太陽(yáng)能干燥技術(shù)的研究及其應(yīng)用

張曉斌

中國(guó)專利技術(shù)開發(fā)公司 北京 100081

太陽(yáng)能干燥技術(shù)是當(dāng)前備受關(guān)注的研究可提供，對(duì)于太陽(yáng)能干燥裝置的研制存在很多的困難，主要是在干燥過程如何對(duì)熱能提高利用率。科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，太陽(yáng)能干燥技術(shù)的應(yīng)用中，還要結(jié)合回?zé)峒夹g(shù)和電子技術(shù)，并向智能化方向發(fā)展，通過構(gòu)建太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)干燥技術(shù)的自動(dòng)化、智能化操作，對(duì)太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)予以優(yōu)化，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性提高，而且還可以起到能源節(jié)約的作用。

1 太陽(yáng)能干燥技術(shù)的研究

太陽(yáng)能干燥技術(shù)的應(yīng)用中，需要熟悉裝置的運(yùn)行原理，以采用正確的方式操作。按照空氣流量，可以將太陽(yáng)能干燥類型劃分為兩類，即自然流動(dòng)和強(qiáng)迫對(duì)流。其中，強(qiáng)迫對(duì)流還可以進(jìn)行劃分，即溫室強(qiáng)制對(duì)流干燥型強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能干燥、溫室集熱器型強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能干燥和隧道型強(qiáng)迫對(duì)流太陽(yáng)能干燥[1]。

太陽(yáng)能干燥裝置運(yùn)行中，是陽(yáng)光是否直接照射到物料上產(chǎn)生的干燥效應(yīng)，干燥的類型可以分為溫室太陽(yáng)能干燥和集熱器太陽(yáng)能干燥，干燥的裝置包括集熱式太陽(yáng)能干燥裝置、常規(guī)能源式太陽(yáng)能干燥裝置、蓄熱式太陽(yáng)能干燥裝置、熱泵組合式太陽(yáng)能干燥裝置等等，這些裝置可以持續(xù)性干燥操作。集熱器式太陽(yáng)能干燥裝置還可以與燃燒爐結(jié)合使用。燃燒爐是太陽(yáng)能的輔助能源。太陽(yáng)可向烘干機(jī)中加入蒸汽，就可以發(fā)揮加熱效應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)全天候的加熱，滿足持續(xù)生產(chǎn)的需要。

從太陽(yáng)能集熱裝置的構(gòu)成情況來看，具有良好性能的太陽(yáng)能集熱裝置不僅熱性能良好，而且其熱能傳輸通道、間隙以及流量等等各項(xiàng)參數(shù)也予以優(yōu)化，傳熱系數(shù)就會(huì)有所提高。對(duì)于太陽(yáng)能集熱裝置采用創(chuàng)新技術(shù)，使得太陽(yáng)干燥速率有所改善，太陽(yáng)能集熱裝置的適用范圍更廣[2]。

在新的太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)中，自動(dòng)化技術(shù)得以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制，干燥室和太陽(yáng)能集熱器的操作可以自主調(diào)配，包括溫度和濕度都是采用自動(dòng)控制技術(shù)完成的，各項(xiàng)操作指標(biāo)還可以自動(dòng)檢測(cè)。

太陽(yáng)能干燥裝置的設(shè)計(jì)上來看，采用了單片機(jī)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能干燥裝置，構(gòu)建多點(diǎn)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)其干燥情況進(jìn)行檢測(cè)，溫濕度控制能力增強(qiáng)了，對(duì)于數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)收集，產(chǎn)品干燥質(zhì)量有所提高。

為了實(shí)現(xiàn)全天候的持續(xù)太陽(yáng)能干燥，有關(guān)的科研人員使用熱收集板、儲(chǔ)熱槽、換熱器等等對(duì)太陽(yáng)能干燥裝置進(jìn)行控制，構(gòu)建全天候太陽(yáng)能干燥裝置，不僅可以傳輸熱空氣，還可以對(duì)空氣量予以控制，可以將熱空氣輸送出去，還可以在熱水中儲(chǔ)存[3]。

