Комплексная система сушки на солнечной энергии, собирающая, аккумулирующая и подающая тепло
Изобретение относится к технологии сушки с использованием солнечной энергии, более конкретно к комплексной системе сушки на солнечной энергии, выполненной с возможностью сбора тепла, аккумулирования тепла и подачи тепла. Система содержит гелиотеплицу, стеллаж (1) для аккумулирования тепла солнечной энергии, воздушный конденсатор (3), мокрый пылеуловитель (4) и трубки, и клапаны (9.1 - 9.12), соединяющие каждое устройство, и воздуходувки (2.1-2.3). Гелиотеплица представляет собой каркасную конструкцию, имеющую пол из перфорированных цементных плит (7). Стеллаж (1) для аккумулирования тепла солнечной энергии содержит верхнюю и нижнюю воздушные камеры (1.1), ряд трубок (1.3) для сбора и аккумулирования солнечной энергии и герметичную камеру. Воздушный конденсатор (3) представляет собой цилиндрическую конструкцию, стороны которой снабжены отверстиями для притока и оттока воздуха, и верхнее, и нижнее отверстия которого снабжены воздушными камерами (3.1), соединенными между собой воздушными трубками (3.2). Канал притока воздуха предусмотрен под полом гелиотеплицы, а два канала оттока воздуха предусмотрены выше пола. Нижняя воздушная камера воздушного конденсатора (3) соединена с мокрым пылеуловителем (4). Изобретение должно обеспечить высокие тепловую эффективность и скорость сушки. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.
[0001] Настоящее изобретение относится к технологии сушки с использованием солнечной энергии, более конкретно к комплексной системе сушки на солнечной энергии, выполненной с возможностью сбора тепла, аккумулирования тепла и подачи тепла.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] В последние годы, энергетический кризис и, как следствие, энергетическая "битва" усугубляются во всем мире, в то время как нынешняя структура использования энергии все еще в основном полагается на обычные источники энергии, такие как уголь, нефть и природный газ, которые при сжигании выделяют вредные вещества, такие как CO2, сажу, соединения серы и оксиды азота, и поэтому серьезно угрожает среде обитания человека. Таким образом, в последние годы бурно проводилась разработка новых источников энергии, но была сосредоточена только на промышленных проектах и городах, в то время как в сельском хозяйстве применяется только гелиотеплица, и нет очевидного прогресса, достигнутого в других аспектах.
[0003] В действительности, солнечная энергия может быть широко использована в сельских районах. Качество жизни сельских жителей должно быть в значительной степени улучшено, и сельские жители также ожидают быстро разбогатеть. Многие продукты в сельских районах необходимо высушивать, например, консервированные фрукты, включающие в себя обезвоженное манго, обезвоженные помидоры черри; сельскохозяйственную продукцию, включающую в себя рис, пшеницу, кукурузу, соевые бобы, рапс, цукаты, водоросли, агар, чай и капусту; различные виды свежих водных продуктов; засушенное на воздухе мясо, в том числе прессованная соленая утка и вяленое мясо; при этом сельскохозяйственные отходы используются в качестве топлива из биомассы, в том числе солома, древесные ветви, кора, корни. Сушка этих сельскохозяйственных продуктов, водных продуктов и отходов, образующихся в процессе производства агролесомелиорации, может снизить стоимость транспортировки этих товаров и продовольствия, так что экономическая эффективность в сельских районах может быть в значительной степени улучшена посредством перекрестных продаж. По сравнению с использованием обычного источника, который приводит к высокой стоимости производства, низкой тепловой эффективности и загрязнению окружающей среды, сушильное помещение на солнечной энергии, очевидно, снижает стоимость сушки и способствует улучшению дохода людей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Техническая проблема настоящего изобретения, которая должна быть решена, состоит в предоставлении комплексной системы сушки на солнечной энергии, выполненной с возможностью сбора тепла, аккумулирования тепла и подачи тепла, которая способна более полно использовать солнечную энергию посредством облучения и конвекции, имеет более высокую тепловую эффективность и скорость сушки по сравнению с обычной гелиотеплицей. Комплексная система сушки на солнечной энергии выполнена с возможностью обезвоживать фрукты и овощи и сушить другие сельскохозяйственные продукты и топливо из биомассы, имеющие температуру сушки между 40 и 70°C, а также может работать в ночное время.
