热能辅助型太阳能箱式干燥器的设计与试验

目前，全国太阳能干燥装置的总采光面积大约为15000m2，与近千万平方米保有量的太阳能热水器相比，太阳能干燥设备的发展仍处于落后状态。这其中有多种原因：①太阳能干燥设备还没有实现产品化、商品化，没有形成规模化产业。②太阳能干燥设备的开发和推广工作力度不够，且应用的对象大多在技术力量薄弱的农村，新的技术不容易被掌握。
③太阳能干燥设备在农村中应用有较强的季节性，使用率不高111.针对这种现状，作者进行热能辅助型太阳能箱式干燥器的研宄与设计，该装置结构简单、经济实用，试验结果表明，以阳光板作为盖板的太阳能干燥器具有较高的热转换效率，适合当前条件下农户对农副产品干燥加工的需求。
1箱式太阳能干燥器的总体设计1.1干燥量的确定与采光材料的选择目前，国内太阳能干燥设备大多是大型的温室型或集热器结合温室型，适合于大规模的干燥加工作业。中小型农副产品生产专业户，由于受到产量的限制，更希望配置与其生产规模相适应的、节能高效的干燥设备。通过调查发现，中小规模的专业户在正常的生产期日产香菇在20100kg.综合考虑产量和箱式太阳能干燥器外型尺寸以及它的移动性，将干燥器设计产量确定为50kg.采用中空阳光板作为箱式太阳能干燥器的盖板及侧板，不仅工艺简单、成本低，而且由于物料直接置于阳光下照晒，减少了空气集热器与干燥箱间热量的传输及箱体的热损耗。辅助以燃煤热风炉循环供热，干燥器可以一年四季使用。
1.2干燥装置的总体构成及风循环系统由于箱式干燥器的体积相对温室型干燥设施小，排湿问题容易解决。干燥系统示意图如所示。干燥器由中空阳光板（PC板，厚6mm，作为盖板及侧板）、铝合金边框、薄铝板（构成10mm风槽）、泡沫板、5层胶合板保温层构成。上部设有循环风口，并有拉门式排湿通道。在干燥箱底部用0.5mm铝板制成进风通道（高10mm）。为了更有效地利用空间以增加一次进料量，料筐在料架上错落交叉。
6.冷风调节阀7.离心风机8.阳光板盖板干燥箱采用三轮车式支架支撑，可以按照太阳的方位做调整。在后轮支架上配有调整整个箱体倾辽宁省科技攻关资助项目（项目编号：2002206001）付立思沈阳农业大学信息与电气工程学院副教授博士，110161沈阳市孙国凯沈阳农业大学信息与电气工程学院副教授王滨沈阳农业大学信息与电气工程学院工程师孙晓杰沈阳农业大学信息与电气工程学院工程师海鹏沈阳农业大学信息与电气工程学院，由图可见干燥箱内各点温度是均匀的。在试验初期，按照香菇干燥特性的要求，温度在3855C的范围变化时无需进行辅助加热，风机间歇运转起到排湿和使干燥箱内温度均匀的作用。15：00以后，日照强度和环境温度开始逐渐降低，而此时香菇干燥特性要求温度又较高，需要循环热风辅助升温，采用模糊PID闭环箱内温度控制，施加热风循环时不会造成箱内温度的波动。在干燥后期，环境温度下降到19C，而干燥工艺要求的温度接近70C，干燥箱内外存在着很大的温差，这时的热损失较大，在干燥箱上加盖保温层可有效地起到保温作用。风机的2个进风阀（热风、冷风）的开度和排湿拉窗开闭的协调作用，有效地实现了箱内的温、湿度控制。循环热风由箱底风孔（孔由下至上呈递减分布）进入干燥箱，保证了箱内温度的一致性。因此，在没有对各个料筐进行换位的情况下，箱内各处干燥速度基本相同。
温度为0时水汽化潜热，k/kg0s物料表面蒸发温度，C cw水的定压比热谷，k/（kg干燥器的采光面积，m2E干燥器运行时风机所耗电能，kWQf投入的辅助能耗，k t1干燥过程太阳能利用时间，ht2干燥过程风机运行时间，h计算结果显示，干燥器在干燥初期（前5h）无需辅助热能，效率为0.350.39；在干燥后期，由于温差大，辅助热能投入后，效率为0.210.25，整个干燥过程的平均效率为0.29. 4结束语热能辅助型太阳能箱式干燥器具有结构简单、成本低、使用维护方便等特点。阳光板作为采光材料以其良好的透光性能、保温隔热性能、机械性能，己得到广泛的应用。箱式太阳能干燥器在结构设计上优先考虑了进风孔的分布，广口式进风、底部整体风道结构保证了箱内具有较大的气流量，使箱内温度、湿度的调控有效、简便。通过香菇的干燥试验表明，该装置具有较好的干燥品质和节能效果，适合目前我国广大农村家庭式的农副产品干燥加工，具有广泛的市场前景。