一种太阳能联合干燥系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能联合干燥系统及其操作方法，干燥系统包括：光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成；干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干；集热单元，包括集热歧管和若干根真空集热管，所述真空集热管将导入管内的气体加热后输送给所述干燥单元；控制单元，包括主控制器、能耗监测器、温湿度监测器、辐照传感器、位置传感器，用于控制所述太阳能联合干燥系统；储能单元，包括储能室、集热器、轴流风机，用于收集并存贮太阳热量，以向所述干燥单元供热。本发明专利技术的太阳能联合干燥系统实现了太阳能联合干燥的全天候操作，针对不同天气，不同光照强度，进行不同的干燥模式的自动切换，实现无人值守，全天候运行。运行。运行。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能联合干燥系统及其操作方法


[0001]本专利技术涉及农产品加工
，特别是涉及一种太阳能联合干燥系统及其操作方法。

技术介绍

[0002]传统开放式太阳能干燥(也即自然晾晒)是最常见的农产品加工方法，干燥过程中，物料被铺设在阳光下以去除水分。该方法操作简单，干燥成本低，但干燥过程容易受到气候变化和外界环境影响，导致干燥产品易受微生物、粉尘、雨水等二次污染。
[0003]除传统开放式太阳能干燥外，热泵干燥、冷冻干燥、红外干燥等干燥技术也已被广泛应用于工业规模食品的加工。这些技术需要较大的投资，同时也会伴随着大量化石燃料的消耗和温室气体的排放。干燥作为能源密集型和高温室气体排放的工业操作单元，其消耗的能源约占一个国家工业总能耗的7
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15％。而使用可再生能源对农产品进行干燥，可以在食品安全、低碳足迹和可持续发展以及遏制气候变化方面发挥重要作用。因此，太阳能是一种适合农产品干燥的可再生能源。
[0004]现有的太阳能干燥技术主要包括直接式太阳能干燥和间接式太阳能干燥。直接式太阳能干燥通过太阳辐射直接完成；间接式太阳能干燥配备太阳能集热器和独立的干燥室，集热器的热能在自然对流或强制对流的作用下被输送到干燥室。
[0005]直接式太阳能干燥技术由于是直接利用太阳光的辐射，太阳能干燥温度会随着太阳能辐照强度及环境温度发生周期性变化，不适宜的干燥温度则会对干燥产品的品质造成不利影响。如过高的干燥温度会导致农产品物料发生严重的色泽劣变和营养成分损失，而长期过低的干燥温度则会导致高水分农产品发生发酵和水解等不利反应。
[0006]而现有的太阳能干燥设备对天气要求较高，在光照不足时，干燥过程难以正常开展，会导致干燥效率降低、干燥进程大幅延长，进而导致农产物料在干燥过程的品质劣变。此外，当辐照强度过高，甚至可能出现极端短暂的高温，这又会造成农产品营养成分降解和品质劣变。且现有太阳能干燥设备缺乏对系统参数的实时在线监测、分析和反馈功能，无法实现通过对物料温度、湿度，环境温度、湿度，太阳辐照强度，干燥室温度、湿度等系统参数进行在线监测和实时分析，并根据监测数据，通过数值模拟技术对设备进行在线动态调控。