[0005] Ввиду вышеописанных проблем, одной из задач настоящего изобретения является предоставление комплексной системы сушки на солнечной энергии, выполненной с возможностью сбора, аккумулирования и подачи тепла. Комплексная система сушки на солнечной энергии содержит: гелиотеплицу, стеллаж для аккумулирования солнечной энергии, воздушный конденсатор, мокрый пылеуловитель, трубки для подсоединения различных аппаратов, клапаны и вентиляторы, расположенные на трубках.
[0006] Гелиотеплица применяет герметичную конструкцию, а конструкция здания гелиотеплицы применяет каркасную конструкцию. Верхняя сторона и три солнечные стороны образованы панелями из сотового поликарбоната, панелями из высокопрочного стекла, панелями из оргстекла или панелями дневного света из фиброармированного пластика (ФАП). Теневая сторона представляет собой стену для аккумулирования энергии. Половицы гелиотеплицы применяют перфорированные бетонные полы. Перфорированные бетонные полы расположены над землей, пространство над перфорированными бетонными полами используется для размещения материалов, подлежащих сушке, а пространство под перфорированным бетонным полом используется для вентиляции.
[0007] Стеллаж для аккумулирования солнечной энергии содержит: верхнюю воздушную коробку, нижнюю воздушную коробку, множество трубок для сбора-аккумулирования солнечного тепла и герметичную камеру. Каждая трубка для сбора- аккумулирования солнечного тепла содержит воздушную трубку, выполненную с вентиляционными отверстиями на стенке этой трубки. Два конца каждой воздушной трубки сообщаются с верхней воздушной коробкой и с нижней воздушной коробкой соответственно. Стенка каждой воздушной трубки покрыта материалом для аккумулирования тепла. Герметичная камера образована путем огораживания верхней воздушной коробкой, нижней воздушной коробкой, передней прозрачной лицевой панелью, задней непрозрачной базовой пластиной и боковыми пластинами. Все трубки для сбора-аккумулирования солнечного тепла расположены внутри герметичной камеры.
[0008] Воздушный конденсатор находится в конструкции из цилиндра. Две стороны цилиндра выполнены с впуском воздуха и выпуском воздуха соответственно для введения и выведения воздуха. Два газовые камеры расположены у верхнего отверстия и нижнего отверстия цилиндра и сообщаются друг с другом через пучок газовых трубок для введения газа, подлежащего охлаждению.
[0009] Впуск газа выполнен под половицами гелиотеплицы, а два выпуска газа выполнены над половицами гелиотеплицы. Впуск газа и один выпуск газа из гелиотеплицы, верхняя воздушная коробка стеллажа для аккумулирования солнечной энергии, газовая камера, расположенная у верхней части воздушного конденсатора, и выпуск воздуха из воздушного конденсатора сообщаются через трубки. Другой выпуск газа из гелиотеплицы, нижняя воздушная коробка стеллажа для аккумулирования солнечной энергии и выпуск воздуха из воздушного конденсатора сообщаются через трубки. Газовая камера, расположенная у нижней части воздушного конденсатора, сообщается с мокрым пылеуловителем.
[0010] В приведенном выше техническом решении теплоаккумулирующий материал, нанесенный на стенку каждой воздушной трубки, представляет собой смесь искусственного цеолита и металлического порошка; и содержание искусственного цеолита превышает или равно 70 мас.% от общей массы смеси.
[0011] Кроме того, размер частиц искусственного цеолита меньше или равен 3 мм.
[0012] В приведенном выше техническом решении лицевая панель представляет собой стеклянную панель; а базовая пластина и боковые пластины представляют собой составные пластины, образованные пластиковыми пластинами и изоляционными пластинами.
[0013] В приведенном выше техническом решении стена для аккумулирования энергии гелиотеплицы построена с применением газобетона и теплоизоляционного слоя минеральной ваты и покрыта композитным строительным раствором для аккумулирования энергии или построена с применением пустотелых кирпичей, заполненных композитным строительным раствором для аккумулирования энергии. Преобразование тепла композитного строительного раствора для аккумулирования энергии больше или равно 60 кДж/кг.
