一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種蒸汽干燥系統(tǒng)，特別涉及一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，屬于太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去的幾百年里，大量消耗了煤炭、石油、天然氣等不可再生的化石能源且即將被耗盡，面對新的能源危機(jī)，世界眾多國家正在全力發(fā)展可再生能源，而太陽能作為一種持久、清潔、免費(fèi)的可再生能源，因此太陽能利用的研究和推廣日益受到人們的關(guān)注和重視。隨著太陽能光熱利用技術(shù)的日趨成熟，太陽能的開發(fā)、利用與人們的生產(chǎn)、生活之間的聯(lián)系也越來越緊密。其中，太陽能蒸汽因其無污染、對環(huán)境友好等特點(diǎn)而逐漸受到重視，并在發(fā)電、化工、印染、海水淡化等領(lǐng)域獲得推廣應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有的蒸汽干燥系統(tǒng)，多采用鍋爐加熱的方式產(chǎn)生飽和蒸汽，然后通過空氣換熱器加熱室內(nèi)空氣的方式或者直接向室內(nèi)吹干蒸汽的方式進(jìn)行干燥，但是這種蒸汽干燥過程需要消耗大量的化石、木材燃料，同時(shí)排放溫室氣體，和當(dāng)前社會倡導(dǎo)的節(jié)能減排、綠色高效用能政策相悖。因此，可以使用太陽能蒸汽作為蒸汽干燥系統(tǒng)的替代熱源。
[0004]太陽能蒸汽的產(chǎn)生方法有多種，比如真空管熱水器、碟式集熱器、槽式集熱器、塔式集熱器、CPC集熱器等，其中槽式集熱器是技術(shù)相對成熟、產(chǎn)能效率較高、成本可控的一種太陽能蒸汽產(chǎn)生裝置，在大、小規(guī)模的中高溫用熱領(lǐng)域都有推廣應(yīng)用。
[0005]采用槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)能夠有效解決蒸汽干燥領(lǐng)域中蒸汽產(chǎn)生與節(jié)能減排不相容的問題，此外，本系統(tǒng)易持續(xù)獲得150°C的飽和蒸汽，能夠穩(wěn)定維持干燥所需的熱能需求，并且具有較高的產(chǎn)品加熱效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型解決的問題之一是:克服現(xiàn)有蒸汽干燥技術(shù)中排放溫室氣體的缺點(diǎn)，提供一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)將槽式集熱器和蒸汽干燥裝置相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種高效、綠能的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)。
[0007]本實(shí)用新型解決的問題之二是:克服太陽能熱利用技術(shù)中蒸汽輸出不穩(wěn)定的不足，通過交流加熱管、石墨烯相變儲能器分別實(shí)現(xiàn)太陽能的補(bǔ)充和充放功能，動態(tài)調(diào)節(jié)蒸汽的輸出，從而實(shí)現(xiàn)干燥室溫度的平穩(wěn)化。
[0008]本實(shí)用新型解決的問題之三是:解決干燥技術(shù)余熱浪費(fèi)的問題，太陽能蒸汽管道上的預(yù)熱器與干燥室風(fēng)道連接，使用干燥余熱進(jìn)行蒸汽用水的預(yù)加熱過程。
[0009]本實(shí)用新型主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)、太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)。所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括太陽能槽式集熱器、蒸汽發(fā)生器、循環(huán)油栗;所述太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)包括汽水分離器、空氣換熱器、干燥室;所述干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)、除濕器、預(yù)熱器構(gòu)成;所述太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)由直流加熱器、石墨烯相變儲能器、電磁閥門、測溫探頭、溫度控制器構(gòu)成。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):(I)采用槽式集熱器作為太陽能蒸汽的生產(chǎn)裝置，短時(shí)間內(nèi)可以獲得大量太陽能，有助于提高太陽能利用效率。(2)用導(dǎo)熱油作為太陽能集熱器循環(huán)介質(zhì)，可獲得較高的集熱溫度，易產(chǎn)生中溫飽和蒸汽。(3)蒸汽發(fā)生器使用銅質(zhì)換熱盤管并用交流加熱器輔助加熱，保證換熱效率的同時(shí)也能保證蒸汽的產(chǎn)出效率。