本發(fā)明涉及干燥除濕裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種太陽能集熱干燥系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

干燥作業(yè)涉及國民經(jīng)濟的廣泛領(lǐng)域，是許多工業(yè)行業(yè)不可或缺的工序，在糧食、食品、果品、煙草、藥材、木材、皮革、橡膠和陶瓷等許多工業(yè)產(chǎn)品的加工處理過程中，干燥作業(yè)對產(chǎn)品的質(zhì)量和成本影響很大。

太陽能干燥與常規(guī)能源干燥相比較，主要優(yōu)點能將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，可節(jié)省干燥過程所消耗的大量燃料，從而降低成本，提高經(jīng)濟效益。因而，在干燥行業(yè)，基于太陽能熱利用的干燥技術(shù)越來越成為行業(yè)關(guān)注的焦點。

太陽能聚光器直接關(guān)系到太陽能的利用率，日照跟蹤技術(shù)是太陽能熱發(fā)電聚光系統(tǒng)的重要組成和專有技術(shù)，是太陽能聚光器的組成。但低成本大規(guī)模跟蹤采光、聚光仍是行業(yè)的技術(shù)短板。對日跟蹤的聚光系統(tǒng)經(jīng)過長時間運行后，跟蹤裝置的精度會有所下降，同時故障也會經(jīng)常發(fā)生，這就要經(jīng)常校正精度和故障維護，嚴重影響了太陽能聚集熱量系統(tǒng)的效率。

綜上所述，如何提供一種能源消耗少且集熱、儲熱效率高的太陽能集熱干燥系統(tǒng)，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種太陽能集熱干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)能源消耗少且集熱、儲熱效率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種太陽能集熱干燥系統(tǒng)，包括：

用于向待干燥處理的干燥房中送風的送風裝置，所述送風裝置設(shè)有朝向外部的引風口以及朝向所述干燥房的送風口；

用于向所述送風裝置輸送熱能的熱泵裝置，所述熱泵裝置通過冷凝換熱器連接于所述送風裝置的中間風口；

通過供熱換熱器向所述送風裝置輸送熱能的相變蓄熱箱，所述相變蓄熱箱與所述供熱換熱器通過開關(guān)閥連接形成第一工質(zhì)循環(huán)回路；

利用菲涅爾透鏡進行太陽能集熱的菲涅爾集熱系統(tǒng)，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述供熱換熱器通過開關(guān)閥連接形成第二工質(zhì)循環(huán)回路。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)通過與所述相變蓄熱箱并聯(lián)以實現(xiàn)與所述供熱換熱器的連接，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述相變蓄熱箱的出口通過第一三通閥連接所述供熱換熱器的進口，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)與所述相變蓄熱箱的進口通過第二三通閥連接所述供熱換熱器的出口。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)通過集熱循環(huán)泵連接所述第一三通閥或第二三通閥，所述相變蓄熱箱通過供熱循環(huán)泵連接所述供熱換熱器。

優(yōu)選的，還包括用于控制當前熱源為單一熱源或組合熱源的控制裝置，所述控制裝置連接所述熱泵裝置、相變蓄熱箱和菲涅爾集熱系統(tǒng)；所述相變蓄熱箱設(shè)有蓄熱箱溫度傳感器。

優(yōu)選的，所述熱泵裝置包括壓縮機、節(jié)流閥和利用所述菲涅爾集熱系統(tǒng)的太陽能作為熱能的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的與所述菲涅爾集熱系統(tǒng)連接。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)為平面菲涅爾透射式向下聚光的線聚光光路系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱系統(tǒng)包括可分別獨立工作或組合工作的至少三個菲涅爾集熱單元，所述菲涅爾集熱單元包括菲涅爾透鏡、用于進行二次聚光的復合拋物面和用于接收所述復合拋物面的二次聚光的u形真空玻璃管，所述u形真空玻璃管用于進行熱能的輸出。