[0014] В приведенном выше техническом решении верхняя сторона гелиотеплицы представляет собой одну наклонную пластину с большим уклоном. Верхняя сторона гелиотеплицы не ограничена этой формой, и также приемлема верхняя сторона с дугообразной или треугольной формой.
[0015] В приведенном выше техническом решении воздушный конденсатор и пучок газовых трубок, расположенных в нем, изготовлены из сплава 09CrCuSb.
[0016] В приведенном выше техническом решении гелиотеплица представляет собой дом с микродавлением, и давление в ней составляет между 30000 и 70000 Па, а предпочтительно 50000 Па.
[0017] По сравнению с предшествующим уровнем техники преимущества комплексной системы сушки на солнечной энергии по настоящему изобретению можно подытожить следующим образом: схема расположения конструктивно оптимизированной гелиотеплицы и стеллажа для аккумулирования солнечной энергии может применять комбинацию излучения и конвективного теплообмена, что имеет высокую тепловую эффективность и является энергосберегающим. Вся система сушки полностью использует солнечную энергию, имея, таким образом, низкую стоимость эксплуатации и является энергосберегающей и защищающей окружающую среду. Использование стеллажа для аккумулирования солнечной энергии также решает проблему, состоящую в том, что существующая гелиотеплица не приспособлена использовать солнечную энергию в ночное время. Система по изобретению приспособлена обезвоживать фрукты и овощи, а также сушить другие сельскохозяйственные продукты и топливо из биомассы, имеющие температуру сушки между 40 и 70°C, таким образом имея положительный эффект в повышении сельскохозяйственной экономической выгоды и в снижении стоимости промышленной транспортировки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0018] Фиг. 1 представляет собой схему комплексной системы сушки на солнечной энергии, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
[0019] Фиг. 2 представляет собой структурную схему стеллажа для аккумулирования солнечной энергии с фиг. 1;
[0020] Фиг. 3 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии А-А на фиг. 2;
[0021] Фиг. 4 представляет собой поперечное сечение трубки для сбора-аккумулирования солнечного тепла с фиг. 2;
[0022] Фиг. 5 представляет собой схему конструкции воздушного конденсатора с фиг. 1; и
[0023] Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе, выполненном по линии В-В на фиг. 5.
[0024] На чертежах используются следующие ссылочные позиции: 1. Стеллаж для аккумулирования солнечной энергии; 1.1. Воздушная коробка; 1.2. Воздушная трубка; 1.3. Трубка для сбора-аккумулирования солнечного тепла; 1.4. Лицевая панель; 1.5. Базовая пластина; 2.1, 2.2, 2.3. Вентиляторы; 3. Воздушный конденсатор; 3.1. Газовая камера; 3.2. Газовая трубка; 3.3. Кожух конденсатора; 4. Мокрый пылеуловитель; 5. Панель из сотового поликарбоната; 6. Стена для аккумулирования энергии; 7. Перфорированные бетонные полы; 8. Материалы и 9.1-9.12. Клапаны.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0025] Для дополнительной иллюстрации изобретения, опыты, детализирующие комплексную систему сушки на солнечной энергии, описаны ниже в сочетании с чертежами.
[0026] Комплексная система сушки на солнечной энергии, выполненная с возможностью сбора, аккумулирования и подачи тепла, согласно изобретению, показана на фиг. 1. Система содержит: гелиотеплицу, стеллаж 1 для аккумулирования солнечной энергии, воздушный конденсатор 3, мокрый пылеуловитель 4, трубки для соединения различных аппаратов, клапаны 9.1-9.12 и вентиляторы 2.1-2.3, расположенные на трубках, которые конкретно описаны, как указано далее.
