一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统

本发明涉及新能源技术领域，更具体的说是涉及一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统。

背景技术：

随着社会科技与经济的高速发展，能源危机和环境污染问题越来越严重，目前世界各国为寻求能源安全和人类社会可持续发展，正在积极研究开发可再生能源，太阳能作为一种取之不尽，用之不竭且没有公害的可再生能源之一，正在被各个行业重视及利用。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用太阳能非常适合，大有可为。目前，我国的太阳能热利用技术正飞速发展，在某些区域广泛使用新能源技术对我国的能源结构调整具有重大的意义。

传统干燥通常采用露天自然干燥方法，其存在着诸多弊端：效率低、占地面积大、耗时耗力、易受阵雨和梅雨等气候条件的影响，也易受风沙、灰尘、虫蚁等的污染，难以保证干燥食品或农副产品的质量。人工干燥行业是能耗较大的产业，在发达国家，大约20％的化石燃料应用于干燥。依靠化石燃料提供的热量，一方面对环境污染严重，另一方面难以保证被干燥食品或农副产品的质量，易造成二次污染。

目前，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。太阳能干燥装置符合低碳经济的发展，是可持续的、节能减排产品，是太阳能行业发展的机遇。太阳能产业规模巨大，市场发展具有极大的潜力。企业将会更加注重对产品品质的提升，无论从节能还是从环保角度，积极开发新能源，提高热能利用率，是绿色干燥行业发展的必然趋势。然而因为太阳能具有间歇性和不稳定性，会导致不能及时为系统提供能量而使其无法正常工作。因此，将太阳能热利用技术与储能技术结合起来，优势互补实现昼夜连续工作已然是迫在眉睫之势。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统，将太阳能和相变储能结合一起提供能源，能够有效的提高太阳能的综合利用率，节省资源且保持能源供应稳定，降低环境污染，同时避免了由于人工晾晒造成农产品质量降低等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统，包括干燥箱、相变储能模块、太阳能集热模块和热交换器；

所述干燥箱顶端具有通风口一，底端具有通风口二，侧壁底端具有通风口三，所述通风口一连接有通风管，所述通风口三连接有集热器通风管；

所述相变储能模块安装于所述干燥箱侧壁，包括由外致内依次设置的透明盖板、相变储能盒、保温层，所述相变储能盒中心处由上至下贯穿有导热铜管，所述导热铜管顶端与所述通风管连通，底端具有进风挡板，且所述通风管与所述导热铜管连接处具有出风口一和双制挡板一；

所述太阳能集热模块包括集热器，所述集热器内贯穿有集热风管，所述集热风管端部连接所述集热器通风管；

所述集热器通风管底端设置有进风口；

所述热交换器设置有风口一、风口二、风口三和风口四，所述风口一连接所述通风口二，所述风口二连通所述进风口；

所述通风口三与所述风口一之间设置有双制挡板二。

进一步的，还包括余热回收模块，所述余热回收模块为包覆在所述通风管外壁的相变储能装置，其内部为相变温度为50℃发生相变的相变材料。

进一步的，所述通风口一处安装有变频风机，所述干燥箱上安装有调频开关，所述变频风机与所述调频开关电连接。

进一步的，所述干燥箱内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述调频开关电连接。

进一步的，所述通风口三处设置有循环风机。

进一步的，所述透明盖板为玻璃盖板。

进一步的，所述相变储能盒为闷晒型储能集热器，顶端和底端均设置有保温层，其中填充的相变材料为130℃发生相变的相变材料，所述导热铜管为内翅片导热铜管。

进一步的，所述干燥箱底部安装有支架，所述支架位于所述干燥箱门的一侧设置有阶梯。

进一步的，所述太阳能集热模块置于三脚架上。

进一步的，所述干燥箱内设置有若干平行的置物板。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统，具有如下有益效果：

相变储能利用太阳能达到干燥系统连续运行，采用两种相反的热风循环方向达到均匀干燥的目的，储能墙与干燥箱一体化设计节约空间，利用相变储能装置和热交换器对干燥箱排出的湿空气能量进行梯级回收利用，白天干燥与夜间干燥交替进行实现对物料的持续干燥减小干燥周期，通过采用闷晒型储能集热器作为储能墙使其内部温度很高，采用的相变材料有更大的储热量满足夜间干燥的需求，通过自动感应干燥箱内温度变化进而改变变频风机转速达到理想干燥温度的效果，使用内翅片导热铜管增大储能材料与热风的换热效率，使用太阳能集热器加热空气节约资源，是一种理想的干燥系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统的整体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如附图1所述，一种基于相变储能及余热回收的太阳能干燥系统，包括干燥箱1、相变储能模块、太阳能集热模块和热交换器4；

