CN102183096A - 太阳池复合型干燥*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳池复合型干燥***，包括盐梯度太阳池，其上层为上对流层，由清水组成，下层为下对流层，即储热层，由饱和的盐溶液组成，中间层为非对流层，即梯度层。盐梯度太阳池储热层中增设多孔吸热介质层。多孔吸热介质层用废弃的锅炉渣作吸热介质。为了增强吸热效果，本发明在太阳池底部铺设废弃的锅炉渣作为吸热介质。该太阳池兼有集热器和蓄热器的功能，结构简单，造价低廉，能长时期(跨季度)蓄热，可以在全年内提供性能稳定的低温热源。本发明解决了集热器-温室型太阳能干燥器受天气变化影响大的问题，充分利用了太阳能，提高了干燥效率。

Description

太阳池复合型干燥***

技术领域

本发明涉及太阳能储能干燥***，尤其是一种清洁无污染的太阳能蓄能利用装置。

背景技术

当今世界，能源问题已经变得越来越重要，如何更好地利用资源，发展新的能源利用方式已成为时代的趋势。太阳能拥有来源取之不尽、清洁无污染等优点，可以将它应用于诸多领域。现在市面上已有的各种各样的太阳能干燥器，包括温室型太阳能干燥器、集热器型太阳能干燥器、集热器-温室型太阳能干燥器、整体式太阳能干燥器和太阳能远红外干燥器等等，总体来说存在的最大问题就是受天气影响大，效率不高的缺点。

目前公开的专利主要有：专利号CN200920090974.8，集热器-温室型太阳能干燥器，专利号CN200720058640.3，蓄热式太阳能干燥设备，专利号CN86201386，整体回热式太阳能干燥装置，专利号CN86208981.6，斜梯式太阳能干燥器等。这些太阳能干燥装置，可以达到利用太阳能的目的，但这些装置或是受天气变化影响较大、无全天候工作性能，或是结构上存在复杂性、利用效率低等一系列问题。

综上所述，目前需要一种结构简单、操作方便、蓄热能力大、干燥条件可调节、同时兼备集热蓄热功能、受天气变化影响较小的复合型太阳能干燥利用***。

发明内容

本发明是要解决现有集热器-温室型太阳能干燥器受天气变化影响大的技术问题，而提供一种太阳池复合型干燥***，该***能充分利用太阳能，提高干燥效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳池复合型干燥***，包括盐梯度太阳池，其上层为上对流层，由清水组成，下层为下对流层，即储热层，由饱和的盐溶液组成，中间层为非对流层，即梯度层，其特点是：盐梯度太阳池储热层中增设多孔吸热介质层。

多孔吸热介质层采用废弃的锅炉渣作为吸热介质。

多孔吸热介质层中设有加热换热铜管，加热换热铜管一端连接风道，另一端连接太阳能集热器。

盐梯度太阳池为：底面长10m，宽8m的长方形，池子深为2m，在底层铺有厚度为20cm的锅炉渣。

本发明的有益效果是；太阳池是主要的供热装置，通过太阳池吸收并储存热量，利用埋在多孔介质层的铜管换热，将管内空气加热，热空气上升到中间的太阳能集热器，进行再次吸热后进入干燥室，对物料进行干燥。为了增强吸热效果，在太阳池底部铺设废弃的锅炉渣作为吸热介质。该太阳池兼有集热器和蓄热器的功能，结构简单，造价低廉，能长时期(跨季度)蓄热，可以在全年内提供性能稳定的低温热源。本发明解决了集热器-温室型太阳能干燥器受天气变化影响大的问题，充分利用了太阳能，提高了干燥效率。本发明在太阳池储热层中添加了多孔介质层（锅炉渣），对太阳能进行了充分的利用，优点在于适应了多变的天气，提高了干燥器效率，具有无污染、耗能少、实用性强等优势。本发明具有结构简单，投资少，适用范围广，并且其干燥效果显著。本发明运行过程中几乎不耗能，太阳池蓄热能力大，受天气状况影响小，必要时还可以通过对风机以及节流阀的调节来控制空气流量。

附图说明

图1是太阳池太阳能干燥器整体结构示意图；

图2是本发明的太阳池结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示的太阳池-集热器复合型干燥***。考虑到太阳池的保温性与建造成本，将太阳池建于地表以下；将干燥室9建于地上3米处，干燥室9内部安装有用来放物料的网孔隔板7，干燥室9上方是一块倾斜角与当地纬度相同的透明玻璃板8，若物料需避免阳光直晒，可以用一层遮荫网将玻璃板覆盖；太阳池1与干燥室9之间安装太阳能集热器6，以充分利用太阳能。加热换热铜管3一端连接风道4，另一端连接太阳能集热器6。

