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太阳能干燥技术 1.太阳能干燥的基础知识 2.太阳能干燥装置的分类 3.太阳能干燥技术的应用概况与发展前景 干燥的基本概念 从机理上说，干燥过程就是利用热能使固体物料中的水分汽化并扩散到空气中去的过程。 按照传热和加热方式的不同，干燥方式主要分为四种：传导干燥、干燥、辐射干燥和介电加热干燥。 物料中所含的水分 游离水分（易于除去） 物化结合水分（较难除去） 化学结合水分（一般干燥过程中不必考虑） 非结合水分（也称自由水分，比较易于除去） 结合水分（比较难于除去） 物料的干燥特性曲线 预热干燥阶段（A-B） 恒速干燥阶段（B-C） 降速干燥阶段（C-D-E） 太阳能干燥的基本原理 对流太阳能干燥就是使被干燥的物料，或者直接吸收太阳能并将它转换为热能，或者通过太阳能集热器所加热的空气进行对流换热而获得热能，继而再经过以上描述的物料表面与物料内部之间的传热、传质过程，使物料中的水分逐步汽化并扩散到空气中去，最终达到干燥的目的。 太阳能干燥器的分类 直接受热式太阳能干燥器（亦称为辐射式太阳能干燥器） 间接受热式太阳能干燥器（亦称为对流式太阳能干燥器） 主动式太阳能干燥器（需要加外力一般指风机进行驱动运行） 被动式太阳能干燥器（不需要外力） 温室型太阳能干燥器 这种太阳能干燥装置实际上是具有排湿能力的太阳能温室，干燥室的东、西、南墙及倾斜屋顶均采用玻璃或塑料薄膜等透光材料，一般将墙体表面涂上黑色涂料以提高对太阳能的吸收率。温室干燥室一般为自然通风，如有条件也可以装风机实行强制通风。 若在干燥室顶部加一段烟囱，可以增强通风能力，且烟囱越高，通风能力越墙。如图所示 温室型干燥室的优缺点 结构简单造价低 可因地制宜，建造容易 操作简单 干燥成本低 干燥室温升小，昼夜温差大 干燥速度慢 干燥室容量少 占地面积比同容量的常规干燥室大 集热器型太阳能干燥装置 这类干燥装置是利用太阳能空气集热器把空气加热到预热温度后，通入干燥室进行干燥作业的。利用太阳能集热器加热空气，一般来说有空气型集热器和热水型集热器两种。前者以空气为载热介质，直接吸收太阳辐射能量；后者是使用太阳能热水器加热水后，通过换热器加热空气。前者的热效率比较高，但工作温度易受太阳能辐射变化影响，波动性大；后者的热效率比较低，成本高，但可利用储热装置储存热量，系统工作比较稳定。 对集热器型太阳能干燥器的评价 从操作系统来看，此类型太阳能干燥装置可以比较好的与常规能源干燥装置和储热装置相结合，用太阳能全部或部分的代替常规能源。而且集热器型的即热器布置灵活，干燥室内的温升比温室型高，干燥室容量较大。但集热器型比温室型投资大，干燥成本高一些。 集热器-温室太阳能干燥装置 在这种干燥装置中，空气先经太阳能空气集热器预热，然后再进入干燥温室，使温室干燥温度得到提高，以加速物料的干燥。 整体式太阳能干燥装置 整体式太阳能干燥装置是将空气集热器与干燥室两者合并在一起的装置。在这种太阳能干燥装置中，干燥室本身就是空气集热器，或者说在空气集热器中放入物料而构成干燥室。 连续干燥作业的各种组合式太阳能干燥装置 太阳能是间断的多变能源，为了解决供热波动性的问题，一般采用太阳能与常规能源或其它供热方式结合。目前，应用较为普遍的常规能源为燃煤或其它燃料。以煤为例，采用锅炉产生的蒸汽或者烟气，通过热交换和太阳能一起组成干燥室的供热的系统。晴天利用太阳能干燥，夜间或阴雨天用锅炉辅助供热。在电价便宜、电能丰富的地区，也可以用电能作辅助能源，因为电加热器可以随着天气变化迅速地投入运行或关闭，适应性强，在小水电资源丰富，季节性干燥作业较多的地区比较适宜。另外还可采用各种不同的蓄热措施，来减少干燥室供热波动性的问题，目前使用较多的是卵石蓄热装置。 此外还可以利用空调供热的原理，采用太阳能与热泵联合干燥装置。图1-12为太阳能与热泵联合干燥装置示意图。热泵的主要部件是压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器。热泵依靠蒸发器内的制冷工质在低温下吸取环境的热能，经压缩机在冷凝器处于高温下放出热量，供应干燥室的空气经热泵的冷凝器加热后，提高了空气的温度，即提高了干燥效率。热泵供热比电加热器供热效率一般高2倍以上，热泵系统的节能率取决于使用环境的温度和湿度。在气温高，湿度大的地区，节能明显，而在寒冷干旱地区则效果差。 太阳能干燥技术的应用概况 无论国内外，早期的太阳能干燥装置多数为温室型、半温室型或规模较小的集热器型。大型太阳能干燥装置基本上都是集热器型，而且都与常规能源结合以保持干燥过程的连续性。 据相关资料报道，国外已建成一批采光面积超过５００ｍ２ 的大型太阳能干燥器，其中美国４座、印度２座、阿根廷１座。这标志着太阳能干燥在世界上已经进入生产应用阶段。由于全