一种太阳能干燥装置的制造方法

一种太阳能干燥装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于干燥工艺的技术领域。为了解决目前用于干燥农产品或中药材的太阳能干燥装置对太阳能的利用不够充分，干燥效果不佳的问题，本实用新型提出一种太阳能干燥装置，包括干燥房和太阳能集热器，该干燥房的三个侧壁均为玻璃，该干燥房的另一个侧壁为储热墙，所述储热墙为中空结构，所述储热墙中分布有储热材料，所述储热墙连接有储热出口阀门；空气净化器的出口与热空气阀门、太阳能集热器和干燥房的空气入口依次连接，空气净化器的出口还与夜间阀门、所述储热墙和所述干燥房的空气入口依次连接。本实用新型太阳能干燥装置的换热效率高，换热效果好，提高了干燥效果，能够在白天、夜间和阴雨天气连续运行，对太阳能的利用更充分。
【专利说明】
一种太阳能干燥装置
技术领域
[0001]本实用新型属于干燥工艺的技术领域，具体涉及一种太阳能干燥装置。
【背景技术】
[0002]干燥是一种高能耗的操作，据资料统计，在法国、美国和瑞典等发达国家，有高达12%的工业能耗用于干燥工艺，在我国干燥操作的能耗约占总能耗的10%。在各种工业干燥能耗中，农产品干燥能耗仅次于造纸行业，位居第二位，因此，如何以低能耗和低成本去获得优质的干燥产品，成为当前农产品及中药材等干燥产业急需解决的问题，也是干燥技术研究和发展中的重要挑战，同时还是建立资源节约型社会的必然要求。
[0003]以鲜百合为例，目前鲜百合干燥通常采用两种方法，一种是自然干燥方法，该方法多选择晴天，将鲜百合置于阳光下摊晒，但如果收获后一直阴雨连绵，则只能采用其它干燥方法。另一种是在烘干房内干燥的方法，热空气由燃煤热风炉提供，用鼓风机将热空气送入烘干房。上述两种方法存在诸多问题，例如自然干燥方法操作周期长，而且易受阴雨天气影响，鲜百合很容易发生腐烂和褐变，影响干百合的质量和品级;烘干房内干燥的方法存在着能耗大，干燥温度波动大，干百合色泽不理想及煤烟污染大气等缺点。
[0004]我国西北地区太阳能资源丰富，例如兰州，兰州处在东经102° 30〃_104° 30"、北玮35°5〃-38°之间，属太阳能资源分布的较丰富带(11区)，年太阳能总辐射量4200-540010/m2，全年日照时数平均2446h，太阳能资源丰富，非常适合应用太阳能进行农产品或中药材等制干加工。
[0005]太阳能干燥是一种节能、清洁的干燥技术，通过直接利用太阳能集热器来加热空气，使空气的温度和湿度达到一定状态值，然后在风机的作用下产生热空气对流来干燥物料(农产品或中药材)。但目前的太阳能干燥装置对太阳能的利用不够充分，干燥效果不佳且不能连续干燥。
【实用新型内容】
[0006]为了解决目前的太阳能干燥装置对太阳能的利用不够充分，干燥效果不佳且不能连续干燥的问题，本实用新型提出一种太阳能干燥装置，包括干燥房和太阳能集热器，该干燥房的三个侧壁均为玻璃，该干燥房的另一个侧壁为储热墙，所述储热墙为中空结构，所述储热墙中分布有储热材料，所述储热墙连接有储热出口阀门；所述干燥房设有热空气阀门、夜间阀门和风机，所述风机的出口与所述热空气阀门、所述太阳能集热器和所述干燥房的空气入口依次连接，所述风机的出口还与所述夜间阀门、所述储热墙和所述干燥房的空气入口依次连接，所述太阳能集热器的出口与所述储热墙连通，且所述太阳能集热器的出口与所述储热墙的连接管路上设有储热阀门。
[0007]其中，所述太阳能集热器包括顶板、底板和集热板，所述顶板为玻璃，所述顶板和底板之间倾斜设有若干个集热板，所述集热板的表面涂有无光黑漆，所述集热板上设有若干个流动孔，外界空气从所述太阳能集热器的入口流入，然后顺着所述流动孔流动以穿过所述集热板，再从所述太阳能集热器的出口流出。
[0008]其中，相邻两个所述集热板组成V型槽。
[0009]其中，对于一个V型槽，靠近所述太阳能集热器入口的集热板上的流动孔的半径大于靠近所述太阳能集热器出口的集热板上的流动孔的半径。
[0010]其中，还包括空气净化器，所述空气净化器的入口与所述风机的出口连接，所述空气净化器的出口分别与所述热空气阀门和夜间阀门连接。
