CN104748512B - 太阳能-微波联合干燥室 - Google Patents

Abstract

太阳能‑微波联合干燥室，涉及一种干燥设备。其特征是，风道沿干燥室底部及两内侧壁设置，风道内设有若干与干燥室相通的风道出风口；拓展集热装置与干燥室的风道相连，微波发生器、多传感器分别与智能控制***相连，多传感器将采集到的物理信号输送到智能控制***，智能控制***在干燥室热量供给不足条件下自动打开微波发生器进行微波辅助干燥。本发明避免了出风口处热量集中现象，使干燥更加均匀，大幅提高了干燥效率，维持干燥过程中的整个室内温度、湿度基本处于一个恒定状态，当天气状况不具备供热条件时，可通过微波辅助干燥确保设备的连续运行。

Description

太阳能-微波联合干燥室

技术领域

本发明涉及一种干燥设备，尤其是一种太阳能-微波联合干燥室。

背景技术

在提倡节能减排、保护环境和节约资源的大背景下，各国都在探索新能源的利用技术，以达到减少常规能源消耗、减少二氧化碳排放量、实现经济与生态和谐发展的目的。随着全球经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，对能源的需求也随之增大，目前在传统干燥领域，大规模工业化干燥仍多是利用电、煤或天然气等常规能源进行干燥，而分散的农户则多采用自然晾晒的传统方法，前一种工艺耗能高污染大，而后一种方法成品率低，受自然因素干扰大。

太阳能干燥是指利用太阳辐射能、利用太阳能干燥装置进行的干燥作业，可以节省干燥过程中消耗的大量燃料，从而降低生产成本，提高经济效益。同是，太阳能干燥使用的是清洁能源，对保护自然环境十分有利，而且可以防止因常规能源干燥消耗燃料而给环境造成的严重污染。实践证明，太阳能干燥是一种行之有效的方法，对发展农村经济，节约常规能源，避免环境污染，提高产品质量，改变落后的生产加工方式和农民致富都将起积极作用。

微波是一种频率极高的电磁波，其能量远大于一般的无线电波，微波遇金属被完全反射而不能被吸收或传导。但对于含有水分的的物料，微波不仅能够透过，而且其能量能够被物料所吸收，因此可以广泛运用于食品、木材、药材、农副土特产品、化工工业产品等的加热烘干和干燥。

建立在以太阳能为主，微波干燥为辅助手段基础上的联合干燥设备，能够在加工处理过程中实现短时间内的迅速干燥，减少褐变、腐烂变质现象的产生，同时克服了传统太阳能干燥受自然环境约束大的缺陷，实现了恶劣气候条件下设备的高效连续作业，对生产效率和质量的提高具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在恶劣气候条件下利用微波辅助干燥实现高效连续作业的太阳能干燥室，即太阳能-微波联合干燥室。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：太阳能-微波联合干燥室，其侧壁由高透光真空玻璃构成，顶部由倾斜设置的玻璃盖板构成，干燥室内设有若干物料架，其特征是，还设有风道、拓展集热装置、微波发生器、智能控制***、多传感器，所述风道沿干燥室底部及两内侧壁设置，风道内设有若干与干燥室相通的风道出风口；所述拓展集热装置与干燥室的风道相连，并通过风机将加热后的空气经由风道吹入干燥室；所述微波发生器、多传感器分别与智能控制***相连，多传感器将采集到的物理信号输送到智能控制***，智能控制***在干燥室热量供给不足条件下自动打开微波发生器进行微波辅助干燥。

所述拓展集热装置表面贴有太阳能高效双吸收膜，内部采用低热损新型纳米复合隔热材料的循环通道并与风道相连。

所述干燥室地下设有密集型暗沟，暗沟上方布有透气盖板，且暗沟与室外相通。

所述多传感器采用温度、湿度、流速、作物水分传感器的多信息融合技术进行数据采集，并及时将采集到的物理信号输送到智能控制***。

所述智能控制***由数据采集卡、计算机、控制电路组成，对由多传感器输送的信号及时进行显示、处理、储存和反馈，并根据不同干燥要求调整相应参数。

所述风机为贯流风机和离心风机。

所述干燥室顶部设有排湿风机，所述排湿风机是与智能控制***相连的无级调速抽风机。

所述玻璃盖板为双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板。

所述风道管壁采用由低温隔热技术制造的新型纳米复合隔热材料。

所述风道出风口设置在干燥室底部及侧壁偏下位置，风道出风口处设有可实时调节风向的导向挡板。

本发明中，干燥室内设有干燥室主支撑架，侧壁设有侧支撑柱连接架，还设有用于支撑玻璃盖板的平板玻璃支撑架，侧支撑柱连接架、物料架、平板玻璃支撑架、干燥室主支撑架采用微波不反应材料制成。微波不反应材料即在微波条件下物性稳定的材料，包括微波可以透过的材料。本发明中智能控制***由数据采集卡、计算机、控制电路组成，与相应的传感器相连，根据传感器反馈的温度、湿度信息由电脑进行数据分析实现对微波发生器进行自动调节。

