專利名稱：一種利用太陽能干燥木材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽熱的利用，特別涉及一種工作流體流過集熱器的太陽能干燥 裝置及利用太陽能的干燥方法。
背景技術(shù)：
能源是經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。由于世界對能源需求的日益增長、 常規(guī)能源的日益短缺、石油價格不斷上漲、全球氣候變暖以及環(huán)境的壓力，世界各國為尋求 能源安全和人類社會可持續(xù)發(fā)展，將戰(zhàn)略目光轉(zhuǎn)向可再生能源的開發(fā)。所以可再生的新能 源將成為二十一世紀能源發(fā)展的重中之重。而太陽能作為一種清潔、廉價、永不衰竭的可再 生能源，正在被各個國家各個行業(yè)所重視，并吸引了越來越多的關(guān)注。我國的太陽能資源非 常豐富，據(jù)統(tǒng)計，中國陸地每年接收的太陽輻射總量相當(dāng)于2. 4億噸標準煤。充分利用太陽 能資源是我國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，推進資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的重要內(nèi)容之一。木材干燥是木制品生產(chǎn)過程中最為重要的工藝環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)木材干燥過程能耗大， 能量利用率低，產(chǎn)生的污染嚴重，其能耗約占木制品生產(chǎn)總能耗的40% -70%。我國木材干 燥行業(yè)中，多數(shù)屬于小、散、落后的狀態(tài)，能量利用率很低，僅為30% _40%，而且干燥過程 產(chǎn)生的污染也是我國環(huán)境污染的主要來源，因此我國木材干燥的節(jié)能減排任務(wù)十分艱巨。太陽能干燥木材是利用太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，從而促進木材中水分蒸發(fā)，達到干 燥木材的目的。我國有豐富的太陽能資源，約有2/3的國土年輻射時間超過2200h，年輻射 總量超過5000MJ/m2。全年照射到我國廣大面積的太陽能相當(dāng)于目前全年的煤、石油、天然 氣和各種柴草等全部常規(guī)能源所提供能量的2000多倍。太陽能是間歇性能源，能源密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定，為有效解決低成本能源太陽 能的有效儲能問題，我國研制的太陽能干燥器可以歸納為2種類型溫室(輻射)型、集熱 器型。典型的溫室型干燥室結(jié)構(gòu)是室頂與三側(cè)墻壁(東、西、南)為透明、半透明玻璃材 料的框架結(jié)構(gòu)建筑，透明蓋板一般為塑料。太陽能集熱器為干燥室的組成部分之一。由于 多數(shù)透明材料的熱隔離性能較差，通過墻壁的熱傳導(dǎo)損失較大。同時，有相當(dāng)部分的太陽能 透過干燥室而未被接受器吸收或未投射到接受器而損失。集熱器型太陽能干燥室具不透明墻壁，太陽能接受器與干燥室分離，熱空氣或熱 水由太陽能接受器經(jīng)循環(huán)氣道或管道傳導(dǎo)到干燥室。干燥室采用完全隔熱設(shè)計，以減少熱 量損失。由于太陽能接受器在夜間與陰天會損失熱量，故這種設(shè)計應(yīng)采用輔助加熱源，使用 這種干燥室干燥的木材終含水率較低，設(shè)備造價較溫室型為高。利用太陽能干燥物料的研究眾多，例如授權(quán)公告號為CN201413009Y的中國專利 公開了一種集熱器-溫室型太陽能干燥器，包括置于架體上的太陽能真空管空氣集熱器， 在所述太陽能真空管空氣集熱器一側(cè)上方設(shè)置有帶有進、出氣口的溫室型太陽能干燥器， 所述太陽能真空管空氣集熱器的出氣口通過管道與溫室型太陽能干燥器底部的進氣口相 連通。該干燥器吸收太陽能的效率低，熱量損失大，干燥物料時干燥溫度波動幅度大，干燥后的物料品質(zhì)差，干燥效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種利用太陽能干燥木材的方 法，本發(fā)明方法能顯著減少干燥能耗，保持干燥溫度的恒定，從而降低干燥成本，且具有較 好的干燥質(zhì)量。