底板164和集熱板162，太陽能集熱器16的頂板163為玻璃，頂板163可以為單層玻璃或雙層玻璃，優(yōu)選使用雙層玻璃，因?yàn)殡p層玻璃更有利于隔熱和防止灰塵進(jìn)入太陽能集熱器16中，保持太陽能集熱器16內(nèi)部的清潔衛(wèi)生。太陽能集熱器16的頂板163和底板164之間傾斜設(shè)有若干個(gè)集熱板162，集熱板162的表面涂有無光黑漆，無光黑漆為吸熱材料，陽光透過頂板163照射于集熱板162上，集熱板162吸收太陽能的熱量。如圖5所示，集熱板162上設(shè)有若干個(gè)流動(dòng)孔166。外界空氣從太陽能集熱器16的入口 161流入，然后順著流動(dòng)孔166流動(dòng)以穿過集熱板162，再從太陽能集熱器16的出口 165流出，其中集熱板162能夠吸收太陽能熱量，空氣穿過集熱板162時(shí)與集熱板162換熱，從而空氣溫度升高成為熱空氣，一方面，空氣順著流動(dòng)孔166流動(dòng)大大增加了空氣與集熱板162的接觸面積和接觸時(shí)間，從而大大增加了換熱效果，另一方面，空氣氣流通過流動(dòng)孔166流動(dòng)，氣流的擾動(dòng)性增大，換熱效率更高。如圖5所示，優(yōu)選地，對(duì)于一個(gè)V型槽，靠近太陽能集熱器16入口的集熱板162上的流動(dòng)孔166的半徑大于靠近太陽能集熱器16出口的集熱板162上的流動(dòng)孔166的半徑，這樣空氣流經(jīng)一個(gè)V型槽時(shí)，從較大的流動(dòng)孔166流入，從較小的流動(dòng)孔166流出，增加了空氣在集熱板162中的時(shí)間，從而增加了換熱效果。
[0029]如圖3-4所示，相鄰兩個(gè)集熱板162組成V型槽，這樣射入V型槽內(nèi)的太陽直射輻照要經(jīng)多次反射才能離開V型槽，集熱板162對(duì)太陽輻射的吸收大大增加，同時(shí)空氣與集熱板16 2的接觸面積和接觸時(shí)間也大大增加，從而換熱系數(shù)大大增加。優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)集熱板162之間的夾角Θ為90度，這樣換熱效率較高。太陽能集熱器16的底板164和四周的側(cè)板168采用保溫材料，例如聚苯乙烯。
[0030]如圖1-2所示，本實(shí)用新型太陽能干燥裝置還包括太陽能電池板10，太陽能電池板10位于干燥房20的頂部，風(fēng)機(jī)11為直流風(fēng)機(jī)，太陽能電池板10與風(fēng)機(jī)11連接，為風(fēng)機(jī)11工作提供電能，太陽能電池板10還能為干燥房20內(nèi)的照明設(shè)施以及各種控制儀表的運(yùn)行提供電能。太陽能集熱器16位于干燥房20的頂部，且太陽能集熱器16傾斜安裝于干燥房20的頂部，例如太陽能集熱器16與水平面的夾角為41-45度，太陽能集熱器16的頂板163朝向正南方，以最大限度地接收太陽能。優(yōu)選地，儲(chǔ)熱墻21上設(shè)置有爬梯(圖中未示出)，太陽能集熱器16位于靠近儲(chǔ)熱墻21的一側(cè)，這樣操作工能夠沿著爬梯爬到干燥房20的頂部清洗太陽能集熱器16的頂板163;太陽能電池板10位于遠(yuǎn)離儲(chǔ)熱墻21的一側(cè)。因?yàn)闊峥諝廨^輕，含濕空氣較重，所以干燥房20的空氣入口位于干燥房20上部，干燥房20的空氣出口位于干燥房20下部，這樣有利于熱空氣和含濕空氣的流動(dòng)。優(yōu)選地，干燥房20中設(shè)置有空氣分布器(圖中未示出)，從太陽能集熱器16或儲(chǔ)熱墻21流出的熱空氣經(jīng)過空氣分布器流入干燥房20，這樣能夠使熱空氣均勻流動(dòng)到干燥房20內(nèi)。