技术实现思路

[0007]为此，本专利技术要解决的技术问题是克服现有太阳能干燥技术存在的上述不足，进而提供一种太阳能联合干燥系统及其操作方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种太阳能联合干燥系统，其包括：光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成，为所述太阳能联合干燥系统提供电能；干燥单元，利用太阳辐照热量将干燥室内的物料烘干；集热单元，包括集热歧管和若干根真空集热管，所述集热歧管与若干根所述真空集热管导通，所述真空集热管将导入管内的气体加热后输送给所述干燥单元；控
制单元，包括主控制器、能耗监测器、温湿度监测器、辐照传感器、位置传感器，用于控制所述太阳能联合干燥系统；储能单元，包括储能室、集热器、轴流风机，用于收集并存贮太阳热量，以向所述干燥单元供热。
[0010]优选的，所述干燥单元包括热循环风机、排湿风机、所述干燥室、机架；所述干燥单元由所述机架支撑固定，所述热循环风机由电能驱动并受所述控制单元调控，所述热循环风机的进风口与所述干燥室的出风口通过管道连接，所述热循环风机的出风口通过第一送风管道连接所述集热单元上的所述集热歧管的进风口，所述集热单元的出风口通过管道与所述干燥室的进风口连通；所述热循环风机的出风口通过第二送风管道连接至所述干燥室的进风口。
[0011]优选的，所述干燥室的进风口处设置有用于将进风加热的电加热组件，所述集热单元的出风口及所述第二送风管道输送的气流均经过所述电加热组件后回流至所述干燥室内。
[0012]优选的，所述干燥室的内部设置有至少两层干燥盘。
[0013]优选的，所述干燥室的中部呈筒状结构，所述的干燥室的两端沿轴线向外延展的端部逐渐收缩投影呈楔形面状。
[0014]优选的，每一层所述干燥盘上设置有两个温度传感器，同一个所述干燥盘上的两个所述温度传感器的高度相异。
[0015]优选的，所述排湿风机安装在所述干燥室的后立面，所述排湿风机外侧管道内安装有温湿度传感器和用于限制外部气流进入所述干燥室内的单项阀。
[0016]优选的，所述集热单元上的所述真空集热管和所述集热歧管固定在集热支架上，所述集热支架上还设置有用于调整所述集热真空管集热面积的遮阴组件。
[0017]优选的，所述遮阴组件包括卷帘电机、卷帘、导轨，所述卷帘沿所述真空集热管的上表面铺设，所述导轨引导所述卷帘将所述真空集热管的上表面全部或部分覆盖，所述卷帘电机由所述控制系统控制。
[0018]优选的，所述集热歧管的外部设置有保温层，所述集热歧管的进风口和出风口处分别安装有温湿度传感器。
[0019]优选的，所述遮阴组件还包括用于检测所述卷帘遮盖位置的位置传感器。
[0020]优选的，所述集热单元上设置有用于检测阳光辐照强度的辐照传感器。
[0021]优选的，所述集热单元还包括集热筒，所述集热筒为中空结构，所述集热筒的两端分别设置有一个通孔用于管道连接；所述集热筒的一端为进风口，通过所述集热歧管与所述第一送风管道连接；所述集热筒的另一端为出风口，通过管道与所述电加热组件的进风口连通；若干根所述真空集热管的上端密封式插入所述集热筒内，所述集热歧管置于所述集热筒内，所述集热歧管的出风口与靠近该端的第一根所述真空集热管的上端连接，相邻两个所述真空集热管的上端通过上弯管连通，相邻两个所述真空集热管的下端通过下弯管连通，所述上弯管和所述下弯管将若干根所述真空集热管连接成一个贯通的气流通道；所述上弯管置于所述集热筒内，每一个所述上弯管上分别设置有一个弯管电磁阀，所述弯管电磁阀适于将所述上弯管导通或将所述上弯管内的气流导流至所述集热筒内。
[0022]优选的，所述储能室由储能仓盖、储能仓底、储能仓壁围合而成，所述储能仓盖、储能仓底、储能仓壁内均设置有若干储能部，所述储能室内填充有用于存储热量的相变介质。
[0023]优选的，所述储能仓盖、储能仓底、储能仓壁的外侧设置有保温层。储能仓盖可以开启，当阳光辐照强度较强时，可以开启通过阳光直接吸收热能。
[0024]优选的，所述太阳能联合干燥系统上的各单元的进、出风口处均设置有温湿度传感器。
[0025]优选的，所述太阳能联合干燥系统上的各单元的气流管路中设置的阀均为电磁阀，所述电磁阀由所述控制单元调控。
[0026]优选的，所述控制单元连接物联网系统，将采集及运行的参数同步上传，并在远程服务器中建立数据库。