[0027] Схема расположения гелиотеплицы меняется в соответствии с различными районами ее расположения и основана на том принципе, что передняя сторона должна быть обращена к направлению самого сильного солнечного излучения, и гелиотеплица в северном полушарии, как правило, располагается так, что передняя сторона обращена к югу, а задняя сторона обращена к северу. Конструкция здания гелиотеплицы принимает вид каркасной конструкции. Верхняя сторона и солнечные стороны на востоке, западе и юге гелиотеплицы образованы панелями 5 из сотового поликарбоната. Панели 5 из сотового поликарбоната имеют следующие физические свойства: высокая прочность (ее сопротивление удару составляет 40-крат от прочности обычного стекла и 20-крат от ФАП (фиброармированный пластик)), 90% прозрачности, хорошая теплоизоляционная способность (которая равна 2-кратной от теплоизоляционной способности обычного стекла), легкий вес (который равен 1/5 от веса обычного стекла), огнестойкость и неподверженность конденсации. Теневая сторона на севере гелиотеплицы представляет собой стену 6 для аккумулирования энергии. Стена 6 для аккумулирования энергии гелиотеплицы построена с помощью газобетона и теплоизоляционного слоя минеральной ваты и покрыта композитным строительным раствором для аккумулирования энергии, или построена с помощью пустотелых кирпичей, заполненных композитным строительным раствором для аккумулирования энергии. Композитный строительный раствор для аккумулирования энергии приготавливают смешиванием графитового порошка, пепла из электростанции, работающей на биомассе, цементного раствора и воды на месте строительства, и преобразование тепла в композитном строительном растворе для аккумулирования энергии больше или равно 60 кДж/кг. Здания или конструкции на солнечной энергии обычно применяют треугольные крыши, и предпочтительный вариант осуществления в настоящем изобретении применяет одну верхнюю сторону с большим уклоном с целью увеличения площади поверхности нагрева от солнечной энергии. Половицы гелиотеплицы применяют перфорированные бетонные полы 7, и перфорированные бетонные полы 7 располагаются в положении одного метра над землей. Пространство над перфорированными бетонными полами 7 используется для размещения материалов 8, подлежащих сушке, а пространство под перфорированными бетонными полами 7 используется для вентиляции. Для того чтобы усилить эффект аккумулирования тепла, внутренняя поверхность стены 6 для аккумулирования энергии и поверхности перфорированных бетонных полов 7 покрыты слоем композитного строительного раствора для аккумулирования энергии, имеющим толщину 20 мм. Восточная сторона и западная сторона гелиотеплицы (две стороны, которые параллельны бумаге на фиг. 1) выполнены с герметичной дверью соответственно для помещения и извлечения материалов 8. На гелиотеплице не выполняется никаких окон, и требуется уплотнение местоположений соединений между металлоконструкциями и панелями 5 из сотового поликарбоната для обеспечения герметичного выполнения всей гелиотеплицы. Внутренняя поверхность гелиотеплицы покрыта отражающим в дальнем инфракрасном диапазоне покрытием, чтобы обеспечить хороший эффект аккумулирования тепла и однородную температуру в ней.
[0028] Как показано на фиг. 2-4, стеллаж 1 для аккумулирования солнечной энергии содержит: верхнюю воздушную коробку 1.1, нижнюю воздушную коробку 1.1, множество трубок 1.3 для сбора-аккумулирования солнечного тепла и герметичную камеру. Каждая трубка 1.3 для сбора-аккумулирования солнечного тепла содержит воздушную трубку 1.2, выполненную с вентиляционными отверстиями в стенке этой трубки. Два конца каждой воздушной трубки 1.2 сообщаются с верхней воздушной коробкой 1.1 и нижней воздушной коробкой 1.1 соответственно. Стенка каждой воздушной трубки 1.2 покрыта материалом для аккумулирования тепла. Герметичная камера образована путем огораживания верхней воздушной коробкой 1.1, нижней воздушной коробкой 1.1, передней прозрачной лицевой панелью 1.4, задней непрозрачной базовой пластиной 1.5 и боковыми пластинами. Все трубки 1.3 для сбора-аккумулирования солнечного тепла расположены внутри герметичной камеры. Теплоаккумулирующий материал в данном варианте осуществления представляет собой смесь искусственного цеолита и металлического порошка, и содержание искусственного цеолита превышает или равно 70 мас.