(4)太陽能蒸汽作為干燥系統(tǒng)的熱源，清潔環(huán)保，不會產(chǎn)生溫室氣體。(5)循環(huán)水預(yù)熱過程采用干燥余熱利用的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)余熱的二次利用功能，有效提高能源利用效率。(6)溫度壓力控制器可根據(jù)干燥室溫度、蒸汽發(fā)生器內(nèi)部壓力動態(tài)調(diào)整交流加熱器和石墨烯相變儲能器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)太陽能的補(bǔ)充和存儲功能。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型蒸汽發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型空氣換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型溫度壓力控制器工作原理圖。
[0015]附圖標(biāo)記說明:I太陽能槽式聚光鏡，2太陽能腔體吸收器，3石墨烯相變儲能器，4電磁閥門，5止回閥，6繼電器，7交流加熱器，8變送式壓力表，9蒸汽發(fā)生器，10循環(huán)油栗，11汽水分離器，12循環(huán)風(fēng)機(jī)，13預(yù)熱器，14溫度壓力控制器，15測溫探頭，16空氣換熱器，17干燥室，18除濕器，19導(dǎo)熱油進(jìn)口，20銅質(zhì)換熱盤管，21導(dǎo)熱油出口，22蒸汽出口，23循環(huán)水進(jìn)口，24干蒸汽入口，25換熱翅片，26循環(huán)水出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明:在下面的描述中，將逐個描述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)、干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)、太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)這四個方面。為便于解釋，將陳述特定的配置和細(xì)節(jié)。
[0017]如圖1、2所示，太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括太陽能槽式聚光鏡(1)、太陽能腔體吸收器(2)、循環(huán)油栗(10)和蒸汽發(fā)生器(9)。所述蒸汽發(fā)生器(9)包括導(dǎo)熱油進(jìn)口(19)、銅質(zhì)換熱盤管(20)、導(dǎo)熱油出口(21)、蒸汽出口(22)、循環(huán)水進(jìn)口(23)、變送式壓力表(8)、交流加熱器(6)和繼電器(7)。所述太陽能腔體吸收器(2)與循環(huán)油栗(10)、蒸汽發(fā)生器(9)通過循環(huán)管道連接，太陽能腔體吸收器(2)吸收太陽光經(jīng)過太陽能槽式聚光鏡(I)匯聚到腔體“V”型吸收面上的太陽能，并把太陽能傳遞給其內(nèi)部的導(dǎo)熱油，循環(huán)油栗(10)促使管道內(nèi)部導(dǎo)熱油不斷流經(jīng)蒸汽發(fā)生器(9);導(dǎo)熱油由導(dǎo)熱油進(jìn)口(19)流入并從導(dǎo)熱油出口(21)留出，從流入到流出的過程中銅質(zhì)換熱盤管(20)把導(dǎo)熱油的熱能傳遞給發(fā)生器內(nèi)部的循環(huán)水，最終使循環(huán)水沸騰并產(chǎn)生高溫飽和蒸汽，飽和蒸汽從蒸汽出口(22)進(jìn)入蒸汽管道。
[0018]如圖1、3所示，太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)包括汽水分離器(11)、干燥室(17)、空氣換熱器(16)。所述空氣換熱器(16)包括干蒸汽入口(24)、換熱翅片(25)、循環(huán)水出口(26)。太陽能蒸汽從蒸汽出口(22)出來后首先經(jīng)過汽水分離器(11)，此過程實(shí)現(xiàn)濕蒸汽到干蒸汽的轉(zhuǎn)變;干蒸汽進(jìn)入位于干燥室(17)內(nèi)的空氣換熱器(16)，在由干蒸汽入口(24)進(jìn)入到循環(huán)水出口(26)流出的過程中發(fā)生液化反應(yīng)，釋放出來的大量熱能通過換熱翅片(25)擴(kuò)散到周圍空氣中，從而實(shí)現(xiàn)干燥室(17 )內(nèi)空氣的升溫功能。
[0019]如圖1所示，干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)包括循環(huán)風(fēng)機(jī)(12)、預(yù)熱器(13)、除濕器(18)。循環(huán)風(fēng)機(jī)(12)抽出干燥室(17)內(nèi)部的濕熱空氣，在濕熱空氣流經(jīng)預(yù)熱器(13)的過程中，循環(huán)水盤管把空氣中的熱量傳遞給盤管內(nèi)部的循環(huán)水，實(shí)現(xiàn)循環(huán)水進(jìn)入蒸汽發(fā)生器(9)前的預(yù)熱功能。