優(yōu)選的，所述菲涅爾集熱單元還包括用于調(diào)整自身的太陽光接收角度的聚光板，所述聚光板上設(shè)有若干個角度不同的棱形槽。

優(yōu)選的，所述干燥房內(nèi)設(shè)有便于形成有序的干燥風流向的布風板。

優(yōu)選的，所述相變蓄熱箱的相變蓄能材料為石蠟。

本發(fā)明所提供的系統(tǒng)包括菲涅爾線聚光太陽能集熱器、相變蓄熱箱以及空氣源作為熱源分別形成三個熱循環(huán)回路，可以彼此獨立，又能相互耦合構(gòu)成供熱循環(huán)回路。通過切換不同的工作運行模式，以滿足干燥的需求。本發(fā)明可以利用太陽能作為有較好日照輻射時的主要供熱源，夜間采用相變儲熱熱源，熱泵作為二者的輔助熱源；而在無光照條件下則采用空氣源熱泵單獨供熱干燥，例如陰雨天氣則采用空氣源熱泵單獨供熱。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；

圖2為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱系統(tǒng)示意圖；

圖3為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱循環(huán)單元的示意圖；

圖4為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)中菲涅爾集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明所提供的菲涅爾線聚光結(jié)合復合拋物面的剖視圖；

圖6為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)中相變蓄熱循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖；

圖7為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)中熱泵循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖。

圖1-7中：

1為菲涅爾集熱系統(tǒng)、101為真空管、102為菲涅爾透鏡、103復合拋物面、2為相變蓄熱箱、3為干燥房、4為供熱換熱器、5為冷凝加熱器、6為蒸發(fā)器、7為壓縮機、8為節(jié)流閥、9為排濕機構(gòu)、10為供熱循環(huán)泵、11為集熱循環(huán)泵、12為第一三通閥、13為第二三通閥、14為蓄熱箱溫度傳感器、15為引風口、16為第一風口、17為第二風口、18為第三風口、19為第四風口、20為第五風口、21為布風板、22為干燥房溫度傳感器、23為干燥房濕度傳感器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的核心是提供一種太陽能集熱干燥系統(tǒng)，該系統(tǒng)能源消耗少且集熱、儲熱效率高。

請參考圖1至圖7，圖1為本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)的系統(tǒng)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱循環(huán)單元的示意圖；圖4為本發(fā)明所提供的菲涅爾集熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明所提供的菲涅爾線聚光結(jié)合復合拋物面的剖視圖；圖6為本發(fā)明所提供的相變蓄熱循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖；圖7為本發(fā)明所提供的熱泵循環(huán)回路系統(tǒng)示意圖。

本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)上主要包括：送風裝置、熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1。其中，熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1均是為了給送風裝置提供熱能。

具體地，送風裝置用于向待干燥處理的干燥房3中送風，送風裝置設(shè)有朝向外部的引風口15以及朝向干燥房3的送風口。

熱泵裝置用于向送風裝置輸送熱能，熱泵裝置通過冷凝換熱器連接于送風裝置的中間風口。熱泵裝置可以為利用蒸發(fā)器6、壓縮機7工作的熱泵裝置。

相變蓄熱箱2通過供熱換熱器4向送風裝置輸送熱能，相變蓄熱箱2與供熱換熱器4通過開關(guān)閥連接形成第一工質(zhì)循環(huán)回路。

菲涅爾集熱系統(tǒng)1利用菲涅爾透鏡102進行太陽能集熱的，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與供熱換熱器4通過開關(guān)閥連接形成第二工質(zhì)循環(huán)回路。

本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)提供了三個供熱的裝置，分別為熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1，三者采用的是不同的集熱原理，均能夠向送風裝置提供熱能，目的是在不同的使用環(huán)境下運用不同的方式集熱，從而提高集熱的效率，使得系統(tǒng)可以最大限度地進行集熱并減少耗電量。需要說明的是，上述三個供熱的結(jié)構(gòu)可以分別構(gòu)成三個回路系統(tǒng)，三個可以獨立工作，也可以具有一定的耦合連接，由于三者均連接同一個送風裝置，從而使得系統(tǒng)趨于小型化，且靈活性更高?？蛇x的，關(guān)于三個供能結(jié)構(gòu)的連接方式，可以參考現(xiàn)有技術(shù)。