经过干燥剂干燥后的空气从风道4进入太阳池中的铜管3之中，吸收热量之后进入中间的太阳能集热器6，进行再次吸热后，热空气进入干燥室9对物料进行干燥。一方面，到达太阳池1内的太阳辐射10，被下对流层和多孔介质（锅炉渣2）吸收并储存下来，加热换热铜管3中的空气。另一方面，太阳辐射10投射到太阳能集热器6的吸热板上，吸热板将太阳能转换为热能加热集热器6内的空气。经过太阳池1和太阳能集热器6加热的热空气以及干燥仓上的排风烟囱产生上曳气流效应，驱动热空气进入干燥仓9，对物料进行干燥。与此同时，太阳光透过干燥室9顶部的玻璃盖投射到室内，收集起来的热量加快物料中水分的汽化，然后热空气流将水汽及时带走，最终达到加快物料干燥的目的。

如图2所示，本发明的太阳池复合型干燥***，包括盐梯度太阳池。盐梯度太阳池最上层称为上对流层11，一般由清水组成，其温度与环境温度相近，具有隔热保温和防止下层溶液被扰动的功能；最下层称为下对流层，由饱和的盐溶液组成，主要起储热和吸热作用，所以又称为储热层13，其温度在60～90℃左右；中间层称为非对流层，是太阳池的关键部分，其盐浓度随着深度增加而增大，所以又称为梯度层12；因而该层能够有效地防止池水由于温度升高而产生的自然对流。本发明中在储热层底部添加多孔介质（锅炉渣2）层，该层是浓盐水和锅炉渣的混合物，具有很好的吸热和保温效果，可以使下对流区的温度比不添加多孔介质层的情况下有明显增加。

盐梯度太阳池1储存在土壤5内的储存区深度为 0.3 m～1m的太阳池，能达到 90℃～100℃的高温，但对周围空气和土壤的热损失较大，储存时间也较短。储存区深度为2 m～5 m的太阳池，能长时期地贮存大量的热，其热损失小，池的贮存效率也高；经过实验对比考虑，设计的太阳池的大小为：底面长10m，宽8m的长方形，池子深为2m，在底层铺有厚度为20cm的锅炉渣2。

为了更好地进行换热，本发明选择传热效果好的铜管作为换热管，考虑到盐水对铜管3有腐蚀性，本发明在铜管3外表镀上一层防腐蚀漆或者镀一层导热性能好的金属。为增大换热面积和更均匀地吸收盐池蓄热，采用一组并排平铺并有一定斜度的铜管3（大约为10°）放置在盐梯度太阳池1中炉渣层的上半部分，拟采用20条外径为10cm的，壁厚为3mm的铜管3并排铺在炉渣内部。

盐水溶液向底部土壤的渗漏，太阳池的热量会通过地下土壤损失掉，不仅损失大量的热量，同时也污染了周围环境，因此有必要采取防渗措施和绝热措施，本设计采取的衬垫材料为人造橡胶，池体***充填泡沫聚苯乙烯板，以便获得较好的保温效果。

从太阳池流出的热空气进入集热器再次被加热，温度升高，但提高温度应以不损害物料品质为原则，尤其对某些热敏性物料，如种子和含有挥发性物质的中药材料等。所以对于太阳集热器6只是辅助设备，在物料干燥的初始阶段或者太阳池1温度不够高的时候才启用集热器（若对于烘干温度要求较高的物料，可以人工选择启用集热器，其加热后的气体温度，可以通过太阳集热器6出口处的温度计读取）。通风机也是本***的辅助设备，它可以提高热空气的流动速度，有利于传热和传质，可以有效地强化干燥过程。但是空气流速大，与湿物料接触时间短，则热能有效利用率降低，导致不必要的风机能耗，只是在外界因素（风速）影响较大的情况下启用。风道入口处需要安装空气粉尘过滤网或过滤装置，以保证铜管的换热特性，不会因为污染而降低。

本发明将该太阳池-集热器复合型干燥***应用于一般粮仓粮食、仓库食品、煤粉等的干燥以及某些特殊要求物料的干燥。本装置还可以用来提供加热低温气体（液体），供生活需要，这种干燥***尤其在太阳能资源丰富的地区应用前景良好。若与辅助耗能加热设备结合使用，应用前景更为广阔。

Claims (4)

1.一种太阳池复合型干燥***，包括盐梯度太阳池（1），其上层为上对流层（11），由清水组成，下层为下对流层，即储热层（13），由饱和的盐溶液组成，中间层为非对流层，即梯度层（12），其特征在于：所述盐梯度太阳池的储热层（13）中增设多孔吸热介质层。

2.根据权利要求1所述的太阳池复合型干燥***，其特征在于：所述多孔吸热介质层用废弃的锅炉渣（2）作吸热介质。

3.根据权利要求1所述的太阳池复合型干燥***，其特征在于：所述多孔吸热介质层中设有加热换热铜管（3），加热换热铜管（3）一端连接风道（4），另一端连接太阳能集热器（6）。

4.根据权利要求1所述的太阳池复合型干燥***，其特征在于：所述盐梯度太阳池（1）为底面长10m，宽8m的长方形，池子深为2m，在底层铺有厚度为20cm的锅炉渣（2）。

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