我國(guó)太陽能干燥裝置有哪些分類

    我國(guó)各地試驗(yàn)的各種太陽能干燥裝置有多種形式，大體上可分為：溫室型、集熱器型、集熱器與溫室結(jié)合型、整體式和拋物面聚光型等。下面分別介紹這幾種類型干燥裝置的結(jié)構(gòu)、特性、用途和干燥效果，以及一些應(yīng)用實(shí)例。

溫室型太陽能干燥器

　　溫室型干燥器的結(jié)構(gòu)與栽培農(nóng)作物的溫室相似，溫室即為干燥室，待干物料置于溫室內(nèi)，直接吸收太陽輻射，溫室內(nèi)的空氣被加熱升溫，物料脫去水分，達(dá)到干燥的目的。溫室型干燥器一般都設(shè)有排風(fēng)裝置，排去含濕量大的空氣，加快物料的干燥周期。由于這種干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，在山西、河北、北京、廣東等地的農(nóng)村很快發(fā)展起來。尤其在山西省，建成了10多座這種類型的干燥器，面積超過1000m2，用于干燥紅棗、黃花菜、棉花等。

　　山西省稷山、大同等地，從1977年起就開始了利用太陽能干燥器對(duì)紅棗、黃花菜、辣椒、棉花等農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行干燥的試驗(yàn)，成功地使這些農(nóng)產(chǎn)品干燥到安全儲(chǔ)存的濕度，而且干得快，產(chǎn)品質(zhì)量好，腐爛損失少，增加了收入。多年的實(shí)踐表明，利用太陽能干燥器，紅棗的爛棗率從過去自然晾干法的16-20％，下降到2-3％，且外型豐滿，色澤鮮紅，味道好，提高了風(fēng)落棗的等級(jí)。

集熱器型太陽能干燥器

　　集熱器型干燥器是太陽能空氣集熱器與干燥室組合而成的干燥裝置，這種干燥器利用集熱器把空氣加熱到60-70℃，然后通入干燥室，物料在干燥室內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)流熱質(zhì)交換過程，達(dá)到干燥的目的。

　　干燥器一般設(shè)計(jì)為主動(dòng)式，用風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)以增強(qiáng)對(duì)流換熱效果。這種干燥器有以下一些優(yōu)點(diǎn)：

　　(1)可以根據(jù)物料的干燥特性調(diào)節(jié)熱風(fēng)的溫度；

　　(2)物料在干燥室內(nèi)分層放置，單位面積能容納的物料多；

　　(3)強(qiáng)化對(duì)流換熱，干燥效果更好；

　　(4)適合不能受陽光直接曝曬的物料干燥，如鹿茸、啤酒花、切片黃芪、木材、橡膠等。

　　在我國(guó)各地，利用集熱器型太陽能干燥裝置，分別對(duì)谷物、煙草、掛面、橡膠、中藥材等進(jìn)行了干燥的試驗(yàn)和應(yīng)用。

　　吉林省伊通縣、北京市大興縣、山東省煙臺(tái)等地，采用集熱器加熱空氣，再把熱空氣輸送到圓倉內(nèi)烘干苞米、小麥等谷物。吉林師范大學(xué)在伊通縣設(shè)計(jì)、建造的干燥裝置，集熱面積100m2，圓柱形干燥倉內(nèi)徑6m，苞米平均含水率降低10％，日產(chǎn)干苞米5噸。中國(guó)農(nóng)業(yè)工程研究設(shè)計(jì)院在北京市大興縣建成的小麥干燥裝置，其集熱器為熱水和熱風(fēng)兼用的扁盒式結(jié)構(gòu)，平時(shí)作為供應(yīng)熱水用，夏季小麥?zhǔn)崭钇陂g用于加熱空氣供小麥干燥。該裝置集熱器總面積174m2，空氣流量約6000m2／h。多云天氣熱風(fēng)溫度為37-47℃，比環(huán)境溫度高8-13℃，烘干5h可使8000kg小麥含水量從30％降至24.5％。晴天時(shí)空氣溫升達(dá)7-22.5℃，每天可使8000kg小麥含水量從20％降至4％左右。

　　為了對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)干燥，在這類干燥裝置中還可以設(shè)一個(gè)燃燒爐。

集熱器-溫室型太陽能干燥器

　　溫室型太陽能干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率較高，缺點(diǎn)是溫升較小，在干燥含水率高的物料時(shí)(如蔬菜、水果等)，溫室型干燥器所獲得的能量不足以在較短的時(shí)間內(nèi)使物料干燥至安全含水率以下。為增加能量以保證被干物料的干燥質(zhì)量，在溫室外增加一部分集熱器，就組成了集熱器?溫室型太陽能干燥裝置。物料一方面直接吸收透過玻璃蓋層的太陽輻射，另一方面又受到來自空氣集熱器的熱風(fēng)沖刷，以輻射和對(duì)流換熱方式加熱物料，適用于干燥那些含水率較高、要求干燥溫度較高的物料。