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明一方面提供一種利用太陽能干燥木材的方法，包括 如下步驟將待干燥的木材放置到干燥室中并通過供熱裝置向干燥室供熱，其中，供熱裝置包括熱管太陽能集熱器和溫室型空氣集熱器，熱管太陽能集熱器位于 干燥室側(cè)面，溫室型空氣集熱器具有呈拱形的內(nèi)腔，干燥室位于其拱形內(nèi)腔中。其中，所述干燥室內(nèi)具有位于干燥室兩側(cè)的蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻和位于干燥室一端的導(dǎo) 風(fēng)擋板，所述熱管太陽能集熱器和溫室型空氣集熱器收集的熱能向蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻供熱，使其 儲存熱能，以便當(dāng)熱管太陽能集熱器和溫室型空氣集熱器收集的熱能不足以向干燥室供熱 時，通過蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻儲存的熱能向干燥室供熱，保證木材干燥溫度的恒定。特別是，當(dāng)干燥室內(nèi)溫度T3上升并高于木材設(shè)定干燥溫度T時，供熱裝置停止向 所述干燥室供熱，以便在所述設(shè)定干燥溫度的環(huán)境下對木材進行干燥。其中，實時檢測干燥室內(nèi)的溫度T3、熱管太陽能集熱器中熱管放熱端的溫度T1、溫 室型空氣集熱器內(nèi)的溫度T2和蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻的溫度T4,按照以下步驟控制熱管太陽能集熱 器、溫室型空氣集熱器、蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻向干燥室的供熱當(dāng)熱管太陽能集熱器溫度T1高于干燥室溫度T32°C時，通過熱管太陽能集熱器向 干燥室供熱；當(dāng)溫室型空氣集熱器溫度T2高于干燥室溫度T32°C時，通過溫室型空氣集熱器向 干燥室供熱；以及當(dāng)蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻溫度T4高于干燥室溫度T3時，通過蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻向干燥室供熱。特別是，當(dāng)干燥室溫度T3高于木材設(shè)定干燥溫度T2°C時，停止溫室型空氣集熱器 向干燥室供熱，打開溫室型空氣集熱器的進排氣口，以便降低干燥室內(nèi)的溫度和濕度，維持 設(shè)定干燥溫度的穩(wěn)定。其中，通過啟動熱管太陽能集熱器內(nèi)的循環(huán)風(fēng)機和溫室型空氣集熱器內(nèi)的供熱風(fēng) 機，促使熱空氣在干燥室內(nèi)流動，對木材進行所述的干燥處理。特別是，具有呈拱形內(nèi)腔的溫室型空氣集熱器，一端封閉，另一端設(shè)可開閉的封閉 門，所述熱管太陽能集熱器位于所述封閉端。尤其是，溫室型空氣集熱器空腔的封閉端由保溫材料組成，形成保溫層。其中，所述溫室型空氣集熱器的壁由表板和底板疊置組成，表板與底板之間留有 中空層，干燥介質(zhì)流過中空層以便吸收太陽能并將其轉(zhuǎn)化成熱能，用于干燥待干燥物料。特別是，所述中空層的厚度為20_100mm。其中，所述表板由PC陽光板、塑料薄膜或有機玻璃材料中的一種制作而成。特別是，所述表板的透光率≥0. 6。其中，所述底板由金屬板或塑料薄膜制作而成。
特別是，在底板的下部還設(shè)有保溫材料層，所述保溫材料層由聚氨酯、硅酸鋁、巖 棉或玻璃纖維組成。其中，所述溫室型空氣集熱器一側(cè)壁底部的底板上設(shè)有熱風(fēng)出口，另一側(cè)的底部 的底板上設(shè)有冷風(fēng)進口，靠近冷風(fēng)進口處設(shè)有供熱風(fēng)機，干燥介質(zhì)在供熱風(fēng)機的帶動下，從 冷風(fēng)進口流入溫室型空氣集熱器的中空層獲得的熱量后從熱風(fēng)出口排出，流入干燥室內(nèi)， 加熱待干燥物料。特別是，溫室型空氣集熱器的兩側(cè)墻上分別開設(shè)有可開閉的進排氣口，用于降低 干燥室內(nèi)的溫度和濕度。其中，所述的進排氣口設(shè)置在溫室型空氣集熱器的兩側(cè)墻的下部。特別是，通過自動控制系統(tǒng)開閉進排氣口。其中，在溫室型空氣集熱器的中空層的內(nèi)部設(shè)有與溫室型空氣集熱器形狀一致的 拱形集熱器隔板，將溫室型空氣集熱器的中空層沿溫室型空氣集熱器長度方向分成多個中 空層分室。