所述干燥箱1顶端具有通风口一11，底端具有通风口二12，侧壁底端具有通风口三13，所述通风口一11连接有通风管5，所述通风口一11处安装有变频风机7，所述通风口三13连接有集热器通风管6，所述通风口三13处设置有循环风机8；

所述相变储能模块安装于所述干燥箱1侧壁，包括由外致内依次设置的透明盖板21、相变储能盒22、保温层23，所述相变储能盒22中心处由上至下贯穿有导热铜管24，所述导热铜管24顶端与所述通风管5连通，底端具有进风挡板241，且所述通风管5与所述导热铜管24连接处具有出风口一25和双制挡板一26；

所述太阳能集热模块包括集热器3，所述集热器3内贯穿有集热风管31，所述集热风管31端部连接所述集热器通风管6；

所述集热器通风管6底端设置有进风口61；

所述热交换器4设置有风口一41、风口二42、风口三43和风口四44，所述风口一41连接所述通风口二12，所述风口二42连通所述进风口61；

所述通风口三13与所述风口一41之间设置有双制挡板二45。

还包括余热回收模块，所述余热回收模块为包覆在所述通风管5外壁的相变储能装置51，其内部为相变温度为50℃发生相变的相变材料。

上述技术方案的作用原理是：

白天运行时：双置挡板一26拨到导热铜管24上，双置挡板二45拨到通风口二12上；循环风机8开启，变频风机7开启并正转；集热器3吸收太阳能量加热空气，带吸收涂层的相变储能盒22吸收太阳能量进行储能；室外空气通过集热风管31进风口进入集热器3进行加热，被加热的空气在循环风机8的作用下流过集热器通风管6进入干燥箱1对物料进行干燥，干燥后的湿空气在变频风机7的作用下通过通风管5流经相变储能装置51，相变储能装置51吸收余热进行储能，被热回收后的湿空气通过出风口一25流出本系统。

夜间运行时候：双置挡板一26拨到出风口一25上，双置挡板二45拨到相变储能模块上，导热铜管24进风口挡板241打开；循环风机8开启，变频风机7开启并反转；带吸收涂层的相变储能盒22放出能量传递到导热铜管24进行空气加热；室外空气通过风口二42和集热风管31进风口进入集热器通风管6，在循环风机8的作用下进入导热铜管24，带吸收涂层的相变储能盒22放出的能量加热空气，热空气通过通风管5进入相变储能装置51，相变储能装置51对热空气进行补能，经补能后的热空气在变频风机7反吹下进入干燥箱1对物料进行干燥，干燥后的湿空气通过通风口二12进入热交换器4，并与通过热交换器4的风口三43进入热交换器4的新空气进行交叉换热，被换热后的湿空气经过热交换器4的风口四44流出本系统。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述干燥箱1上安装有调频开关14，所述变频风机7与所述调频开关14电连接。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述干燥箱1内设置有温度传感器15，所述温度传感器15与所述调频开关14电连接。

在干燥过程中温度传感器15与调频开关14联通，通过感应干燥箱1内的温度变化调节变频风机7的转速改变热风流量进而改变干燥箱1内的温度。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述透明盖板21为玻璃盖板，不影响光能的吸收利用且具有较低的成本。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述相变储能盒22为闷晒型储能集热器，顶端和底端均设置有保温层，其中填充的相变材料为130℃发生相变的相变材料，所述导热铜管24为内翅片导热铜管，翅片增加了接触传导面积，有利于热量的传递。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述干燥箱1底部安装有支架16，所述支架16位于所述干燥箱1门的一侧设置有阶梯17。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述太阳能集热模块置于三脚架9上，利用三脚架将其支撑使其正对光源照射，达到最大的太阳能利用率。

如附图1所示，在一些改进的具体技术方案中，所述干燥箱1内设置有若干平行的置物板18。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。