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
【技術領域】
[0001]本實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領域。
【背景技術】
[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，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注和重視。隨著太陽能光熱利用技術的日趨成熟，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)境友好等特點而逐漸受到重視，并在發(fā)電、化工、印染、海水淡化等領域獲得推廣應用。
[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，同時排放溫室氣體，和當前社會倡導的節(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)模的中高溫用熱領域都有推廣應用。
[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]本實用新型解決的問題之一是:克服現(xiàn)有蒸汽干燥技術中排放溫室氣體的缺點，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合，設計出一種高效、綠能的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)。
[0007]本實用新型解決的問題之二是:克服太陽能熱利用技術中蒸汽輸出不穩(wěn)定的不足，通過交流加熱管、石墨烯相變儲能器分別實現(xiàn)太陽能的補充和充放功能，動態(tài)調(diào)節(jié)蒸汽的輸出，從而實現(xiàn)干燥室溫度的平穩(wěn)化。
[0008]本實用新型解決的問題之三是:解決干燥技術余熱浪費的問題，太陽能蒸汽管道上的預熱器與干燥室風道連接，使用干燥余熱進行蒸汽用水的預加熱過程。
[0009]本實用新型主要通過以下技術方案實現(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)，干燥除濕預熱系統(tǒng)、太陽能補充與蓄能系統(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;所述干燥除濕預熱系統(tǒng)由循環(huán)風機、除濕器、預熱器構成;所述太陽能補充與蓄能系統(tǒng)由直流加熱器、石墨烯相變儲能器、電磁閥門、測溫探頭、溫度控制器構成。
[0010]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:(I)采用槽式集熱器作為太陽能蒸汽的生產(chǎn)裝置，短時間內(nèi)可以獲得大量太陽能，有助于提高太陽能利用效率。(2)用導熱油作為太陽能集熱器循環(huán)介質，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)生器使用銅質換熱盤管并用交流加熱器輔助加熱，保證換熱效率的同時也能保證蒸汽的產(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)水預熱過程采用干燥余熱利用的方式，能夠實現(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)，實現(xiàn)太陽能的補充和存儲功能。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型系統(tǒng)整體結構示意圖。
[0012]圖2是本實用新型蒸汽發(fā)生器結構示意圖。
[0013]圖3是本實用新型空氣換熱器結構示意圖。
[0014]圖4是本實用新型溫度壓力控制器工作原理圖。
[0015]附圖標記說明: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)風機，13預熱器，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導熱油進口，20銅質換熱盤管，21導熱油出口，22蒸汽出口，23循環(huán)水進口，24干蒸汽入口，25換熱翅片，26循環(huán)水出口。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型進行進一步的詳細說明: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)、干燥除濕預熱系統(tǒng)、太陽能補充與蓄能系統(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)包括導熱油進口(19)、銅質換熱盤管(20)、導熱油出口(21)、蒸汽出口(22)、循環(huán)水進口(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)部的導熱油，循環(huán)油栗(10)促使管道內(nèi)部導熱油不斷流經(jīng)蒸汽發(fā)生器(9);導熱油由導熱油進口(19)流入并從導熱油出口(21)留出，從流入到流出的過程中銅質換熱盤管(20)把導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)，此過程實現(xiàn)濕蒸汽到干蒸汽的轉變;干蒸汽進入位于干燥室(17)內(nèi)的空氣換熱器(16)，在由干蒸汽入口(24)進入到循環(huán)水出口(26)流出的過程中發(fā)生液化反應，釋放出來的大量熱能通過換熱翅片(25)擴散到周圍空氣中，從而實現(xiàn)干燥室(17 )內(nèi)空氣的升溫功能。
[0019]如圖1所示，干燥除濕預熱系統(tǒng)包括循環(huán)風機(12)、預熱器(13)、除濕器(18)。循環(huán)風機(12)抽出干燥室(17)內(nèi)部的濕熱空氣，在濕熱空氣流經(jīng)預熱器(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，實現(xiàn)循環(huán)水進入蒸汽發(fā)生器(9)前的預熱功能。
[0020]如圖1、4所示，太陽能補充與蓄能系統(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)。當位于干燥室(17)內(nèi)的溫度探頭(15)測得的溫度等于溫度設定值且變送式壓力表(8)測得的壓力超過壓力設定值時，溫度壓力控制器(14)控制電磁閥門(4)打開，此時會有部分導熱油通過電磁閥門(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，然后導熱油經(jīng)過止回閥(5)流出并進入蒸汽發(fā)生器(9)，通過存儲部分導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，當所有度數(shù)等于設定值后關閉電磁閥門
(4);當溫度探頭(15)測得的溫度低于溫度設定值時溫度壓力控制器(14)打開繼電器(6)，此時交流加熱器(7)通電并對蒸汽發(fā)生器(9)內(nèi)部的循環(huán)水進行加熱，通過補充循環(huán)水熱量的方式提高蒸汽的產(chǎn)量，當測得的溫度等于溫度設定值后關閉繼電器(6)。
【主權項】
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)，干燥除濕預熱系統(tǒng)、太陽能補充與蓄能系統(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;所述干燥除濕預熱系統(tǒng)由循環(huán)風機、除濕器、預熱器構成，所述太陽能補充與蓄能系統(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、溫度控制器構成。2.根據(jù)權利要求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)生器采用銅質換熱盤管并用直流加熱器輔助加熱的設計方式，保證換熱效率的同時也能保證蒸汽的產(chǎn)出效率。4.根據(jù)權利要求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)，其特征是預熱器所需熱能來自干燥余熱，能夠實現(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)，實現(xiàn)太陽能的補充和存儲功能。
【專利摘要】本實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)風機、除濕器、預熱器、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合，設計出一種高效的太陽能蒸汽干燥系統(tǒng)。系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)實現(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，從而實現(xiàn)干燥室溫度的平穩(wěn)化。通過預熱器可以完成蒸汽的預加熱過程，同時實現(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
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月15日