中空層分室確保吸收太陽能后熱量交換的均勻性。尤其是，每個獨立的中空層分室分別具有一個冷風(fēng)進口和對應(yīng)的熱風(fēng)出口。其中，熱管太陽能集熱器由熱管和循環(huán)風(fēng)機組成，熱管的放熱端靠近干燥室，吸熱 端穿過所述溫室型空氣集熱器的封閉端，位于所述溫室型空氣集熱器的外部。特別是，所述熱管從上至下水平放置，排列成成兩組，所述循環(huán)風(fēng)機位于兩組熱管 之間，在循環(huán)風(fēng)機的帶動下，吸收了熱量的干燥介質(zhì)由熱管集熱器流向干燥室，干燥待干燥 物料。尤其是，熱管的放熱端位于溫室型空氣集熱器的空腔的內(nèi)部，靠近干燥室，熱管的 吸熱端穿過溫室型空氣集熱器的空腔的封閉端，即熱管的吸熱端穿過溫室型空氣集熱器的 保溫層，吸收外部的太陽能。其中，放置待干燥木材的干燥室的兩側(cè)為蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻，干燥室遠離封閉門一端為 導(dǎo)風(fēng)擋板特別是，導(dǎo)風(fēng)擋板位于干燥室與熱管太陽能集熱器之間，在循環(huán)風(fēng)機的帶動下，吸 收了熱量的干燥介質(zhì)由熱管集熱器流向干燥系統(tǒng)，干燥待干燥物料。其中，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻位于干燥室和溫室型空氣集熱器的兩面?zhèn)葔χg，兩面蓄熱導(dǎo) 風(fēng)墻、導(dǎo)風(fēng)擋板與封閉門圍成干燥室。特別是，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻由多根裝有相變蓄熱材料的金屬蓄熱管構(gòu)成，用于將熱能轉(zhuǎn) 變成相變熱存儲，并且將干燥介質(zhì)均勻分配。特別是，所述金屬蓄熱管呈叉排或順排方式排列在干燥室的兩側(cè)，形成所述的蓄 熱導(dǎo)風(fēng)墻，實現(xiàn)所述的儲熱和均勻分配干燥介質(zhì)。尤其是，所述金屬徐熱管采用垂直、水平或傾斜排列方式進行排列布置。特別是，所述蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻的過風(fēng)率大于30% (所述的過風(fēng)率為垂直于蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻 墻體的過風(fēng)面積與蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻墻體迎風(fēng)面面積的百分率)。其中，利用熱管太陽能集熱器和/或溫室型空氣集熱器收集的熱能向干燥室供熱。在熱管太陽能集熱器和/或溫室型空氣集熱器對干燥室供熱期間，熱管太陽能集 熱器和/或溫室型空氣集熱器收集的熱能同時向蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻供熱，使其儲存熱能；
當(dāng)熱管太陽能集熱器和/或溫室型空氣集熱器收集的熱能不足以向干燥室供熱 時，利用干燥系統(tǒng)的蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻儲存的熱能向干燥室供熱；當(dāng)通過供熱使得干燥室溫度T3上升并高于木材設(shè)定干燥溫度T時，停止向所述干 燥室供熱，以便在所述設(shè)定干燥溫度的環(huán)境下對木材進行干燥。其中，通過自動控制系統(tǒng)實時檢測干燥室內(nèi)的溫度T3、熱管太陽能集熱器放熱端 的溫度T1、溫室型空氣集熱器內(nèi)的溫度T2和蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻的溫度T4，控制熱管太陽能集熱器、 溫室型空氣集熱器、蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻向干燥室的供熱，包括以下步驟當(dāng)熱管太陽能集熱器溫度T1高于干燥室溫度T32°C時，通過熱管太陽能集熱器向 干燥室供熱；當(dāng)溫室型空氣集熱器溫度T2高于干燥室溫度T32°C時，通過溫室型空氣集熱器向 干燥室供熱；以及當(dāng)蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻溫度T4高于干燥室溫度T3時，通過蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻向干燥室供熱。