本发明在北半球地区使用时应朝向南面布置，以使干燥室顶部及侧面的双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板获得最大透光量。沿风道各处有若干出风口，各出风口处设置有可调节式导向挡板，对由出风口进入太阳能干燥室的热气流具有导向作用，避免了出风口处热量集中现象，使干燥更加均匀，大幅提高了干燥效率。干燥室内设置有多传感器及智能控制***，对作物干燥过程进行实时监测并严格控制农作物脱水程度，维持干燥过程中的整个室内温度、湿度基本处于一个恒定状态。本发明的热量来自于太阳能拓展集热装置，当天气状况不具备供热条件时（即在热量供给不足条件下），智能控制***自动开启微波发生装置，通过微波辅助干燥确保设备的连续运行。

本发明的有益效果是：正常工况下，由拓展集热器采集的热空气被风机吹入风道经出风口进到干燥室中，辅以由干燥室顶部及侧壁高透光真空玻璃射入的太阳光线进行常规干燥作业。在日照不足干燥室内温度达不到预设的干燥条件时，通过干燥室内的多传感器及时进行反馈，智能控制***自动打开微波发生器，实现干燥室内微波辅助下的干燥连续作业；送风口处设置风向调节挡板，解决了太阳能拓展集热装置出风口处的热量过于集中而无法均布于干燥房的问题；干燥室地下部开密集型暗沟，暗沟上方布有透气盖板且暗沟与室外相通。当太阳光线直射入干燥室内，室内温度升高，湿度增加，室内的湿度传感器接受到信号后作用于相应的智能控制单元，智能控制单元作用对应的工作风机使室内温度湿度处于稳定的工作范围内，在智能控制***的作用下室内的湿空气快速从顶部排湿风机出气口排出，湿空气排出后房内处于负压状态，室外大气由底部透气口涌入，形成具有太阳能热效应的智能内外环流式通风除湿效应，排出湿空气并保持干燥温度的恒定；同时可以根据作物所需脱水程度对智能控制***进行参数设置保证作物干燥品质。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中导向挡板的结构示意图；

图中：1侧支撑柱连接架、2物料架、3透气盖板、4微波发生器、5风道出风口、6智能控制***、7双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板、8排湿风机、9平板玻璃支撑架、10多传感器、11干燥室主支撑架、12风机、13及拓展集热装置、14挡板、15旋转轴。

具体实施方案

下面结合附图和实施例对本发明作进步一步说明。

如图1、图2所示，太阳能-微波联合干燥室，包括由高透光真空玻璃构成的侧壁、相对于侧壁倾斜设置的顶部、干燥室主支撑架11、侧支撑柱连接架1、平板玻璃支撑架9，顶部由倾斜设置的双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板7构成。还包括物料架2、透气盖板3、微波发生器4、风道出风口5、智能控制***6、排湿风机8、多传感器9、风机12及拓展集热装置13。侧支撑柱连接架1、物料架2、平板玻璃支撑架9、干燥室主支撑架6采用微波不反应材料制成，本发明中采用了高强度合金钢材料制成的支架。

风道沿干燥室底部及两内侧壁设置，风道内设有若干与干燥室相通的风道出风口5，拓展集热装置13与干燥室的风道相连，并通过风机12将加热后的空气经由风道吹入干燥室。拓展集热装置13表面贴有太阳能高效双吸收膜，其内部的低热损新型纳米复合隔热材料（具体为低热导率硅酸铝纤维复合隔热材料）循环通道与干燥室的风道相连。风机12为贯流风机和离心风机，可以使循环热空气和冷空气高效的在循环通道内循环实现冷热空气的交换，大大的提高太阳能吸收利用效率。

微波发生器4、多传感器10分别与智能控制***6相连，多传感器10将采集到的物理信号输送到智能控制***6，智能控制***6在干燥室热量供给不足条件下自动打开微波发生器4进行微波辅助干燥。

多传感器10采用温度、湿度、流速、作物水分传感器等多信息融合技术进行数据采集，并及时将采集到的物理信号输送到智能控制***6。智能控制***6由数据采集卡、计算机、控制电路组成，对由多传感器10输送的信号及时进行显示、处理、储存和反馈，并根据不同干燥要求调整相应参数。多传感器及智能控制***，对作物干燥过程进行实时监测并严格控制农作物脱水程度，维持干燥过程中的整个室内温度、湿度基本处于一个恒定状态。

