一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置及干燥方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置及干燥方法，解决了现有技术中利用太阳能进行干燥时，太阳能利用率低、干燥效率低的问题，包括倾斜设置的上述双效平板式太阳能集热器、干燥室、热水储罐和换热器，所述双效平板式太阳能集热器的进风口与进风管道连接，进风管道内设置有风机，出口风与所述干燥室连通；所述干燥室内设置有物料托盘，顶部安装有透明盖板，一侧还设置有通风口；热水储罐置于干燥室外，换热器置于干燥室内，换热器的一侧开口通过第一四通阀分别与双效平板式太阳能集热器的水集热管的出水口和热水储罐进水口连接；另一侧开口通过第二四通阀分别与水集热管的进水口和热水储罐出水口连接。

Mixed type solar energy drying device and drying method of coupling double effect heat collector

Mixed type solar drying device of the invention discloses a double coupling heat collector and drying method, solves the problem of solar drying, solar energy utilization rate is low, low drying efficiency, including the double flat plate solar collector, inclined drying room, hot water tank and heat exchanger is the double flat plate solar collector inlet is connected with the inlet pipe, the inlet pipe is arranged in the fan outlet and the drying chamber; the drying chamber is provided with a material tray is mounted at the top of the transparent cover plate, one side is also provided with a water storage tank placed in dry air vents; the outdoor heat exchanger is placed in the drying chamber, one side of the heat exchanger tube opening through the water the first four valves respectively with double plate type solar collector and hot water tank into the water outlet The other side of the opening is connected with the water inlet of the water collecting tube and the outlet of the hot water storage tank through the 24 through valve respectively.

【技术实现步骤摘要】
一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置及干燥方法
本专利技术涉及太阳能低温热利用
，具体的说，是涉及一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置及干燥方法。
技术介绍