特別是，當(dāng)干燥室溫度T3高于木材設(shè)定干燥溫度T 2°C時，停止溫室型空氣集熱器 向干燥室供熱，打開溫室型空氣集熱器的進排氣口，降低干燥室內(nèi)的溫度和濕度，維持設(shè)定 干燥溫度的穩(wěn)定。木材太陽能干燥裝置的工藝方法，當(dāng)白天太陽能充足時，干燥裝置處于升溫干燥 階段，夜晚或陰天太陽能不足時，干燥裝置處于保溫干燥階段。本發(fā)明具有如下的有益效果1、本發(fā)明的太陽能干燥裝置采用溫室型和集熱器型太陽能干燥裝置相結(jié)合的結(jié) 構(gòu)，兼顧兩者的優(yōu)點，其熱量來源于熱管太陽能集熱器和整體呈拱形的溫室型空氣集熱器 兩部分組成，集熱器面積大，熱效率高，兩個集熱器可根據(jù)所需的干燥溫度單獨或協(xié)同使 用，控溫靈活、干燥溫度穩(wěn)定。2、本發(fā)明的太陽能干燥裝置設(shè)有均勻配氣和蓄熱的蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻的過 風(fēng)率大于30%，以保證干燥介質(zhì)在干燥室的長度方向上流速均勻，確保整堆物料的同步干燥。3、本發(fā)明的蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻由不少于1列的裝有固一液相變蓄熱材料的金屬蓄熱管 構(gòu)成，金屬蓄熱管在干燥氣流循環(huán)方向上叉排布置，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻體積小，但蓄熱能力強，并 且可以根據(jù)日照強度和待干燥物料的量決定蓄熱管的用量，具有良好的實用性好。4、采用本發(fā)明方法干燥木材，成本低，木材可以連續(xù)干燥，可以提高木材的干燥質(zhì)量。5、本發(fā)明采用熱空氣作為換熱介質(zhì)，熱空氣既是換熱介質(zhì)，也是干燥介質(zhì)，在干燥 過程中只存在一次換熱，換熱介質(zhì)的熱利用率更高。


圖1是本發(fā)明木材太陽能干燥裝置的正面剖視示意圖；圖2是圖1中A-A剖視示意圖；圖3是圖1中B-B剖視示意圖。附圖標記說明1.封閉門；2.保溫層；3.表板；4.拱形太陽能集熱器；5.木材； 6.導(dǎo)風(fēng)擋板；7.熱管；8.熱管太陽能集熱器；9.軸流式循環(huán)風(fēng)機；10.蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻；11.拱形集熱器熱風(fēng)出口 ；12.拱形集熱器隔板；13.進排氣口 ；14.離心式供熱風(fēng)機；15.拱形集 熱器冷風(fēng)進口 ；16.干燥室；17.中空層；18.中空層分室；19.金屬蓄熱管；20.底板；21.風(fēng) 機室；22.熱電偶溫度傳感器；23.熱管的吸熱端；24.熱管的放熱端；25.自動控制箱。
具體實施例方式下面參照附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。如圖1所示，本發(fā)明太陽能干燥裝置由收集太陽能，并轉(zhuǎn)化成熱能，用于干燥待干 燥物料的集熱系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)組成。參照圖1、2和3，集熱系統(tǒng)包括溫室型空氣集熱器4和熱管太陽能集熱器8。其中，溫室型空氣集熱器4整體呈拱形，其內(nèi)壁設(shè)有保溫層2，內(nèi)部形成截面為拱 形的空腔，空腔的一端封閉，另一端設(shè)可開閉的封閉門1，空腔的封閉端由保溫材料制成，形 成保溫層2。溫室型空氣集熱器4的內(nèi)部空腔沿長度方向由導(dǎo)風(fēng)擋板6分成2部分，如圖1 和2所示，即包括靠近封閉門一端的干燥室16和靠近封閉端用于放置熱管太陽能集熱器8 的風(fēng)機室21。整體呈拱形的溫室型空氣集熱器4的拱形的頂部和兩面?zhèn)葔τ杀戆?和底板20 組成，在其兩面?zhèn)葔Φ南虏块_設(shè)進排氣口 13，用于降低干燥室16內(nèi)的溫度和濕度。溫室型空氣集熱器4的表板3與底板20之間留有空隙，形成厚度為20-100mm的 中空層17，干燥介質(zhì)在中空層17內(nèi)部吸收太陽能后轉(zhuǎn)化成熱能，用于干燥待干燥物料。