[0011]其中，还包括太阳能电池板，所述风机为直流风机，所述太阳能电池板与所述风机连接，为所述风机工作提供电能。
[0012]其中，还包括外界空气阀门，所述外界空气阀门的入口与所述风机的出口连接，所述外界空气阀门的出口与所述干燥房的空气入口连接。
[0013]其中，还包括三通阀门，所述三通阀门的三个端口分别与所述干燥房的空气出口、所述储热墙和外界环境连通。
[0014]其中，所述储热材料为鹅卵石、细沙粒、铜、铁和/或石蜡，且不同所述储热材料间隔分布。
[0015]其中，所述太阳能集热器位于所述干燥房的顶部靠近所述储热墙的一侧，所述太阳能电池板位于所述干燥房的顶部远离所述储热墙的一侧。
[0016]本实用新型太阳能干燥装置具有如下的有益效果:
[0017]本实用新型太阳能干燥装置包括太阳能集热器，空气顺着流动孔流动以穿过集热板，空气与集热板发生热交换，集热板上的流动孔大大增加了空气与集热板的接触面积和接触时间，从而大大增加了换热效果，而且空气气流通过流动孔流动，气流的扰动性增大，换热效率更高。太阳能集热器的相邻两个集热板组成V型槽，这样射入V型槽内的太阳直射辐照要经多次反射才能离开V型槽，集热板对太阳辐射的吸收大大增加，同时由于集热板是倾斜的，大大增加了空气与集热板的接触面积和接触时间，从而大大增加了换热系数，外界空气经过太阳能集热器后温度更高。本实用新型的储热墙能够对太阳能热量进行储存和回收，实现了本实用新型太阳能干燥装置在白天、夜间和阴雨天气的连续运行。本实用新型太阳能干燥装置能够吸收更多太阳能，对太阳能的利用更充分，提高了干燥效果。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型太阳能干燥装置的原理示意图；
[0019]图2为本实用新型太阳能干燥装置的结构示意图；
[0020]图3为本实用新型太阳能干燥装置的太阳能集热器的示意图；
[0021 ]图4为沿图3A-A方向的剖视图；
[0022]图5为图3的B部分的局部放大不意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图介绍本实用新型的技术方案。
[0024]如图1-2所示，本实用新型太阳能干燥装置包括干燥房20和太阳能集热器16，该干燥房20的三个侧壁23、24和25均为玻璃，这样阳光可以照射进干燥房20内，以提高干燥房20内的温度，该干燥房20的另一个侧壁为储热墙21，储热墙21为中空结构，储热墙21中分布有储热材料，储热墙21连接有储热出口阀门19，其中，干燥房20的三个侧壁可以为单层玻璃或双层玻璃，当为双层玻璃时，保温效果更好，双层玻璃之间的距离可以为0.6-1.5cm。储热墙21中的储热材料可以为鹅卵石、细沙粒、铜、铁和/或石蜡等，且不同的储热材料在储热墙21中间隔分布。使用本实用新型的太阳能干燥装置时，干燥房20的储热墙21朝向北，干燥房20的其余三个侧壁分别朝向东、西和南，以接收更多的太阳能。本实用新型太阳能干燥装置内放置有晾晒物料架(图中未示出)，操作工可以将农产品或中药材放置于晾晒物料架上进行加热干燥。干燥房20上还设有门22，以供操作工出入。本实用新型太阳能干燥装置还包括三通阀门18，三通阀门18包括a、b、和c三个端口，a 口与储热墙21连接，c 口与干燥房20的空气出口连接，b 口与外界环境连通。
[0025]干燥房20上设有热空气阀门13、夜间阀门15、风机11和空气净化器12，热空气阀门13、夜间阀门15、风机11和空气净化器12可以位于干燥房20的内部，也可以位于干燥房20的外部。风机11与空气净化器12的入口连接，空气净化器12的出口与热空气阀门13、太阳能集热器16和干燥房20的空气入口依次连接，空气净化器12的出口还与夜间阀门15、储热墙21和干燥房20的空气入口依次连接;太阳能集热器16的出口与储热墙21连通，且太阳能集热器16的出口与储热墙21的连接管路上设有储热阀门17。