太阳能是目前应用最广泛的可再生能源，太阳能在干燥领域已经受到国内外众多学者的关注，太阳能在物料干燥领域得到广泛应用的主要原因是物料干燥温度与太阳能低温高效热利用相匹配。太阳能干燥过程中存在集热效率低、周期性变化等缺点，导致物料干燥过程中品质低下、干燥时间较长。因此迫切需要解决的关键问题是提高太阳能低温热利用效率、改善物料干燥品质、优化干燥能力与能源匹配度等方面。经检索发现，公开号为CN105841444A申请基于太阳能综合利用的花生干燥系统，该装置包括太阳能集热器、储热水箱、控制系统、干燥室等组件，利用太阳能结合电辅助加热对干燥室内的花生进行全天候的干燥。缺少在提高太阳能利用效率上作深入的探讨。公开号为CN105222371A公布一种太阳能干燥装置，该干燥装置的组成包括油箱、真空集热管、干燥系统以及液气换热器等，本专利技术利用较高温度的导热油在液气换热器中与空气进行热交换后，热空气对干燥箱内的待干燥物质进行干燥。由于本专利技术采用的导热油作为工质，存在普遍适用性差、操作工艺复杂等问题。综上所述，现有技术中利用太阳能进行干燥时，对于太阳能利用率低、干燥效率低的问题，尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是为提供一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置及干燥方法。该干燥装置利用具有较高太阳能利用效率的双效平板型太阳能集热器，同时利用自动控制模块和电加热辅助模块，实现物料的持续和控温干燥，提高待干燥产品的干燥质量。为解决以上的技术问题，本专利技术的技术方案为：一种双效平板式太阳能集热器，包括玻璃盖板、集热板、保温板和侧面挡板，玻璃盖板、保温板和侧面挡板围成双层空气腔，集热板固定于所述空气腔中；相对的两个侧面挡板上均设置有开口；所述集热板包括若干个水集热管和若干个条形吸热板，水集热管和条形吸热板交替分布，相邻水集热管和条形吸热板之间固定连接；水集热管的入水口和出水口分别通过管道引出长方形空腔外。玻璃盖板、保温板和侧面挡板围成的空气腔内可以通入空气，水集热管内可以通入循环水，使用时，将太阳能集热器倾斜放置，使集热器的玻璃盖板朝向太阳，太阳光通过玻璃盖板照射在集热板上，条形吸热板吸热，一方面对空气腔内的空气进行加热，加热后的空气可以用于后续的加热干燥工序。另一方面，由于条形吸热板和水集热管相邻设置，条形吸热板吸热产生高温，会对水集热管中的循环水进行加热，同时，水集热管也会吸收热量对其中的循环水加热，被加热的循环水可以暂时储存，或在后续的加热工序中使用，一方面提高了太阳能的利用效率，另一方面延长太阳能的有效使用时间。在太阳能集热器的底面设置保温板，可以有效防止热量的散失，进一步提高了太阳能的利用率。进一步的，所述若干个水集热管之间相互连通，且平行设置。当水集热管之间相互连通时，仅需将一个入水口引出长方形空腔外，通过一个入水口便可以将所有的水集热管充满，简化了集热管的结构。进一步的，所述若干个水集热管之间相互串联，构成蛇形排列结构。当水集热管之间串联时，可以延长循环水在集热器中的停留时间，可以有效提高被加热后的循环水的温度，具有更高的利用价值。进一步的，所述若干个水集热管之间并联。并联的多个水集热管起到分流的作用，降低了循环水循环过程中的运动阻力。进一步的，水集热管的直径为2-5cm，条形吸热板的宽度为3-7cm。进一步的，所述条形吸热板为口型吸热板，其材质为镀膜铝合金，横截面为菱形，菱形的边长为1-2cm，菱形锐角的角度为20°-45°。该结构属于上下空气腔对应的结构形式，加工工艺简单。对上下空气腔内空气的流动起到扰动作用，强化其传热能力，同时上下空气腔的空气温升比较均匀。进一步的，所述空气腔的厚度为4-7cm。一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置，包括倾斜设置的上述双效平板式太阳能集热器、干燥室、热水储罐和换热器，所述双效平板式太阳能集热器的进风口与进风管道连接，进风管道内设置有风机，出口风与所述干燥室连通；所述干燥室内设置有物料托盘，顶部安装有透明盖板，透明盖板倾斜设置，干燥室的一侧还设置有通风口；热水储罐置于干燥室外，换热器置于干燥室内，换热器的一侧开口通过第一四通阀分别与双效平板式太阳能集热器的水集热管的出水口和热水储罐进水口连接；另一侧开口通过第二四通阀分别与双效平板式太阳能集热器的水集热管的进水口和热水储罐出水口连接。空气在风机的作用下输送进入双效平板式太阳能集热器中进行加热，加热后的热风输送进入干燥室内，对物料托盘上的物料进行加热干燥，对物料加热干燥后的带有较多水分的降温后的风通过干燥室上的通风口流出干燥室。流动的热风对物料具有更好的干燥效果。循环储罐中的水在水集热管内循环加热，如果天气晴朗，只需空气即可得到良好的干燥效果时，调节第一四通阀，加热后的热水进入热水储罐储存。在夜晚或天气阴的情况下，调节第一四通阀，在循环水泵的作用下经加热后的热水进入换热器中，对干燥室内的空气进行辅助加热，提高了物料的干燥效果，延长了太阳能的有效加热时间。