表板由PC陽光板、塑料薄膜或有機玻璃材料制作而成，透光率彡0. 6。底板由金屬 板或塑料薄膜制作而成，底板的下部還設(shè)有由聚氨酯、硅酸鋁、巖棉或玻璃纖維組成的保溫 層，本實施例表板采用PC陽光板制成，底板采用金屬板制成，保溫層由巖棉組成。溫室型空氣集熱器4的兩面?zhèn)葔χ械囊粋?cè)的底板上設(shè)有熱風(fēng)出口 11，另一側(cè)的底 板上設(shè)有冷風(fēng)進口 15，靠近設(shè)有冷風(fēng)進口 15的一面?zhèn)葔Φ南虏吭O(shè)有離心式供熱風(fēng)機14，干 燥介質(zhì)在風(fēng)機14的帶動下，從冷風(fēng)進口流入溫室型空氣集熱器的中空層，獲得的熱量后從 熱風(fēng)出口排出，流入干燥系統(tǒng)，加熱待干燥物料。溫室型空氣集熱器4的兩側(cè)墻上分別開設(shè)有通過自動控制系統(tǒng)控制的可開閉的 進排氣口 13，用于降低干燥室內(nèi)的溫度和濕度，所述的進排氣口 13設(shè)置在溫室型空氣集熱 器4的兩側(cè)墻的下部。在溫室型空氣集熱器4的中空層17的內(nèi)部設(shè)有拱形的集熱器隔板12，將中空層 17分成多個獨立的中空層分室18，確保吸收太陽能后熱量交換的均勻性。每個獨立的中空 層分室18的底板20上分別設(shè)有一個冷風(fēng)進口 15和對應(yīng)的熱風(fēng)出口 11。其中，熱管太陽能集熱器8由兩組由上至下水平放置熱管7和位于兩組熱管7之 間的循環(huán)風(fēng)機9組成，熱管7的放熱端位于溫室型空氣集熱器4的空腔的內(nèi)部，靠近干燥室 16，即熱管7的放熱端靠近溫室型空氣集熱器4的封閉端，熱管7的吸熱端穿過溫室型空氣 集熱器4的空腔的封閉端，即熱管7的吸熱端位于保溫層2的外面，用于吸收集熱系統(tǒng)外面 的太陽能。在循環(huán)風(fēng)機9的帶動下，將熱管太陽能集熱器8吸收的太陽能通過熱管7的放熱 端傳遞給干燥介質(zhì)，吸收了熱量的干燥介質(zhì)由風(fēng)機室21流向干燥室16，干燥待干燥物料。如圖1、2和3所示，包括放置待干燥物料的干燥室16、兩面蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10和導(dǎo)風(fēng)擋板6的干燥系統(tǒng)位于集熱系統(tǒng)的內(nèi)部空腔中，即干燥系統(tǒng)位于溫室型空氣集熱器4的拱 形的內(nèi)部空腔中，并靠近溫室型空氣集熱器4空腔的封閉門一端；蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10位于干燥 室16與溫室型空氣集熱器4的兩面?zhèn)葔χg。蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10由多根裝有相變蓄熱材料的獨立的金屬蓄熱管19構(gòu)成，用于將熱 能轉(zhuǎn)變成相變熱存儲，并且將干燥介質(zhì)均勻分配，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10的過風(fēng)率大于30% (所述 的過風(fēng)率為垂直于蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻墻體的過風(fēng)面積與蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻墻體迎風(fēng)面面積的百分率)。金屬蓄熱管19呈叉排或順排方式排列在干燥室16的兩側(cè)，形成所述的蓄熱導(dǎo)風(fēng) 墻10，實現(xiàn)所述的儲熱和均勻分配干燥介質(zhì)。金屬蓄熱管采用垂直、水平或傾斜排列方式進行排列布置，可以根據(jù)日照強度和 待干燥物料的量決定金屬蓄熱管的用量。蓄熱管19采用鋁質(zhì)材料，內(nèi)部裝有的相變材料為石蠟。下面結(jié)合附圖1-3詳細說明本發(fā)明太陽能木材干燥裝置的工作過程。