需要說明的是，上述相變蓄熱箱2可以通過與菲涅爾集熱系統(tǒng)1，獲得菲涅爾集熱系統(tǒng)1的熱能并進行存儲，當缺少日光時，相變蓄熱箱2即可以成為供能裝置為送風裝置提供熱能。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1通過與相變蓄熱箱2并聯(lián)以實現(xiàn)與供熱換熱器4的連接，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2的出口通過第一三通閥12連接供熱換熱器4的進口，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2的進口通過第二三通閥13連接供熱換熱器4的出口。

請參考圖1、圖2和圖6，其中，圖1為整體系統(tǒng)連接，圖2和圖6分別為菲涅爾集熱系統(tǒng)1回路和相變蓄熱箱2回路的示意圖。在圖1中，菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2并聯(lián)連接，并與供熱換熱器4連接，從而菲涅爾集熱系統(tǒng)1與相變蓄熱箱2共用主要干路。另外，由于采用三通閥的連接方式，使得菲涅爾集熱系統(tǒng)1、相變蓄熱箱2的回路工作僅由三通閥控制即可。即當需要二者同時工作時，將第一三通閥12和第二三通閥13完全打開；當需要其中一者工作僅需要打開兩個三通閥對應(yīng)的管路即可。

在上述實施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1通過集熱循環(huán)泵11連接第一三通閥12或第二三通閥13，相變蓄熱箱2通過供熱循環(huán)泵10連接供熱換熱器4。

需要說明的是，由于上述第一工質(zhì)循環(huán)回路和第二工質(zhì)循環(huán)回路均用于提供熱能，并需要使回路中的工質(zhì)進行循環(huán)，所以還需要設(shè)置提供循環(huán)動力的裝置，本實施例中，采用通過各回路中增加集熱循環(huán)泵11或供熱循環(huán)泵10的方式實現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)流動。當然，還可以通過其他的提供動力的方式，比如熱管管路等。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，還包括用于控制當前熱源為單一熱源或組合熱源的控制裝置，控制裝置連接熱泵裝置、相變蓄熱箱2和菲涅爾集熱系統(tǒng)1；相變蓄熱箱2設(shè)有蓄熱箱溫度傳感器14。

需要說明的是，上述控制裝置還應(yīng)當連接上述第一三通閥12和第二三通閥13，以便對環(huán)路的通斷進行控制。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，熱泵裝置包括壓縮機7、節(jié)流閥8和利用菲涅爾集熱系統(tǒng)1的太陽能作為熱能的蒸發(fā)器6，蒸發(fā)器6的與菲涅爾集熱系統(tǒng)1連接。

熱泵裝置利用壓縮機7與節(jié)流閥8驅(qū)動工質(zhì)的流動與傳熱，并將菲涅爾集熱系統(tǒng)1作為熱泵循環(huán)的蒸發(fā)器6的熱能源，冷凝水箱作為熱泵系統(tǒng)的冷凝器?？蛇x的，熱泵壓縮機7功率為四匹(2.94kw)，且單獨熱泵干燥時工作溫度可達50℃。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1為平面菲涅爾透射式向下聚光的線聚光光路系統(tǒng)。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱系統(tǒng)1包括可分別獨立工作或組合工作的至少三個菲涅爾集熱單元，菲涅爾集熱單元包括菲涅爾透鏡102、用于進行二次聚光的復合拋物面103和用于接收復合拋物面103的二次聚光的u形真空玻璃管，u形真空玻璃管用于進行熱能的輸出。