[0026]下面结合图1和图2介绍本实用新型太阳能干燥装置的使用方法，白天晴天时，关闭夜间阀门15，打开热空气阀门13，三通阀门18的c 口与b 口连通，这样外界空气由风机11吸入空气净化器12，空气净化器12用于过滤外界空气中的浮沉颗粒，以避免污染晾晒物料，然后外界空气经热空气阀门13和太阳能集热器16流入干燥房20中，其中，外界空气流经太阳能集热器16时，太阳能集热器16吸收的太阳能热量与外界空气进行热交换，从而外界空气温度升高成为热空气，热空气流入干燥房20中对物料进行加热干燥，热空气对物料干燥后成为含湿空气，含湿空气从干燥房20的空气出口并经三通阀门18的c 口和b 口排出。当白天阳光充足时，空气流过太阳能集热器16后温度较高，这时打开储热阀门17和储热出口阀门19，这样从太阳能集热器16流出的热空气一部分经储热阀门17、储热墙21和储热出口阀门19流到外界，热空气流经储热墙21时，与储热墙21中的储热材料进行热交换，储热材料温度升高以储存热量。另外如果从干燥房20的空气出口流出的含湿空气温度也较高，可以关闭三通阀门18的的c 口和b 口，打开c 口与a 口，这样从干燥房20流出的空气经三通阀门18的c 口与a口、储热墙21和储热出口阀门19流到室外，而温度较高的含湿空气流经储热墙21时会与储热材料发生热交换，储热材料温度升高，实现了热量的回收。
[0027]夜间或阴雨天气时，关闭热空气阀门13，打开夜间阀门15和储热阀门17，三通阀门18的c 口与b 口连通，外界空气经风机11、空气净化器12、夜间阀门15、储热墙21和储热阀门17流入干燥房20内，其中，外界空气流经储热墙21时，与储热材料发生热交换，外界空气温度升高，温度较高的空气流入干燥房20后，一方面可以对物料进行加热干燥，另一方面能够防止冷空气使干燥房20内温度剧烈下降，热空气在干燥房20内壁冷凝，使物料回潮。通过储热墙21对热量进行储存和回收，实现了本实用新型太阳能干燥装置在白天、夜间或阴雨天气的连续运行。
[0028]如图3-4所示，太阳能集热器16为矩形体的结构，包括顶板163、底板164和集热板162，太阳能集热器16的顶板163为玻璃，顶板163可以为单层玻璃或双层玻璃，优选使用双层玻璃，因为双层玻璃更有利于隔热和防止灰尘进入太阳能集热器16中，保持太阳能集热器16内部的清洁卫生。太阳能集热器16的顶板163和底板164之间倾斜设有若干个集热板162，集热板162的表面涂有无光黑漆，无光黑漆为吸热材料，阳光透过顶板163照射于集热板162上，集热板162吸收太阳能的热量。如图5所示，集热板162上设有若干个流动孔166。外界空气从太阳能集热器16的入口 161流入，然后顺着流动孔166流动以穿过集热板162，再从太阳能集热器16的出口 165流出，其中集热板162能够吸收太阳能热量，空气穿过集热板162时与集热板162换热，从而空气温度升高成为热空气，一方面，空气顺着流动孔166流动大大增加了空气与集热板162的接触面积和接触时间，从而大大增加了换热效果，另一方面，空气气流通过流动孔166流动，气流的扰动性增大，换热效率更高。如图5所示，优选地，对于一个V型槽，靠近太阳能集热器16入口的集热板162上的流动孔166的半径大于靠近太阳能集热器16出口的集热板162上的流动孔166的半径，这样空气流经一个V型槽时，从较大的流动孔166流入，从较小的流动孔166流出，增加了空气在集热板162中的时间，从而增加了换热效果。
[0029]如图3-4所示，相邻两个集热板162组成V型槽，这样射入V型槽内的太阳直射辐照要经多次反射才能离开V型槽，集热板162对太阳辐射的吸收大大增加，同时空气与集热板16 2的接触面积和接触时间也大大增加，从而换热系数大大增加。优选地，相邻两个集热板162之间的夹角Θ为90度，这样换热效率较高。太阳能集热器16的底板164和四周的侧板168采用保温材料，例如聚苯乙烯。