本發(fā)明中干燥室16內(nèi)待干燥木材5的干燥溫度設(shè)定為T ；自動控制系統(tǒng)的熱電偶 溫度傳感器22 (圖中未標示)測定熱管太陽能集熱器8熱管放熱端24的溫度為T1 ；溫室型 空氣集熱器4的中空層17的溫度為T2,干燥室16內(nèi)的溫度為T3，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10的溫度為T4.1、待干燥木材放置于干燥室16內(nèi)，關(guān)閉溫室型空氣集熱器4的封閉門1后，將太 陽能干燥裝置置于陽光下，將熱管太陽能集熱器8的吸熱端23朝向太陽，以便充分吸收太 陽能；2、打開自動控制系統(tǒng)的電源，通過自動控制箱25設(shè)定待干燥木材5的干燥溫度T， 通過熱電偶溫度傳感器22實時測定T1、T2、T3、T4 ；3、自動控制系統(tǒng)根據(jù)測定的溫度T1、T2, T3, T4的值與木材設(shè)定干燥溫度T進行比 較，進行供熱、干燥木材；①當(dāng)T1-T3≥2，T3 < T時，即熱管太陽能集熱器8熱管放熱端24的溫度T1高于 干燥室16內(nèi)的溫度T32°C以上，并且干燥室16內(nèi)的溫度T3低于待干燥木材5的設(shè)定干燥 溫度時，循環(huán)風(fēng)機9啟動，對干燥室16內(nèi)的木材5進行升溫加熱、干燥；在循環(huán)風(fēng)機9的帶 動下，干燥介質(zhì)將從熱管太陽能集熱器8獲得的熱量傳遞給待干木材5和蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10，干 燥待干燥木材5，干燥室內(nèi)的溫度T3逐漸升高，蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10儲存熱量。②當(dāng)T2-T3≥2，T3 < T時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于木 材5的溫度T32°C以上，并且干燥室16內(nèi)的溫度T3低于待干燥木材5的設(shè)定干燥溫度時， 供熱風(fēng)機14啟動，在供熱風(fēng)機14的帶動下，干燥室16中的干燥介質(zhì)從溫室型空氣集熱器4 側(cè)墻底板20的冷風(fēng)進口 15流入溫室型空氣集熱器4的中空層17，吸收太陽能，獲得熱量， 形成熱空氣后從位于溫室型空氣集熱器4另一側(cè)墻底板20的熱風(fēng)出口 11排出，流入干燥 室16，為干燥室16供熱，用于加熱干燥室16內(nèi)的木材5和蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10，進行熱交換，換 熱后的空氣，再流入溫室型空氣集熱器4的中空層17，再次被加熱，形成熱空氣，循環(huán)往復(fù) 流入干燥室16進行熱量交換，加熱、干燥木材，并通過蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10儲存熱量，直到干燥室 16內(nèi)的溫度T3達到木材的設(shè)定干燥溫度T，供熱風(fēng)機14關(guān)閉。③當(dāng)T2-T≥2，T2-T3≤2時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于 木材5的設(shè)定干燥溫度T2°C以上時，并且溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于干燥室溫度T3不足2°C時，供熱風(fēng)機14停止工作，溫室型空氣集熱器4停止向干燥室16供 熱；循環(huán)風(fēng)機9始終處于工作狀態(tài)，熱管太陽能集熱器8始終向干燥室16內(nèi)的木材5和蓄 熱導(dǎo)風(fēng)板供熱。④當(dāng)T2-T彡2，T2-T3 > 2時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于 木材5的設(shè)定干燥溫度T2°C以上時，并且溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于 干燥室溫度T32°C時，供熱風(fēng)機14啟動，溫室型空氣集熱器4向干燥室16供熱；循環(huán)風(fēng)機9 始終處于工作狀態(tài)，熱管太陽能集熱器8始終向干燥室16內(nèi)的木材5和蓄熱導(dǎo)風(fēng)板供熱。⑤當(dāng)T2-T彡2, T2-T3 > 2時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于 木材5的設(shè)定干燥溫度T不足2V，并且溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于干 燥室溫度T32°C時，供熱風(fēng)機14啟動，溫室型空氣集熱器4向干燥室16供熱；循環(huán)風(fēng)機9始 終處于工作狀態(tài)，熱管太陽能集熱器8始終向干燥室16內(nèi)的木材5和蓄熱導(dǎo)風(fēng)板供熱。