% от общей массы смеси. Искусственный цеолит выполняет функцию аккумулирования тепла, в то время как металлический порошок в первую очередь выполняет функцию теплопроводности. Лицевая панель 1.4 представляет собой стеклянную пластину, которая позволяет проходить через нее солнечному свету и, следовательно, сохраняет тепло. Базовая пластина 1.5 и боковые пластины представляют собой составные пластины, образованные пластиковыми пластинами и изоляционными пластинами, которые имеют плохую теплопроводность, но относительно хорошую прочность, таким образом, выполняя функцию в сохранении тепла и обеспечения поддержки. Режим аккумулирования тепла по настоящему изобретению применяет аккумулирование тепла типа твердого адсорбента, который превосходит ощутимый способ аккумулирования тепла в его продолжительном периоде аккумулирования тепла, в том, что нет необходимости в особом сохранении тепла устройства аккумулирования тепла, и в низком первоначальном капиталовложении, а также превосходит скрытое аккумулирование тепла в его большой плотности аккумулирования энергии. Требуется, чтобы твердый теплоаккумулирующий материал обладал следующими свойствами: 1) высокая плотность аккумулирования энергии; 2) достаточный товарный запас и низкая цена; 3) безвредные и коррозионноустойчивые материалы; 4) повторное использование и регенерация; 5) большая поглощающая способность и относительная чувствительность к температуре в диапазоне от 30 до 100°С; 6) маленькое поглощение, низкая температура регенерации, небольшой остаток после десорбции адсорбата. Материалы, которые в настоящее время удовлетворяют вышеуказанным требованиям, включают в себя цеолит, активированный уголь, силикагель, активированный оксид алюминия и волокна из активированного угля; а соответствующий адсорбат включает в себя воду, метанол, этанол, аммиак и хлорфторуглероды. Размер частиц искусственного цеолита меньше или равен 3 мм. Эффективная плотность аккумулирования тепла искусственного цеолита обычно находится между 600 и 700 кДж/кг, что позволяет трубкам 1.3 для сбора- аккумулирования солнечного тепла иметь относительно высокую тепловую эффективность. Относительно небольшой размер частиц выбран для гарантии того, что газ полностью контактирует с искусственным цеолитом. Длина и диаметр трубок 1.3 для сбора-аккумулирования солнечного тепла определяются в соответствии с нагрузкой гелиотеплицы. Чем больше нагрузка гелиотеплицы, тем больше длина и тем больше диаметр трубок 1.3 для сбора- аккумулирования солнечного тепла; и наоборот.
[0029] Воздушный конденсатор 3, показан на фиг. 5-6. Кожух 3.3 конденсатора исполняется в конструкции цилиндра. Две стороны цилиндра выполнены с впуском воздуха и выпуском воздуха соответственно для введения и выведения воздуха. Две газовые камеры 3.1 расположены у верхнего отверстия и нижнего отверстия цилиндра и сообщаются друг с другом через пучок газовых трубок 3.2 для введения газа, подлежащего охлаждению. Учитывая, что газ с высокой температурой и с высокой влажностью вызывает коррозию в определенной степени, воздушный конденсатор 3 и пучок газовых трубок 3.2, расположенных в нем, изготовлены из стали, предпочтительно из сплава 09CrCuSb, а поверхности газовых трубок покрыты тремя слоями антикоррозийных покрытий. Таким образом, газ с высокой температурой и высокой влажностью течет в пучке газовых трубок 3.2 с высокой скоростью, в то время как воздух с нормальной температурой течет снаружи пучка газовых трубок 3.2. После теплообмена, конденсированная вода сливается, а воздух с нормальной температурой после нагрева используется для сушки материалов в гелиотеплице.
[0030] Мокрый пылеуловитель 4 используется для удаления пыли в газе, и его КПД превышает 99%.
[0031] Аппараты всей системы сушки соединены, как на фиг. 1. Впуск газа выполнен под половицами гелиотеплицы, а два выпуска газа выполнены выше половиц гелиотеплицы с тем, чтобы создать условия для направления потока в гелиотеплице, чтобы удовлетворять правилу, при котором конвективный поток поднимается. Впуск газа и один выпуск газа гелиотеплицы, верхняя воздушная коробка 1.1 стеллажа 1 для аккумулирования солнечной энергии, газовая камера 3.1, расположенная в верхней части воздушного конденсатора 3, и выпуск воздуха воздушного конденсатора 3 сообщаются через трубки. Другой выпуск газа из гелиотеплицы, нижняя воздушная коробка 1.1 стеллажа 1 для аккумулирования солнечной энергии и выпуск воздуха воздушного конденсатора 3 сообщаются через трубки. Клапаны 9.1-9.12 и вентиляторы 2.1-2.3 расположены в необходимых местоположениях трубок для реализации различных условий работы. Некоторые соответствующие местоположения гелиотеплицы выполнены с инструментами обнаружения, такими как индикаторы температуры и манометры, которые используются для наблюдения и управления рабочим состоянием всей системы техническим персоналом в диспетчерской. Газовая камера 3.1, расположенная у нижней части воздушного конденсатора 3, сообщается с мокрым пылеуловителем 4.