[0027]上述任一项太阳能联合干燥系统的操作方法，包括如下步骤：
[0028]S1：首先接通主控制器、能耗监测器、温湿度监测器的电源，设定干燥工艺参数，主控制器读取温度传感器、温湿度传感器、辐照传感器、位置传感器、的数据；
[0029]S2：当阳光辐照本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能联合干燥系统，其特征在于包括：光伏发电单元，由光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器组成，为所述太阳能联合干燥系统提供电能；干燥单元，利用太阳热量将干燥室内的物料烘干；集热单元，包括集热歧管和若干根真空集热管，所述集热歧管与若干根所述真空集热管导通，所述真空集热管将导入管内的气体加热后输送给所述干燥单元；控制单元，包括主控制器、能耗监测器、温湿度监测器，用于控制所述太阳能联合干燥系统；储能单元，包括储能室、集热器、轴流风机，用于收集并存贮太阳热量，以向所述干燥单元供热。2.根据权利要求1所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述干燥单元包括热循环风机、排湿风机、所述干燥室、机架；所述干燥单元由所述机架支撑固定，所述热循环风机由电能驱动并受所述控制单元调控，所述热循环风机的进风口与所述干燥室的出风口通过管道连接，所述热循环风机的出风口通过第一送风管道连接所述集热单元上的所述集热歧管的进风口，所述集热单元的出风口通过管道与所述干燥室的进风口连通；所述热循环风机的出风口通过第二送风管道连接至所述干燥室的进风口。3.根据权利要求2所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述干燥室的进风口处设置有用于将进风加热的电加热组件，所述集热单元的出风口及所述第二送风管道输送的气流均经过所述电加热组件后回流至所述干燥室内。4.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述干燥室的内部设置有至少两层干燥盘，每一层所述干燥盘上设置有两个温度传感器，同一个所述干燥盘上的两个所述温度传感器的高度相异；所述干燥室的中部呈筒状结构，所述的干燥室的两端沿轴线向外延展的端部逐渐收缩投影呈楔形面状。5.根据权利要求2
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4任一项所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述排湿风机安装在所述干燥室的后立面，所述排湿风机外侧管道内安装有温湿度传感器和用于限制外部气流进入所述干燥室内的单项阀。6.根据权利要求1
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5任一项所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述集热单元上的所述真空集热管和所述集热歧管固定在集热支架上，所述集热支架上还设置有用于调整所述真空集热管集热面积的遮阴组件；所述集热歧管的外部设置有保温层，所述集热歧管的进风口和出风口处分别安装有温湿度传感器。7.根据权利要求6所述的太阳能联合干燥系统，其特征在于：所述集热单元还包括集热筒，所述集热筒为中空结构，所述集热筒的两端分别设置有一个通孔用于管道连接；所述集热筒的一端为进风口，通过所述集热歧管与所述第一送风管道连接；所述集热筒的另一端为出风口，通过管道与所述电加热组件的进风口连通；若干根所述真空集热管的上端密封式插入所述集热筒内，所述集热歧管置于所述集热筒内，所述集热歧管的出风口与靠近该端的第一根所述真空集热管的上端连接，相邻两个所述真空集热管的上端通过上弯管连通，相邻两个所述真空集热管的下端通过下弯管连通，所述上弯管和所述下弯管将若干根所述真空集热管连接成一个贯通的气流通道；所述上弯管置于所述集热筒内，每一个所述上弯管上分别设置有一个弯管电磁阀，所述弯管电磁阀适于将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：方小明，彭文君，王辉，田文礼，张吉喆，薛晓锋，李相昕，肖红伟，高凌宇，董捷，童越敏，
申请(专利权)人：中国农业科学院蜜蜂研究所，
类型：发明
国别省市：