[0030]如图1-2所示，本实用新型太阳能干燥装置还包括太阳能电池板10，太阳能电池板10位于干燥房20的顶部，风机11为直流风机，太阳能电池板10与风机11连接，为风机11工作提供电能，太阳能电池板10还能为干燥房20内的照明设施以及各种控制仪表的运行提供电能。太阳能集热器16位于干燥房20的顶部，且太阳能集热器16倾斜安装于干燥房20的顶部，例如太阳能集热器16与水平面的夹角为41-45度，太阳能集热器16的顶板163朝向正南方，以最大限度地接收太阳能。优选地，储热墙21上设置有爬梯(图中未示出)，太阳能集热器16位于靠近储热墙21的一侧，这样操作工能够沿着爬梯爬到干燥房20的顶部清洗太阳能集热器16的顶板163;太阳能电池板10位于远离储热墙21的一侧。因为热空气较轻，含湿空气较重，所以干燥房20的空气入口位于干燥房20上部，干燥房20的空气出口位于干燥房20下部，这样有利于热空气和含湿空气的流动。优选地，干燥房20中设置有空气分布器(图中未示出)，从太阳能集热器16或储热墙21流出的热空气经过空气分布器流入干燥房20，这样能够使热空气均匀流动到干燥房20内。
[0031]优选地，如图1所示，本实用新型太阳能干燥装置还包括外界空气阀门14，外界空气阀门14的入口与空气净化器12的出口连接，外界空气阀门14的出口与干燥房20的空气入口连接，这样当要降低干燥房20内的温度时，将夜间阀门15和热空气阀门13关闭，将外界空气阀门14打开就可以向干燥房20中直接通入外界空气。
【主权项】
1.一种太阳能干燥装置，其特征在于，包括干燥房和太阳能集热器，该干燥房的三个侧壁均为玻璃，该干燥房的另一个侧壁为储热墙，所述储热墙为中空结构，所述储热墙中分布有储热材料，所述储热墙连接有储热出口阀门；所述干燥房设有热空气阀门、夜间阀门和风机，所述风机的出口与所述热空气阀门、所述太阳能集热器和所述干燥房的空气入口依次连接，所述风机的出口还与所述夜间阀门、所述储热墙和所述干燥房的空气入口依次连接，所述太阳能集热器的出口与所述储热墙连通，且所述太阳能集热器的出口与所述储热墙的连接管路上设有储热阀门。2.根据权利要求1所述的太阳能干燥装置，其特征在于，所述太阳能集热器包括顶板、底板和集热板，所述顶板为玻璃，所述顶板和底板之间倾斜设有若干个集热板，所述集热板的表面涂有无光黑漆，所述集热板上设有若干个流动孔，外界空气从所述太阳能集热器的入口流入，然后顺着所述流动孔流动以穿过所述集热板，再从所述太阳能集热器的出口流出。3.根据权利要求2所述的太阳能干燥装置，其特征在于，相邻两个所述集热板组成V型槽。4.根据权利要求3所述的太阳能干燥装置，其特征在于，对于一个V型槽，靠近所述太阳能集热器入口的集热板上的流动孔的半径大于靠近所述太阳能集热器出口的集热板上的流动孔的半径。5.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，还包括空气净化器，所述空气净化器的入口与所述风机的出口连接，所述空气净化器的出口分别与所述热空气阀门和夜间阀门连接。6.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，还包括太阳能电池板，所述风机为直流风机，所述太阳能电池板与所述风机连接，为所述风机工作提供电能。7.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，还包括外界空气阀门，所述外界空气阀门的入口与所述风机的出口连接，所述外界空气阀门的出口与所述干燥房的空气入口连接。8.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，还包括三通阀门，所述三通阀门的三个端口分别与所述干燥房的空气出口、所述储热墙和外界环境连通。9.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，所述储热材料为鹅卵石、细沙粒、铜、铁和/或石蜡，且不同所述储热材料间隔分布。10.根据权利要求1-4中任一项所述的太阳能干燥装置，其特征在于，所述太阳能集热器位于所述干燥房的顶部靠近所述储热墙的一侧，所述太阳能电池板位于所述干燥房的顶部远离所述储热墙的一侧。
【文档编号】F26B9/02GK205619583SQ201620434017
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】任海伟, 许哲, 李金平, 王宇杰, 李志忠, 张丙云, 王聪
【申请人】兰州理工大学