[0032] Принцип работы комплексной системы сушки на солнечной энергии согласно данному изобретению заключается в следующем:
[0033] 1) В дневное время, материалы 8, подлежащие сушке, помещаются в гелиотеплицу, а герметичные двери закрываются, чтобы привести гелиотеплицу в герметичное состояние;
[0034] 1.2) Запускается вентилятор 2.3, и открываются клапаны 9.11, 9.12, в то время как другие клапаны и вентиляторы находятся в закрытом состоянии. Воздух непрерывно вытягивается из гелиотеплицы до тех пор, пока давление в гелиотеплице не достигает примерно 50000 Паскаль. Из теста сушки древесной коры, в качестве материала 8, показано, что скорость обезвоживания материалов 8 при таком режиме давления, примерно, на 15%-20% выше, чем при нормальном давлении, таким образом, эффективность сушки материалов 8 результативно улучшается. Кроме того, может быть полностью реализовано поддерживание давления в гелиотеплице, примерно, при 50000 Па, следовательно, стоимость может регулироваться в относительно низком диапазоне;
[0035] 1.3) Когда манометр в диспетчерской указывает, что давление внутри гелиотеплице достигает 50000 Па, вентилятор 2.3 выключается, а все клапаны закрываются, чтобы привести внутреннюю сторону гелиотеплицы в герметичное состояние. Когда воздух снаружи гелиотеплицы проникает внутрь, а давление в гелиотеплице повышается до ≥60000 Па, операции на этапах 1.2) и 1.3) повторяются для обеспечения давления в ней до ≤50000 Па;
[0036] 1.4) Когда температура помещения в гелиотеплице увеличивается, вода на поверхности материалов 8 начинает испаряться при температуре больше, чем 30°С. Когда гигрометр влажности в диспетчерской показывает, что относительная влажность внутри гелиотеплицы достигает ≥90%, вентилятор 2.3 запускается и клапаны 9.11, 9.9 открываются, в то время как другие клапаны и вентиляторы закрыты, так что газ с высокой температурой и высокой влажностью в гелиотеплице вводится в воздушный конденсатор 3. В то же время, вентилятор 2.2 запускается для извлечения воздуха с нормальной температурой, чтобы охладить газ с высокой температурой и высокой влажностью. Охлажденный газ с высокой температурой и высокой влажностью и конденсированная вода сбрасываются в мокрый пылеуловитель 4, в то время как воздух с нормальной температурой нагревается и транспортируется в гелиотеплицу, чтобы высушить материалы. Затем клапаны 9.7, 9.8, 9.10 открываются, а клапаны 9.1, 9.2, 9.5 и вентилятор 2.1 закрываются, таким образом, гелиотеплица находится в стоянии принудительной конвекционной тепловой сушки. Скорость воздуха регулируется примерно между 2 и 2,5 м/с;
[0037] 1.5) Когда гигрометр влажности в диспетчерской показывает, что относительная влажность в гелиотеплице ≤40%, все вентиляторы и клапаны закрываются, чтобы привести гелиотеплицу в герметичное состояние, этапы 1.1)-1.4) повторяются, так что материалы непрерывно сушатся солнечной энергией.