[0020]如圖1、4所示，太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)包括石墨烯相變儲能器(3)、電磁閥門(4)、止回閥(5)、溫度壓力控制器(14)、溫度探頭(15)、繼電器(6)、交流加熱器(7)。當(dāng)位于干燥室(17)內(nèi)的溫度探頭(15)測得的溫度等于溫度設(shè)定值且變送式壓力表(8)測得的壓力超過壓力設(shè)定值時(shí)，溫度壓力控制器(14)控制電磁閥門(4)打開，此時(shí)會有部分導(dǎo)熱油通過電磁閥門(4)流入石墨烯相變儲能器(3)，石墨烯相變儲能器(3)內(nèi)部的石墨烯升溫融化并吸收熱量，然后導(dǎo)熱油經(jīng)過止回閥(5)流出并進(jìn)入蒸汽發(fā)生器(9)，通過存儲部分導(dǎo)熱油熱量的方式減弱蒸汽發(fā)生器(9)內(nèi)部蒸汽的產(chǎn)出能力，當(dāng)所有度數(shù)等于設(shè)定值后關(guān)閉電磁閥門
(4);當(dāng)溫度探頭(15)測得的溫度低于溫度設(shè)定值時(shí)溫度壓力控制器(14)打開繼電器(6)，此時(shí)交流加熱器(7)通電并對蒸汽發(fā)生器(9)內(nèi)部的循環(huán)水進(jìn)行加熱，通過補(bǔ)充循環(huán)水熱量的方式提高蒸汽的產(chǎn)量，當(dāng)測得的溫度等于溫度設(shè)定值后關(guān)閉繼電器(6)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)、太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)，所述太陽能蒸汽發(fā)生系統(tǒng)包括太陽能槽式集熱器、蒸汽發(fā)生器、循環(huán)油栗，所述太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)包括汽水分離器、空氣換熱器、干燥室;所述干燥除濕預(yù)熱系統(tǒng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)、除濕器、預(yù)熱器構(gòu)成，所述太陽能補(bǔ)充與蓄能系統(tǒng)由交流加熱器、石墨烯相變儲能器、電磁閥門、繼電器、測溫探頭、溫度控制器構(gòu)成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征是槽式集熱器為基于腔體吸收器的槽式線聚焦集熱器，能量來自于太陽能。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征是蒸汽發(fā)生器采用銅質(zhì)換熱盤管并用直流加熱器輔助加熱的設(shè)計(jì)方式，保證換熱效率的同時(shí)也能保證蒸汽的產(chǎn)出效率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征是預(yù)熱器所需熱能來自干燥余熱，能夠?qū)崿F(xiàn)余熱的二次利用功能，有效提高能源利用效率。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，其特征是溫度壓力控制器可根據(jù)干燥室溫度、蒸汽發(fā)生器內(nèi)部壓力動態(tài)調(diào)整交流加熱器和石墨烯相變儲能器的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)太陽能的補(bǔ)充和存儲功能。
【專利摘要】本實(shí)用新型公布了一種基于儲能換熱功能槽式集熱器的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)，包括槽式聚光集熱器、循環(huán)油泵、蒸汽發(fā)生器、交流加熱管、石墨烯相變儲能器、汽水分離器、干燥室、空氣換熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)、除濕器、預(yù)熱器、溫度控制器、測溫探頭、電磁閥門以及連接管道組成。本系統(tǒng)將槽式集熱器與干燥裝置相結(jié)合，設(shè)計(jì)出一種高效的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)。系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)大量蒸汽的產(chǎn)出，通過交流加熱器和石墨烯相變儲能器可以動態(tài)調(diào)節(jié)蒸汽的輸出，從而實(shí)現(xiàn)干燥室溫度的平穩(wěn)化。通過預(yù)熱器可以完成蒸汽的預(yù)加熱過程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)干燥過程的余熱利用功能。
【IPC分類】F24J2/34, F26B9/06, F26B23/10
【公開號】CN205245702
【申請?zhí)枴緾N201521037954
【發(fā)明人】李明, 冀孟恩, 馮志康, 王偉, 邱羽, 王芳美, 楊增輝
【申請人】云南師范大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月15日