為了提高太陽(yáng)能的熱能收集效率，基于單片機(jī)控制技術(shù)設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能烘干機(jī)可以對(duì)干燥流程自動(dòng)化跟蹤，不僅可以實(shí)現(xiàn)視覺跟蹤，還可以實(shí)現(xiàn)光電跟蹤，通過單片機(jī)控制旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置，就可以對(duì)太陽(yáng)能裝置全天候?qū)崟r(shí)跟蹤，使太陽(yáng)能發(fā)電成為可能。烘干機(jī)的集熱裝置設(shè)計(jì)中，需要垂直于太陽(yáng)光線安裝，從而使溫度快速升高，能量得到有效利用。

2 太陽(yáng)能干燥技術(shù)的應(yīng)用

2.1 太陽(yáng)能干燥技術(shù)對(duì)木材干燥的應(yīng)用

太陽(yáng)能木材干燥裝置有多種，包括溫室式太陽(yáng)能干燥、集熱器式太陽(yáng)能干燥、貯存式太陽(yáng)能干燥裝置、蓄熱式太陽(yáng)能干燥裝置、相變蓄熱式太陽(yáng)能干燥裝置、太陽(yáng)能與蒸汽的結(jié)合的干燥裝置、太陽(yáng)能和熱泵聯(lián)合的裝置。集熱式太陽(yáng)能干燥裝置是干燥室強(qiáng)制通風(fēng)，除采集器系統(tǒng)中有風(fēng)機(jī)，干燥室有循環(huán)風(fēng)機(jī)運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)干燥[4]。

利用太陽(yáng)能干燥木材，需要根據(jù)木材的種類不同、木材的厚度不同以及太陽(yáng)能干燥裝置的加熱條件不同對(duì)于干燥的溫度和相對(duì)濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高干燥質(zhì)量。

2.2 太陽(yáng)能干燥技術(shù)對(duì)生物質(zhì)燃料干燥的應(yīng)用

生物質(zhì)能作為可再生能源，不僅燃料價(jià)格低，而且質(zhì)量好，可以降低二氧化碳的排放量。比如，電站、燃煤或燃油鍋爐等等使用太陽(yáng)能干燥技術(shù)，每發(fā)電10000瓦/時(shí)，排放1100克的二氧化碳，而生物量只產(chǎn)生168克二氧化碳。

生物燃料可以用太陽(yáng)能干燥。馬來西亞是世界上最大的棕櫚油生產(chǎn)國(guó)，樹木每年產(chǎn)生量大約為200000克葉子，這些葉子需要進(jìn)行干燥，之后就可以作為生物質(zhì)燃料，也可作為牲畜的飼料。通過使用太陽(yáng)能集熱器可在7個(gè)小時(shí)內(nèi)進(jìn)行加工完成，含水量由63%降至15%左右。

2.3 太陽(yáng)能干燥技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品干燥的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品為了便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，農(nóng)產(chǎn)品就需要使用干燥技術(shù)。干燥作業(yè)能能源消耗量大，比如，香腸和棗的干燥，需要的能源就比較多。如果使用煤炭更，需要大約一半的柴油干燥1.6噸，干燥1噸，就會(huì)消耗標(biāo)準(zhǔn)煤0.07噸。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，只有中國(guó)的糧食干燥這一項(xiàng)，如果使用常規(guī)能源干燥時(shí)，就需要使用標(biāo)準(zhǔn)煤3000×100000噸以上，相當(dāng)于占中國(guó)能源消費(fèi)總量的比例2.4%，糧食、鮮果等農(nóng)產(chǎn)品受季節(jié)的影響，也受到收獲時(shí)間的影響，如果是雨季干燥處理不夠及時(shí)，會(huì)引起腐爛變質(zhì)的問題，使農(nóng)民遭遇經(jīng)濟(jì)損失。使用太陽(yáng)能干燥技術(shù)就可以解決問題[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，太陽(yáng)能干燥技術(shù)具有能源節(jié)約、保護(hù)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)，使用該技術(shù)可以保持食物干燥，而且營(yíng)養(yǎng)不會(huì)缺失。隨著太陽(yáng)變熱技術(shù)的研究，太陽(yáng)能熱效率有所提高，與傳統(tǒng)能源結(jié)合使用，其干燥功能更能夠得到有效利用。中國(guó)有豐富的農(nóng)產(chǎn)品資源，工業(yè)生產(chǎn)中也需要使用烘干技術(shù)，對(duì)太陽(yáng)能干燥技術(shù)從應(yīng)用的角度深入探究是非常必要的。