⑥當(dāng)T2-T彡2，T2-T3彡2時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于 木材5的設(shè)定干燥溫度T不足2V，并且溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于干 燥室溫度T3不足2°C時，供熱風(fēng)機14停止工作，溫室型空氣集熱器4停止向干燥室16供熱； 循環(huán)風(fēng)機9始終處于工作狀態(tài)，熱管太陽能集熱器8始終向干燥室16內(nèi)的木材5和蓄熱導(dǎo) 風(fēng)板供熱。⑦當(dāng)T3-T彡2時，即干燥室16內(nèi)的溫度T3高于木材5的設(shè)定干燥溫度T2°C以 上時，循環(huán)風(fēng)機9開啟，自動控制系統(tǒng)打開進排氣口 13，實現(xiàn)降溫和排濕，維持待干燥木材 的干燥溫度的穩(wěn)定，保證干燥后木材的質(zhì)量。⑧當(dāng)T2-T3彡2時，即溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2高于干燥室溫 度T3不足2°C時，供熱風(fēng)機14關(guān)閉，溫室型空氣集熱器4的中空層17即起到保溫作用。⑨當(dāng)T4 > T3，T1S T3，T2 ST3時，即蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10內(nèi)的溫度T4高于干燥室16內(nèi) 的溫度τ3，同時熱管太陽能集熱器8熱管放熱端24的溫度T1低于干燥室16內(nèi)的溫度T3, 溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2低于木材5的溫度T3時，循環(huán)風(fēng)機9啟動，將蓄 熱導(dǎo)風(fēng)墻儲存的熱量傳遞給干燥室，為干燥室16功能，干燥木材5。⑩當(dāng)T4彡T3，T1彡T3, T2 ( T3時，即蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻10內(nèi)的溫度T4小于或等于干燥 室16內(nèi)的溫度T3,同時熱管太陽能集熱器8熱管放熱端24的溫度T1低于干燥室16內(nèi)的 溫度T3，溫室型空氣集熱器4的中空層17的溫度T2低于木材5的溫度T3時，循環(huán)風(fēng)機9關(guān) 閉，停止工作。
權(quán)利要求
一種利用太陽能干燥木材的方法，包括如下步驟將待干燥的木材放置到干燥室(16)中并通過供熱裝置向干燥室(16)供熱，其中，供熱裝置包括熱管太陽能集熱器(8)和溫室型空氣集熱器(4)，熱管太陽能集熱器(8)位于干燥室(16)側(cè)面，溫室型空氣集熱器(4)具有呈拱形的內(nèi)腔，干燥室(16)位于其拱形內(nèi)腔中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述干燥室(16)內(nèi)具有位于干燥室(16) 兩側(cè)的蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻(10)和位于干燥室(16) —端的導(dǎo)風(fēng)擋板(6)，所述熱管太陽能集熱器 ⑶和溫室型空氣集熱器⑷收集的熱能向蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻供熱，使其儲存熱能，以便當(dāng)熱管太 陽能集熱器(8)和溫室型空氣集熱器(4)收集的熱能不足以向干燥室(16)供熱時，通過蓄 熱導(dǎo)風(fēng)墻儲存的熱能向干燥室(16)供熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是當(dāng)干燥室(16)內(nèi)溫度T3上升并高于木 材設(shè)定干燥溫度T時，供熱裝置停止向所述干燥室(16)供熱，以便在所述設(shè)定干燥溫度的 環(huán)境下對木材進行干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是實時檢測干燥室(16)內(nèi)的溫度T3、熱管太陽 