[0031]優(yōu)選地，如圖1所示，本實(shí)用新型太陽能干燥裝置還包括外界空氣閥門14，外界空氣閥門14的入口與空氣凈化器12的出口連接，外界空氣閥門14的出口與干燥房20的空氣入口連接，這樣當(dāng)要降低干燥房20內(nèi)的溫度時(shí)，將夜間閥門15和熱空氣閥門13關(guān)閉，將外界空氣閥門14打開就可以向干燥房20中直接通入外界空氣。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能干燥裝置，其特征在于，包括干燥房和太陽能集熱器，該干燥房的三個(gè)側(cè)壁均為玻璃，該干燥房的另一個(gè)側(cè)壁為儲(chǔ)熱墻，所述儲(chǔ)熱墻為中空結(jié)構(gòu)，所述儲(chǔ)熱墻中分布有儲(chǔ)熱材料，所述儲(chǔ)熱墻連接有儲(chǔ)熱出口閥門；所述干燥房設(shè)有熱空氣閥門、夜間閥門和風(fēng)機(jī)，所述風(fēng)機(jī)的出口與所述熱空氣閥門、所述太陽能集熱器和所述干燥房的空氣入口依次連接，所述風(fēng)機(jī)的出口還與所述夜間閥門、所述儲(chǔ)熱墻和所述干燥房的空氣入口依次連接，所述太陽能集熱器的出口與所述儲(chǔ)熱墻連通，且所述太陽能集熱器的出口與所述儲(chǔ)熱墻的連接管路上設(shè)有儲(chǔ)熱閥門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，所述太陽能集熱器包括頂板、底板和集熱板，所述頂板為玻璃，所述頂板和底板之間傾斜設(shè)有若干個(gè)集熱板，所述集熱板的表面涂有無光黑漆，所述集熱板上設(shè)有若干個(gè)流動(dòng)孔，外界空氣從所述太陽能集熱器的入口流入，然后順著所述流動(dòng)孔流動(dòng)以穿過所述集熱板，再從所述太陽能集熱器的出口流出。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，相鄰兩個(gè)所述集熱板組成V型槽。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，對(duì)于一個(gè)V型槽，靠近所述太陽能集熱器入口的集熱板上的流動(dòng)孔的半徑大于靠近所述太陽能集熱器出口的集熱板上的流動(dòng)孔的半徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，還包括空氣凈化器，所述空氣凈化器的入口與所述風(fēng)機(jī)的出口連接，所述空氣凈化器的出口分別與所述熱空氣閥門和夜間閥門連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，還包括太陽能電池板，所述風(fēng)機(jī)為直流風(fēng)機(jī)，所述太陽能電池板與所述風(fēng)機(jī)連接，為所述風(fēng)機(jī)工作提供電能。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，還包括外界空氣閥門，所述外界空氣閥門的入口與所述風(fēng)機(jī)的出口連接，所述外界空氣閥門的出口與所述干燥房的空氣入口連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，還包括三通閥門，所述三通閥門的三個(gè)端口分別與所述干燥房的空氣出口、所述儲(chǔ)熱墻和外界環(huán)境連通。9.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)熱材料為鵝卵石、細(xì)沙粒、銅、鐵和/或石蠟，且不同所述儲(chǔ)熱材料間隔分布。10.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的太陽能干燥裝置，其特征在于，所述太陽能集熱器位于所述干燥房的頂部靠近所述儲(chǔ)熱墻的一側(cè)，所述太陽能電池板位于所述干燥房的頂部遠(yuǎn)離所述儲(chǔ)熱墻的一側(cè)。
【文檔編號(hào)】F26B9/02GK205619583SQ201620434017
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】任海偉, 許哲, 李金平, 王宇杰, 李志忠, 張丙云, 王聰
【申請(qǐng)人】蘭州理工大學(xué)