　　廣東省東莞縣果品公司加工廠的太陽能水果干燥系統(tǒng)就是一座帶有空氣集熱器的隧道式溫室型干燥裝置。該裝置集熱器面積31m2，溫室采光面積27m2。待干燥的桂圓、荔枝等果品用小車送入溫室隧道窯中，最大物料裝載量為700kg．用風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫熱空氣穿透料層，晴天溫室氣溫可達(dá)50-70℃，6天后干果出窯。經(jīng)鑒定，荔枝干達(dá)到特等品，桂圓干達(dá)一級(jí)品，縮短了干燥周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。與傳統(tǒng)的木炭烘房干燥工藝相比，成品率大大提高，干果與所需鮮果之比，由1∶3.8下降到1∶3.3，即每獲1噸干果，可少用500kg鮮果，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

　　廣州能源研究所在廣州市建成的大型太陽能臘腸干燥示范裝置，也是一種集熱?溫室型干燥器，總采光面積達(dá)620m2。它采用太陽能和蒸汽熱能聯(lián)合供熱，以滿足全天候晝夜連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)化生產(chǎn)的需要。臘腸以竹竿吊掛形式置于干燥器內(nèi)，它一方面從干燥介質(zhì)--經(jīng)過太陽能空氣集熱器和蒸汽換熱器預(yù)熱過的熱空氣中以對(duì)流換熱方式得到熱量，另一方面則以輻射傳熱的方式直接得到透過玻璃蓋層的太陽能耐磨焊條。

　　于是臘腸受熱升溫而不斷蒸發(fā)出水分，從而達(dá)到脫水干燥的目的。干燥器內(nèi)的溫、濕度可以根據(jù)物料在不同干燥階段的工藝要求進(jìn)行調(diào)節(jié)，可采用手動(dòng)方式，也可采用微機(jī)自動(dòng)控制。本項(xiàng)設(shè)計(jì)使廣式臘腸生產(chǎn)過程中的日曬過程和熱風(fēng)干燥工藝合二為一，采用大回流比的空氣內(nèi)循環(huán)方法，實(shí)現(xiàn)了在不同氣候條件下的穩(wěn)定生產(chǎn)。臘腸、臘肉投料量每天9000kg，成品日產(chǎn)量4000kg，干燥周期為42-44h，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品成品率超過99％，節(jié)電21％，節(jié)煤20-40％。

整體式太陽能干燥器

　　整體式太陽能干燥器將太陽能空氣集熱器與干燥室兩者合并在一起成為一個(gè)整體。裝有物料的料盤排列在干燥室內(nèi)，物料直接吸收太陽輻射能，起吸熱板的作用，空氣則由于溫室效應(yīng)而被加熱。干燥室內(nèi)安裝軸流風(fēng)機(jī)，使空氣在兩列干燥室中不斷循環(huán)，并上下穿透物料層，使物料表面增加與熱空氣接觸的機(jī)會(huì)。在整體式太陽能干燥器內(nèi)，輻射換熱與對(duì)流換熱同時(shí)起作用，干燥過程得以強(qiáng)化。吸收了水分的濕空氣從排氣管排出，通過控制閥門，還可以使部分熱空氣隨進(jìn)氣口補(bǔ)充的新鮮空氣回流，再次進(jìn)入干燥室減少排氣熱損失。

　　中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所和廣州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，于1983年在廣州市郊區(qū)三元里農(nóng)村建造了一座采光面積為187m2的整體式太陽能干燥生產(chǎn)試驗(yàn)裝置。該裝置應(yīng)用于中藥材、干果、紅棗、蓮子及其它農(nóng)副產(chǎn)品的干燥加工。物料含水率從40％降至15％的日平均干燥量為1.5-2噸，最大投料量達(dá)5噸。該裝置太陽能熱利用效率高，日平均效率達(dá)30-40％，產(chǎn)品干燥均勻，質(zhì)量好。

　　浙江省沼氣太陽能研究所建造了一座整體式結(jié)構(gòu)的溫室型干燥器，采光面積為196m2。它的顯著特點(diǎn)是充分吸收了普通溫室型干燥器的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)干燥器的結(jié)構(gòu)以及通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。采用活動(dòng)蓋板保溫以減少夜間干燥器透明蓋層的熱損失，使用單片機(jī)對(duì)干燥過程的溫、濕度等干燥工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。該裝置與小水電相結(jié)合，多能互補(bǔ)，全天候運(yùn)行，主要用于香菇、木耳等農(nóng)副產(chǎn)品干燥。系統(tǒng)干燥效率為40％左右，干燥周期17-18h(香菇)。

　　上述四種類型的太陽能干燥裝置占了已經(jīng)開發(fā)應(yīng)用的太陽能干燥器的95％以上。除此之外，還有其它一些太陽能干燥器，如聚光型太陽能干燥型、遠(yuǎn)紅外干燥器、振動(dòng)流化床干燥器等。