能集熱器(8)中熱管放熱端的溫度T1、溫室型空氣集熱器(4)內(nèi)的溫度T2和蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻 (10)的溫度T4，按照以下步驟控制熱管太陽能集熱器(8)、溫室型空氣集熱器(4)、蓄熱導(dǎo) 風(fēng)墻(10)向干燥室(16)的供熱當(dāng)熱管太陽能集熱器⑶溫度T1高于干燥室(16)溫度T32°C時，通過熱管太陽能集熱 器(8)向干燥室(16)供熱；當(dāng)溫室型空氣集熱器(4)溫度T2高于干燥室(16)溫度T32°C時，通過溫室型空氣集熱 器(4)向干燥室(16)供熱；以及當(dāng)蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻(10)溫度T4高于干燥室(16)溫度T3時，通過蓄熱導(dǎo)風(fēng)墻(10)向干燥 室(16)供熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是當(dāng)干燥室(16)溫度T3高于木材設(shè)定干燥溫 度T2°C時，停止溫室型空氣集熱器(4)向干燥室(16)供熱，打開溫室型空氣集熱器(4)的 進排氣口(13)，以便降低干燥室(16)內(nèi)的溫度和濕度，維持設(shè)定干燥溫度的穩(wěn)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是通過啟動熱管太陽能集熱器(8)內(nèi)的循 環(huán)風(fēng)機(9)和溫室型空氣集熱器(4)內(nèi)的供熱風(fēng)機(14)，促使熱空氣在干燥室(16)內(nèi)流 動，對木材進行所述的干燥處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述具有呈拱形內(nèi)腔的溫室型空氣集熱 器(4)，一端封閉，另一端設(shè)可開閉的封閉門(1)，所述熱管太陽能集熱器(8)位于所述封閉 端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是所述溫室型空氣集熱器(4)的壁由表板(3) 和底板(20)疊置組成，表板(3)與底板(20)之間留有中空層(17)，干燥介質(zhì)流過中空層以 便吸收太陽能并將其轉(zhuǎn)化成熱能，用于干燥待干燥物料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征是所述溫室型空氣集熱器(4)一側(cè)壁底部的底 板(20)上設(shè)有熱風(fēng)出口(11)，另一側(cè)的底部的底板(20)上設(shè)有冷風(fēng)進口(15)，靠近冷風(fēng) 進口處設(shè)有供熱風(fēng)機(14)，干燥介質(zhì)在供熱風(fēng)機(14)的帶動下，從冷風(fēng)進口(15)流入溫室 型空氣集熱器(4)的中空層(17)獲得的熱量后從熱風(fēng)出口(11)排出，流入干燥室內(nèi)，加熱待干燥物料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是所述熱管太陽能集熱器(8)由熱管(7) 和循環(huán)風(fēng)機(9)組成，熱管(7)的放熱端靠近干燥室(16)，熱管(7)的吸熱端穿過所述溫室 型空氣集熱器(4)空腔的封閉端(2)位于其外部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用太陽能干燥木材的方法，該干燥方法包括將待干燥木材放置到干燥室(16)中；向干燥室供熱以及當(dāng)通過供熱使得干燥室(16)溫度T3上升并超過木材設(shè)定干燥溫度2℃時，停止溫室型集熱器(4)向所述干燥室(16)供熱，以便在所述設(shè)定干燥溫度的環(huán)境下對木材進行干燥。本發(fā)明利用太陽能干燥木材的方法運行穩(wěn)定，控溫靈活，干燥溫度能夠保持恒定，實現(xiàn)連續(xù)干燥；并且干燥能耗顯著減少，干燥成本降低，具有較好的干燥質(zhì)量；本發(fā)明方法太陽能集熱器面積大，熱效率高，轉(zhuǎn)化效率高。
文檔編號F24J2/32GK101907381SQ20101025277
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者伊松林, 張璧光, 王天龍, 高建民 申請人:北京林業(yè)大學(xué)