专利名称：一种太阳能物料干燥装置的制作方法
技术领域：
本发明属于物料干燥技术领域，涉及一种物料干燥装置，特别是一种太阳能物料
干燥装直O
背景技术：
物料，是我国生产领域中的一个专业术语。生产企业习惯将最终产品之外的、在生产领域流转的一切材料(不论其来自生产资料还是生活资料)、燃料、零部件、半成品、外协件以及生产过程中必然产生的边角余料、废料以及各种废物统称为“物料”。其中一些物料，特别是一些产品、燃料、零部件、半成品等物料需要进行烘干，去除内部的水分然后再进行储存或转入下一道工序。目前的物料烘干系统主要有热风烘干、自然晒干、烤箱烘干等多种方式。烤箱烘干主要是采用煤和炭火加热，使周围的空气温度升高，从而使烤箱内的物料脱水干燥。自然晒干主要采用太阳光照射使物料升温脱水。热风烘干主要电能加热来实现一定区域内的空气温度升高，空气温度升高后在风机的作用下实现空气的流动，热空气流经物料时使物料升温脱水。电能加热的优点在于只要有电就能够使该装置工作，不受天气等外部的因素的影响，但缺点在于电能加热烘干能耗比较大，消耗电能多，电费比较高，导致生产成本上升。如专利(CN201561621U)所公开的一种太阳能热泵脉动流化烘干机，包括流化物料仓，流化物料仓顶部设置有物料进口和备用排湿口，其底部安装有旋转轴，旋转轴上设有支撑网板和气体分配器，支撑网板设于气体分配器上，旋转轴顶端安装有放料棒，下端设有物料出口，有一电机和旋转轴连接，流化物料仓一侧壁安装有太阳能吸热板，在流化物料仓另一侧设有出气口和进气口，出气口外安装有高温热泵蒸发器和高温热泵冷凝器，两者连接有保温风道，保温风道和流化物料仓的进气口连接，保温风道上设有高温高压风机。该装置虽能利用太阳能实现烘干，但结构比较复杂，且能源的利用比较单一，一旦太阳能不足， 比如下雨和阴天的时候，该装置就无法启动。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种太阳能物料干燥装置，该装置能够实现利用太阳能和电能混合来干燥物料，能耗比较小，环境污染小。本发明的目的可通过下列技术方案来实现一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，包括依次采用通风管路相连接的太阳能集热器、风机、辅助电能加热单元和物料烘干罐，所述的风机能使空气在通风管内的流动，本装置还包括一个温度传感器一和控制单元， 所述的温度传感器一设置在风机和辅助电能加热单元之间的通风管路上，所述的控制单元和辅助电能加热单元、温度传感器一相连接，所述的温度传感器一能将检测到的温度信号传递给控制单元，所述的控制单元能够根据接收到的温度信号来控制辅助电能加热单元的工作状态。
太阳能集热器吸收太阳光，加热集热器内部的空气的温度，风机工作后能使通风管路内的空气流动起来，普通的气流流经集热器后变成了热空气流，热空气流流经辅助电能加热单元后再流到物料烘干罐内，对物料进行干燥。当热空气流流动到辅助电能加热单元前端的通风管路中时，温度传感器一对该处通风管路中的热空气流进行检测，并将检测到的温度信号传递给控制单元，控制单元对温度信息进行判断，当所检测到的温度大于设定温度时，控制单元不启动辅助电能加热单元，当所检测到的温度小于设定温度时，控制单元启动辅助电能加热单元开始进行二次加热，使到达物料烘干罐处的热空气流的温度达到预设温度区域内。本装置能够实现利用太阳能和电能混合来干燥物料，将太阳能转化为热量，可以节约常规能源的消耗，从而降低生产成本、提高经济效益；同时当天气不好时，又可以启动电能加热，使得本装置可以不受天气的影响，提高适应性。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的太阳能集热器和风机之间的通风管路上连接有蓄热器。为了充分利用太阳能收集的热量，有必要设置一个能量缓冲装置，用于储蓄太阳辐照处出峰值时的过剩能量。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的蓄热器包括一个内腔和与该内腔相连通的进气口和出气口，所述的内腔内装设有鹅卵石，所述的鹅卵石和内腔的壁体之间设有隔热层。鹅卵石经济实惠，又具有蓄热的效果。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的隔热层采用玻璃棉或岩棉制成，所述的隔热层的厚度为50mm至150mm。玻璃棉比岩棉容重低、渣球含量少、导热系数低、使用年限长、纤维韧性大，但是岩棉的最高使用温度高最高为600摄氏度左右，玻璃棉只有260 摄氏度左右；玻璃棉一般用于低于200摄氏度的保温部位，多用于一般建筑物或低温管道的保温，岩棉一般用于温度在500摄氏度的保温部位，多用于高温热力管道或电力设备的保温。