本實施例中的菲涅爾集熱系統(tǒng)1由n個菲涅爾集熱單元組成，每個集熱循環(huán)單元可單獨實現(xiàn)集熱回路，根據(jù)換熱量的需求，可對集熱循環(huán)單元進行組合。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，菲涅爾集熱單元還包括用于調(diào)整自身的太陽光接收角度的聚光板，聚光板上設(shè)有若干個角度不同的棱形槽。

在一個具體的實施例中，菲涅爾線聚光集熱器采光面積為8至12平方米，菲涅爾集熱系統(tǒng)1由若干個太陽能菲涅爾集熱單元拼接組成。同時，菲涅爾集熱系統(tǒng)1采用平面菲涅爾透射式向下聚光的線聚光光路系統(tǒng)，吸熱器采用u型真空玻璃管，運用變焦距設(shè)計方法，適當設(shè)計聚光板棱形槽的角度，調(diào)整真空管101安裝高度，通過與二次聚光技術(shù)相結(jié)合，使聚光焦斑始終落在吸熱用真空管101上，從而使得菲涅爾透鏡102透光率高達90％以上。

本實施例中采用菲涅爾線聚光結(jié)合復合拋物面103的二次聚光技術(shù)，使聚光焦斑始終落在吸熱用真空管101上，從而實現(xiàn)了免跟蹤聚光集熱，大大減少了集熱真空管101使用的數(shù)量，降低裝置成本。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，干燥房3內(nèi)設(shè)有便于形成有序的干燥風流向的布風板21。

可選的，本申請中的聚光鏡透光材料不是采用傳統(tǒng)的玻璃，而是用一種透明塑料(pmma)制作的pmma聚光鏡。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，相變蓄熱箱2的相變蓄能材料為石蠟。

在上述任意一個實施例的基礎(chǔ)之上，相變儲熱箱所在的循環(huán)回路系統(tǒng)請參考圖6，相變蓄能箱的蓄熱罐高1.5m，直徑為0.8m。相變蓄能箱的相變儲能材料選用石蠟作為儲能材料的主體，從而使得相變溫度達到70℃，使系統(tǒng)通過相變材料通過凝固和溶化有效地儲存和釋放大量能量。

可選的，相變儲熱箱的相變材料篩選自相變溫度約為60～80℃的相變材料，其具有較為合適的相變溫度和相變潛熱。

本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)采用免跟蹤菲涅爾線聚光太陽能集熱器、相變蓄熱箱2以及空氣源作為熱源分別形成三個熱循環(huán)回路，可以彼此獨立，又能相互耦合構(gòu)成供熱循環(huán)回路。

該系統(tǒng)包括菲涅爾線聚光太陽能集熱器、相變蓄熱箱2以及空氣源作為熱源分別形成三個熱循環(huán)回路，通過切換不同的工作運行模式，以滿足干燥的需求。本發(fā)明可以利用太陽能作為有較好日照輻射時的主要供熱源，夜間采用相變儲熱熱源，熱泵作為二者的輔助熱源；而在無光照條件下則采用空氣源熱泵單獨供熱干燥，例如陰雨天氣則采用空氣源熱泵單獨供熱。

經(jīng)過試驗和測試可以知道，熱泵干燥模式的耗電量遠大于三種供熱裝置聯(lián)合干燥模式的耗電量，而熱泵干燥模式的集熱量卻遠小于聯(lián)合干燥模式的集熱量，僅能達到其約一半的集熱效率。綜上可知，本發(fā)明所提供的系統(tǒng)干燥性能良好，有利于推動干燥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

本發(fā)明所提供的不同供熱裝置的組合能滿足用戶的多樣性需求，易于產(chǎn)品的配置和變型設(shè)計，同時又能保證這種配置變型可以滿足企業(yè)批量化生產(chǎn)的需求，有效促進產(chǎn)品研發(fā)、提高效率、降低成本。

除了上述各個實施例所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)，該太陽能集熱干燥系統(tǒng)的其他各部分的結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上對本發(fā)明所提供的太陽能集熱干燥系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。