干燥室顶部的透明盖板，允许太阳光照射在物料托盘上的物料，对物料进行辅助加热。同时，盖板透明的设置，便于观察物料的干燥情况。进一步的，所述物料托盘设置2-4层，物料托盘为网状结构。物料托盘为网状结构，允许热风通过，可以提高物料干燥的效率，设置多层时，可以提高待干燥物料的盛放量。进一步的，双效平板式太阳能集热器的出风口与干燥室的连接处位于干燥室的底部，物料托盘位于干燥室的中部，通风口位于干燥室的上部。物料托盘位于进风口和通风口之间，位于热风的流通路径中，有利于提高物料的加热干燥速度。进一步的，所述热水储罐中设置有电加热丝。电加热丝加热后，可以对热水储箱中的循环水加热，用以辅助向干燥箱内提供热量。更进一步的，上述混合式太阳能干燥装置还包括自动控制模块，自动控制模块包括水温监测传感器、空气温度监测传感器和控制器，所述第一四通阀、第二四通阀、水温监测传感器、空气温度监测传感器和电加热丝的开关均与控制器连接。自动控制模块可以控制整个干燥装置的运行状态，可以提高物料干燥后的品质。利用上述混合式太阳能干燥装置对物料进行干燥的方法，包括如下步骤：1)将第一四通阀开关转向热水储箱，将第二四通阀开关转向水集热管管道，循环水进行蓄热过程；2)开启风机，使空气经双效平板式太阳能集热器加热后进入干燥室内，实现对干燥箱内部物料的干燥，干燥后的湿空气通过通风口直接排放到室外；3)物料干燥完成后关闭风机；或，1)将第一四通阀开关转向换热器，将第二四通阀开关转向热水储罐，热水储罐中的热水流入换热器中，同时自动控制模块完成电辅助模块的相应启停；2)开启风机，使空气经双效平板式太阳能集热器加热后进入干燥室内，与换热器进中的热水行热量交换过程，实现对干燥箱内部物料的干燥，干燥后的湿空气直接排放到室外；3)物料干燥完成后关闭风机。本专利技术的有益技术效果为：(1)本专利技术的耦合双效集热器的太阳能干燥系统可以有效的提高太阳能利用效率，改善单纯平板型太阳能空气集热器热效率低的问题。(2)本专利技术利用控制系统可以控制干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双效平板式太阳能集热器，其特征在于：包括玻璃盖板、集热板、保温板和侧面挡板，玻璃盖板、保温板和侧面挡板围成空气腔，集热板固定于所述长方体空腔中；相对的两个侧面挡板上均设置有开口；所述集热板包括若干个水集热管和若干个条形吸热板，水集热管和条形吸热板交替分布，相邻水集热管和条形吸热板之间固定连接；水集热管的入水口和出水口分别通过管道引出长方形空腔外。

【技术特征摘要】
1.一种双效平板式太阳能集热器，其特征在于：包括玻璃盖板、集热板、保温板和侧面挡板，玻璃盖板、保温板和侧面挡板围成空气腔，集热板固定于所述长方体空腔中；相对的两个侧面挡板上均设置有开口；所述集热板包括若干个水集热管和若干个条形吸热板，水集热管和条形吸热板交替分布，相邻水集热管和条形吸热板之间固定连接；水集热管的入水口和出水口分别通过管道引出长方形空腔外。2.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：所述若干个水集热管之间相互连通，且平行设置；优选的，所述若干个水集热管之间相互串联，构成蛇形排列结构；或，所述若干个水集热管之间并联。3.根据权利要求1所述的太阳能集热器，其特征在于：水集热管的直径为2-5cm，条形吸热板的宽度为3-7cm。4.根据权利要求3所述的太阳能集热器，其特征在于：所述条形吸热板为口型吸热板，其材质为镀膜铝合金，横截面为菱形，菱形的边长为1-2cm，菱形锐角的角度为20°-45°。5.一种耦合双效集热器的混合式太阳能干燥装置，其特征在于：包括倾斜设置的权利要求1-4任一所述双效平板式太阳能集热器、干燥室、热水储罐和换热器，所述双效平板式太阳能集热器的进风口与进风管道连接，进风管道内设置有风机，出口风与所述干燥室连通；所述干燥室内设置有物料托盘，顶部安装有透明盖板，透明盖板倾斜设置，干燥室的一侧还设置有通风口；热水储罐置于干燥室外，换热器置于干燥室内，换热器的一侧开口通过第一四通阀分别与双效平板式太阳能集热器的水集热管的出水口和热水储罐进水口连接；另一侧开口通过第二四通阀分别与双效...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝文刚，赖艳华，吕明新，董震，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37