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，作为优选方案，所述的隔热层的厚度为 IOOmm0在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的蓄热器的内腔的容积为3m3至8m3。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，作为优选方案，所述的蓄热器的内腔的容积为&ii3。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的蓄热器的进气口和出气口分别连有一个蓄热进气支路和蓄热出气支路，所述的蓄热进气支路和蓄热出气支路分别和太阳能集热器与风机相连接，所述的蓄热进气支路和蓄热出气支路上分别设有二通阀一和二通阀二，所述的蓄热进气支路上还设有风速仪。这样可以通过二通阀一和二通阀二来开启或关闭蓄热进气支路和蓄热出气支路，设置风速仪后能够测试该处通风管路内的热空气流的流动速度。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的风机的抽气口的前端设有一个三通阀，所述的三通阀的两通分别串联在通风管路上，所述的三通阀的第三通和外界相连通，且当该三通阀处于第三通的阀位时能使外界和该处的通风管路相连通。当天气不好的时候， 太阳能集热器所吸收的太阳光不足，纯粹依靠辅助电能加热单元来加热空气，为了减少风机的功率，将三通阀的阀位转动至第三通位置，使风机的前端的通风管路和外界相连通，减少风机抽风的通风管路的长度。
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在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的太阳能集热器包括若干组并联连接在通风管路上的集热单元，所述的集热单元包括若干根平行排列的真空管。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的集热单元内的相邻真空管之间的间距为80至120mm。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，作为优选方案，所述的集热单元内的相邻真空管之间的间距为90mm。为了充分利用太阳能辐照能量，避免集热管之间的相互遮挡，对全玻璃真空管的间距依据当地太阳能光入射角度特点进行了针对性的设计。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的太阳能集热器的集热总面积为150 至 200m2。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，作为优选方案，所述的太阳能集热器的集热总面积为183m2，该太阳能集热器包括三组集热单元。当其中一组集热单元损坏或使用时间过长需要维修的时候，可以将该组的集热单元更换，还剩下两组集热单元来吸收太阳能。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的每个集热单元均包括进气支管和出气支管，所述的出气支管上均设有调节阀和温度传感器二，所述的调节阀和温度传感器均和控制单元相连接，所述的控制单元能够根据温度传感器二所传递的温度信号来控制调节阀的流量。通过温度传感器的检测，使控制单元来控制调节阀调节集热单元的出气支管的流量，从而达到使各个集热单元输出的热空气流温度一致。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的通风管路的截面形状为矩形。矩形的通风管路强度比较高，空气流通量比较大。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的控制单元为PLC，所述的PLC连接有一个液晶触摸显示屏。通过液晶触摸显示屏来观看本装置中的各个数据，同时可以输入一些指令。在上述的一种太阳能物料干燥装置中，所述的辅助电能加热单元包括一个电加热锅炉，电加热锅炉的两端连接有通风管路。与现有技术相比，本装置能够实现利用太阳能和电能混合来干燥物料，将太阳能转化为热量，可以节约常规能源的消耗，从而降低生产成本、提高经济效益；同时当天气不好时，又可以启动电能加热，使得本装置可以不受天气的影响，提高适应性。设置一个能量缓冲装置后，能够充分利用太阳能收集的热量，用于储蓄太阳辐照处出峰值时的过剩能量。
图1是本太阳能物料干燥装置的结构示意图。图2是本太阳能集热器中集热单元的结构示意图。图中，1、太阳能集热器；2、风机；3、辅助电能加热单元；4、物料烘干罐；5、通风管路；6、温度传感器一 ；7、蓄热器；8、蓄热进气支路；9、蓄热出气支路；10、二通阀一 ；11、二通阀二 ；12、风速仪；13、三通阀；14、集热单元；15、进气支管；16、出气支管；17、调节阀； 18、温度传感器二。