[0038] Ночью, после захода солнца гелиотеплица поддерживается только за счет тепла, аккумулированного стеной 6 для аккумулирования энергии и перфорированных бетонных полов 7, которого, очевидно, недостаточно по отношению к дневному времени. Таким образом, для того, чтобы поддерживать хорошее состояние сушки, солнечная энергия, собранная и аккумулированная стеллажом 1 для аккумулирования солнечной энергии в дневное время, должна находиться в зависимости. Стеллаж 1 для аккумулирования солнечной энергии работает следующим образом:
[0039] 2.1) Процесс аккумулирования тепла в стеллаже для аккумулирования солнечной энергии в дневное время, как правило, происходит следующим образом: в дневное время частицы искусственного цеолита поглощают солнечную энергию и их температура повышается, вода начинает выделяться из искусственного цеолита, а стеллаж 1 для аккумулирования солнечной энергии начинает аккумулировать тепло. Для того чтобы облегчить процесс, клапаны 9.1, 9.4 открываются и вентилятор 2.2 запускается, когда гелиотеплица находится в состоянии принудительной конвекции тепловой сушки, в результате чего часть воздуха, нагретого воздушным конденсатором 3 вводится в стеллаж 1 для аккумулирования солнечной энергии, чтобы унести выделенный водяной пар, а полученный газ с высокой температурой и с высокой влажностью поступает в воздушный конденсатор 3. Когда влажность газа в выпуске стеллажа 1 для аккумулирования солнечной энергии становится меньше 50%, клапаны 9.1, 9.4, 9.5 и вентилятор 2.1 могут быть закрыты, чтобы транспортировать весь воздух нормальной температуры после нагрева воздушным конденсатором в гелиотеплицу;
[0040] 2.2) Когда температура в гелиотеплице снижается до 28°C и ниже, аккумулированное тепло в стеллаже 1 для аккумулирования солнечной энергии используется для сушки материалов 8. Тогда клапаны 9.1, 9.4, 9.6, 9.12 закрываются, а все другие клапаны и вентиляторы запускаются. Этот процесс не будет остановлен до тех пор, пока эта температура стеллажа 1 для аккумулирования солнечной энергии не станет не ниже чем температура гелиотеплицы.
[0041] Ключом комплексной системы сушки на солнечной энергии согласно настоящему изобретению является схема расположения гелиотеплицы и стеллажа для аккумулирования солнечной энергии. Система, объединенная с теплоснабжением, сбором тепла и аккумулированием тепла в целом имеет высокую тепловую эффективность и способна использовать солнечную энергию в ночное время. Кроме того, технология сушки на солнечной энергии при микродавлении используется для повышения скорости сушки и обезвоживания, а организация воздушного потока для сушки также разумно спроектирована. Объем защиты настоящего изобретения не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления. Специалистам в области техники будет очевидно, что изменения и модификации могут быть сделаны без отступления от настоящего изобретения в его более широких аспектах. Например, предпочтительная схема согласно настоящему изобретению применяет панели 5 из сотового поликарбоната в верхней части и трех солнечных сторонах, но также возможно использование ударопрочных стеклянных панелей, панелей из оргстекла и ФАП-панелей дневного света. Теплоаккумулирующий материал в трубках 1.3 для сбора-аккумулирования солнечного тепла, применяющий искусственный цеолит, является также предпочтительной технической схемой по настоящему изобретению, поскольку искусственный цеолит имеет высокую плотность аккумулирования тепла, стабильное аккумулирование тепла и низкую стоимость производства, тогда как другие подходящие обычные твердые материалы для аккумулирования энергии также могут быть приняты, такие как, активированный уголь, силикагель, активированный оксид алюминия и волокно из активированного угля. Лицевая панель 1.4 и базовая пластина 1.5, форма верхней стороны гелиотеплицы, материал стены для аккумулирования энергии также могут быть отрегулированы в соответствии с практическими условиями. Воздушный конденсатор 3 не ограничивается Nd-сталью, и также может быть изготовлен из других материалов, обладающих хорошей эффективностью теплопередачи и хорошей антикоррозийной характеристикой. Регулирование давления внутри гелиотеплицы при 50000 Па в течение нормальной работы является выбором, который учитывает факторы, включающие в себя эксплуатацию, технический эффект и себестоимость. Давление, регулируемое между 30000 и 70000 Па, может также достичь хорошего результата. Таким образом, целью прилагаемой формулы изобретения является охватить все такие изменения и модификации, которые попадают в рамки сущности и объема настоящего изобретения.