正常工况下，由拓展集热器13采集的热空气被风机12吹入风道经出风口进到干燥室中，辅以由干燥室顶部及侧壁高透光真空玻璃射入的太阳光线进行常规干燥作业。在日照不足干燥室内温度达不到干燥条件时，通过干燥室内的多传感器9及时进行反馈，智能控制***6自动打开微波发生器4，实现干燥室内微波辅助下的干燥连续作业。

干燥室顶部设有排湿风机8，排湿风机8是与智能控制***6相连的无级调速抽风机，该装置会根据预设值进行工作。为进一步实现对吸湿风机8的实时调节，设置有监测干燥室内温度、湿度及作物水分的多传感器10，多传感器与智能控制***6相连。当太阳光线射入干燥室内，室内温度升高，湿度增加，室内的多传感器接受到信号后作用于相应的智能控制单元，控制***会根据多传感器的检测信号对排湿风机8的转速进行实时控制，使室内温度湿度处于稳定的工作范围内。

干燥室地下部开密集型暗沟，暗沟上方布有透气盖板3且暗沟与室外相通。在智能控制***的作用下室内的湿空气快速从顶部排湿风机出气口排出，湿空气排出后房内处于负压状态，室外大气由底部透气口涌入，形成具有太阳能热效应的智能内外环流式通风除湿效应，排出湿空气并保持干燥温度的恒定；同时可以根据作物所需脱水程度对智能控制***进行参数设置,保证作物的干燥品质。

风道管壁采用由低温隔热技术制造的新型纳米复合隔热材料（具体为低热导率硅酸铝纤维复合隔热材料）。为了进一步改善干燥效果，防止出现干燥不均匀的现象，出风口5处设置有两组风向调节挡板，两组挡板沿旋转轴15方向垂直安装，可实时调节挡板位置改变风向，实现360°全角度供热，保证干燥效果。挡板14采用微波不反应材料制成。微波不反应材料即在微波条件下物性稳定的材料，包括微波可以透过的材料。具体的，在本发明设备中采用了陶瓷材料制成的挡板14。

风道出风口5布置在干燥室底部及侧壁偏下位置，由于热空气比重较轻，其上升过程中实现对目标作物的全面干燥，使干燥更加充分，进一步提高干燥品质。

本发明在北半球地区使用时应朝向南面布置，以使干燥室顶部及侧面的双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板获得最大透光量。

Claims (10)

1.一种太阳能-微波联合干燥室，其侧壁由高透光真空玻璃构成，顶部由倾斜设置的玻璃盖板（7）构成，干燥室内设有若干物料架（2），其特征是，还设有风道、拓展集热装置（13）、微波发生器（4）、智能控制***（6）、多传感器（10），所述风道沿干燥室底部及两内侧壁设置，风道内设有若干与干燥室相通的风道出风口（5）；所述拓展集热装置（13）与干燥室的风道相连，并通过风机（12）将加热后的空气经由风道吹入干燥室；所述微波发生器（4）、多传感器（10）分别与智能控制***（6）相连，多传感器（10）将采集到的物理信号输送到智能控制***（6），智能控制***（6）在干燥室热量供给不足条件下自动打开微波发生器（4）进行微波辅助干燥。

2.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述拓展集热装置(13)表面贴有太阳能高效双吸收膜，内部采用低热损新型纳米复合隔热材料的循环通道并与风道相连。

3.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述干燥室地下设有密集型暗沟，暗沟上方布有透气盖板（3），且暗沟与室外相通。

4.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述多传感器（10）采用温度、湿度、流速、作物水分传感器的多信息融合技术进行数据采集，并及时将采集到的物理信号输送到智能控制***（6）。

5.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述智能控制***（6）由数据采集卡、计算机、控制电路组成，对由多传感器（10）输送的信号及时进行显示、处理、储存和反馈，并根据不同干燥要求调整相应参数。

6.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述风机（12）为贯流风机和离心风机。

7.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述干燥室顶部设有排湿风机（8），所述排湿风机是与智能控制***（6）相连的无级调速抽风机。

8.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述玻璃盖板（7）为双面镀膜高透光真空平板玻璃盖板（7）。

9.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述风道管壁采用由低温隔热技术制造的新型纳米复合隔热材料。

10.根据权利要求1所述的太阳能-微波联合干燥室，其特征是，所述风道出风口（5）设置在干燥室底部及侧壁偏下位置，风道出风口（5）处设有可实时调节风向的导向挡板。