具体实施例方式以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。如图1和图2所示，本太阳能物料干燥装置包括依次采用通风管路5相连接的太阳能集热器1、风机2、辅助电能加热单元3和物料烘干罐4，通风管路5的截面形状为矩形。 矩形的通风管路5强度比较高，空气流通量比较大。风机2能使空气在通风管内的流动。辅助电能加热单元3包括一个电加热锅炉，电加热锅炉的两端连接有通风管路5。本装置还包括一个温度传感器一 6和控制单元，控制单元为PLC，PLC连接有一个液晶触摸显示屏。通过液晶触摸显示屏来观看本装置中的各个数据，同时可以输入一些指令。温度传感器一 6设置在风机2和辅助电能加热单元3之间的通风管路5上，控制单元和辅助电能加热单元3、温度传感器一 6相连接，温度传感器一 6能将检测到的温度信号传递给控制单元，控制单元能够根据接收到的温度信号来控制辅助电能加热单元3的工作状态。太阳能集热器1和风机2之间的通风管路5上连接有蓄热器7。为了充分利用太阳能收集的热量，有必要设置一个能量缓冲装置，用于储蓄太阳辐照处出峰值时的过剩能量。蓄热器7包括一个内腔和与该内腔相连通的进气口和出气口，内腔内装设有鹅卵石，鹅卵石和内腔的壁体之间设有隔热层。鹅卵石经济实惠，又具有蓄热的效果。隔热层采用玻璃棉或岩棉制成，隔热层的厚度为50mm至150mm。玻璃棉比岩棉容重低、渣球含量少、导热系数低、使用年限长、纤维韧性大，但是岩棉的最高使用温度高最高为600摄氏度左右，玻璃棉只有260摄氏度左右；玻璃棉一般用于低于200摄氏度的保温部位，多用于一般建筑物或低温管道的保温，岩棉一般用于温度在500摄氏度的保温部位，多用于高温热力管道或电力设备的保温。作为优选方案，隔热层的厚度为100mm。蓄热器7的内腔的容积为3m3至 8m3。作为优选方案，蓄热器7的内腔的容积为m3。蓄热器7的进气口和出气口分别连有一个蓄热进气支路8和蓄热出气支路9，蓄热进气支路8和蓄热出气支路9分别和太阳能集热器1与风机2相连接，蓄热进气支路8和蓄热出气支路9上分别设有二通阀一 10和二通阀二 11，蓄热进气支路8上还设有风速仪12。这样可以通过二通阀一 10和二通阀二 11来开启或关闭蓄热进气支路8和蓄热出气支路9，设置风速仪12后能够测试该处通风管路5内的热空气流的流动速度。风机2的抽气口的前端设有一个三通阀13，三通阀13的两通分别串联在通风管路 5上，三通阀13的第三通和外界相连通，且当该三通阀13处于第三通的阀位时能使外界和该处的通风管路5相连通。当天气不好的时候，太阳能集热器1所吸收的太阳光不足，纯粹依靠辅助电能加热单元3来加热空气，为了减少风机2的功率，将三通阀13的阀位转动至第三通位置，使风机2的前端的通风管路5和外界相连通，减少风机2抽风的通风管路5的长度。太阳能集热器1包括若干组并联连接在通风管路5上的集热单元14，集热单元14 包括若干根平行排列的真空管。集热单元14内的相邻真空管之间的间距为80至120mm。 作为优选方案，集热单元14内的相邻真空管之间的间距为90mm。为了充分利用太阳能辐照能量，避免集热管之间的相互遮挡，对全玻璃真空管的间距依据当地太阳能光入射角度特点进行了针对性的设计。太阳能集热器1的集热总面积为150至200m2。作为优选方案， 太阳能集热器1的集热总面积为183m2，该太阳能集热器1包括三组集热单元14。当其中一组集热单元14损坏或使用时间过长需要维修的时候，可以将该组的集热单元114更换，还剩下两组集热单元14来吸收太阳能。每个集热单元14均包括进气支管15和出气支管 16，出气支管16上均设有调节阀17和温度传感器二 18，调节阀17和温度传感器均和控制单元相连接，控制单元能够根据温度传感器二 18所传递的温度信号来控制调节阀17的流量。通过温度传感器的检测，使控制单元来控制调节阀17调节集热单元14的出气支管16 的流量，从而达到使各个集热单元14输出的热空气流温度一致。 原理如下太阳能集热器1吸收太阳光，加热集热器内部的空气的温度，风机2工作后能使通风管路5内的空气流动起来，普通的气流流经集热器后变成了热空气流，热空气流流经辅助电能加热单元3后再流到物料烘干罐4内，对物料进行干燥。当热空气流流动到辅助电能加热单元3前端的通风管路5中时，温度传感器一 6对该处通风管路5中的热空气流进行检测，并将检测到的温度信号传递给控制单元，控制单元对温度信息进行判断， 当所检测到的温度大于设定温度时，控制单元不启动辅助电能加热单元3，当所检测到的温度小于设定温度时，控制单元启动辅助电能加热单元3开始进行二次加热，使到达物料烘干罐4处的热空气流的温度达到预设温度区域内。本装置能够实现利用太阳能和电能混合来干燥物料，将太阳能转化为热量，可以节约常规能源的消耗，从而降低生产成本、提高经济效益；同时当天气不好时，又可以启动电能加热，使得本装置可以不受天气的影响，提高适应性。