1. Комплексная система сушки на солнечной энергии, выполненная с возможностью сбора, аккумулирования и подачи тепла, отличающаяся тем, что
комплексная система сушки на солнечной энергии содержит: гелиотеплицу, стеллаж (1) для аккумулирования солнечной энергии, воздушный конденсатор (3), мокрый пылеуловитель (4), трубки для подсоединения различных аппаратов и клапаны, и вентиляторы, расположенные на трубках;
гелиотеплица применяет герметичную конструкцию, а конструкция здания гелиотеплицы применяет каркасную конструкцию; верхняя сторона и три солнечные стороны образованы панелями (5) из сотового поликарбоната, панелями из высокопрочного стекла, панелями из оргстекла или панелями дневного света из фиброармированного пластика (ФАП); теневая сторона представляет собой стену (6) для аккумулирования энергии; половицы гелиотеплицы применяют перфорированные бетонные полы (7); перфорированные бетонные полы (7) расположены над землей, пространство над перфорированными бетонными полами (7) используется для размещения подлежащих сушке материалов (8), а пространство под перфорированными бетонными полами (7) используется для вентиляции;
стеллаж (1) для аккумулирования солнечной энергии содержит: верхнюю воздушную коробку (1.1), нижнюю воздушную коробку (1.1), множество трубок (1.3) для сбора-аккумулирования солнечного тепла и герметичную камеру; причем каждая трубка (1.3) для сбора-аккумулирования солнечного тепла содержит воздушную трубку (1.2), выполненную с вентиляционными отверстиями на стенке этой трубки; причем два конца каждой воздушной трубки (1.2) сообщаются с верхней воздушной коробкой (1.1) и с нижней воздушной коробкой (1.1) соответственно; стенка каждой воздушной трубки (1.2) покрыта теплоаккумулирующим материалом; причем герметичная камера образована путем огораживания верхней воздушной коробкой (1.1), нижней воздушной коробкой (1.1), передней прозрачной лицевой панелью (1.4), задней непрозрачной базовой пластиной (1.5) и боковыми пластинами; причем все трубки (1.3) для сбора-аккумулирования солнечного тепла расположены внутри герметичной камеры;
воздушный конденсатор (3) находится в конструкции из цилиндра; причем две стороны цилиндра выполнены с впуском воздуха и выпуском воздуха соответственно для введения и выведения воздуха; две газовые камеры (3.1) расположены у верхнего отверстия и нижнего отверстия цилиндра и сообщаются друг с другом через пучок газовых трубок (3.2) для введения газа, подлежащего охлаждению; и
впуск газа выполнен под половицами гелиотеплицы, а два выпуска газа выполнены над половицами гелиотеплицы; причем впуск газа и один выпуск газа из гелиотеплицы, верхняя воздушная коробка (1.1) стеллажа (1) для аккумулирования солнечной энергии, газовая камера (3.1), расположенная у верхней части воздушного конденсатора (3), и выпуск воздуха из воздушного конденсатора (3) сообщаются через трубки; причем другой выпуск газа из гелиотеплицы, нижняя воздушная коробка (1.1) стеллажа (1) для аккумулирования солнечной энергии и выпуск воздуха из воздушного конденсатора (3) сообщаются через трубки; и причем газовая камера (3.1), расположенная у нижней части воздушного конденсатора (3), сообщается с мокрым пылеуловителем (4).
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что теплоаккумулирующий материал, нанесенный на стенку каждой воздушной трубки (1.2), представляет собой смесь искусственного цеолита и металлического порошка; и содержание искусственного цеолита превышает или равно 70 мас.% от общей массы смеси.
3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что размер частиц искусственного цеолита меньше или равен 3 мм.
4. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что лицевая панель (1.4) представляет собой стеклянную пластину; а базовая пластина (1.5) и боковые пластины представляют собой составные пластины, образованные пластиковыми пластинами и изоляционными пластинами.
5. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что стена (6) для аккумулирования энергии гелиотеплицы построена с применением газобетона и теплоизоляционного слоя минеральной ваты и покрыта композитным строительным раствором для аккумулирования энергии или построена с применением пустотелых кирпичей, заполненных композитным строительным раствором для аккумулирования энергии; и преобразование тепла композитного строительного раствора для аккумулирования энергии больше или равно 60 кДж/кг.
6. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что верхняя сторона гелиотеплицы представляет собой одну наклонную пластину с большим уклоном.
7. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что воздушный конденсатор (3) и пучок газовых трубок (3.2), расположенных в нем, изготовлены из сплава 09CrCuSb.
8. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что гелиотеплица представляет собой дом с микродавлением, и давление в ней составляет от 30000 до 70000 Па.
9. Система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что гелиотеплица представляет собой дом с микродавлением, и давление в ней составляет 50000 Па.