权利要求
1.一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，包括依次采用通风管路( 相连接的太阳能集热器(1)、风机O)、辅助电能加热单元⑶和物料烘干罐G)，所述的风机(2)能使空气在通风管内的流动，本装置还包括一个温度传感器一(6)和控制单元，所述的温度传感器一(6)设置在风机( 和辅助电能加热单元C3)之间的通风管路( 上，所述的控制单元和辅助电能加热单元(3)、温度传感器一(6)相连接，所述的温度传感器一(6)能将检测到的温度信号传递给控制单元，所述的控制单元能够根据接收到的温度信号来控制辅助电能加热单元(3)的工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的太阳能集热器⑴和风机⑵之间的通风管路(5)上连接有蓄热器(7)。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的蓄热器(7)包括一个内腔和与该内腔相连通的进气口和出气口，所述的内腔内装设有鹅卵石，所述的鹅卵石和内腔的壁体之间设有隔热层。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的隔热层采用玻璃棉或岩棉制成，所述的隔热层的厚度为50mm至150mm，所述的蓄热器(7)的内腔的容积为 3m3 至 8m3。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的蓄热器(7)的进气口和出气口分别连有一个蓄热进气支路(8)和蓄热出气支路(9)，所述的蓄热进气支路⑶和蓄热出气支路(9)分别和太阳能集热器⑴与风机(2)相连接，所述的蓄热进气支路(8)和蓄热出气支路(9)上分别设有二通阀一(10)和二通阀二(11)，所述的蓄热进气支路(8)上还设有风速仪(12)。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的风机( 的抽气口的前端设有一个三通阀(13)，所述的三通阀(1 的两通分别串联在通风管路( 上，所述的三通阀(1 的第三通和外界相连通，且当该三通阀(1 处于第三通的阀位时能使外界和该处的通风管路( 相连通。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的太阳能集热器(1)包括若干组并联连接在通风管路( 上的集热单元(14)，所述的集热单元(14)包括若干根平行排列的真空管。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的集热单元 (14)内的相邻真空管之间的间距为80至120mm，所述的太阳能集热器(1)的集热总面积为 150 至 200m2。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的每个集热单元(14)均包括进气支管(1 和出气支管(16)，所述的出气支管(16)上均设有调节阀(17) 和温度传感器二(18)，所述的调节阀(17)和温度传感器均和控制单元相连接，所述的控制单元能够根据温度传感器二(18)所传递的温度信号来控制调节阀(17)的流量。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能物料干燥装置，其特征在于，所述的通风管路(5)的截面形状为矩形，所述的控制单元为PLC，所述的PLC连接有一个液晶触摸显示屏，所述的辅助电能加热单元(3)包括一个电加热锅炉，电加热锅炉的两端连接有通风管路(5)。
全文摘要
本发明提供了一种太阳能物料干燥装置，属于物料干燥技术领域。它解决了现有的技术中存在的单独电能烘干能耗大、单独太阳能烘干受天气影响大等技术问题。本太阳能物料干燥装置，包括依次采用通风管路相连接的太阳能集热器、风机、辅助电能加热单元和物料烘干罐，本装置还包括一个温度传感器一和控制单元，温度传感器一设置在风机和辅助电能加热单元之间的通风管路上，控制单元和辅助电能加热单元、温度传感器一相连接，温度传感器一能将检测到的温度信号传递给控制单元，控制单元能够根据接收到的温度信号来控制辅助电能加热单元的工作状态。本装置能够实现利用太阳能和电能混合来干燥物料，可以节约常规能源的消耗，又使得本装置可以不受天气的影响。
文档编号F26B21/00GK102297574SQ20111017545
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者金慧勇 申请人:金慧勇