太阳能烘干房设计与应用课件.ppt

1、太阳能烘干房设计与应用太阳能烘干房设计与应用Contents 太阳能干燥技术发展前景太阳能干燥技术发展前景 太阳能干燥关键部件太阳能干燥关键部件太阳能干燥系统设计太阳能干燥系统设计1234太阳能干燥典型案例分析太阳能干燥典型案例分析结论结论太阳能干燥技术发展前景太阳能干燥技术发展前景我国太阳能干燥应用处于起步阶段，国内成功运营的大型太阳我国太阳能干燥应用处于起步阶段，国内成功运营的大型太阳能干燥装置并不普遍，能干燥装置并不普遍，影响太阳能干燥推广应用的主要因素如下：影响太阳能干燥推广应用的主要因素如下：1.1.太阳能是间歇性能源，能源密度低、不连续、不稳定太阳能是间歇性能源，能源密度低、不连续

2、、不稳定;单独使单独使用太阳能时用太阳能时,烘房温度低、波动大、干燥周期长烘房温度低、波动大、干燥周期长;2.2.简易太阳能干燥系统虽投资少，但容量小，热效率低；而大、简易太阳能干燥系统虽投资少，但容量小，热效率低；而大、中型系统投资大、占地面积大中型系统投资大、占地面积大;3.3.太阳能干燥常须要与其它能源结合，如太阳能热泵、太阳能太阳能干燥常须要与其它能源结合，如太阳能热泵、太阳能热风炉等，使干燥装备的总投资增加热风炉等，使干燥装备的总投资增加;4.4.迄今尚未解决热风存储的问题，一般常用的岩石、卵石储能迄今尚未解决热风存储的问题，一般常用的岩石、卵石储能等，造价高且无合适的安装位置等，造

3、价高且无合适的安装位置;5.5.需要根据不同物料设计不同的干燥工艺需要根据不同物料设计不同的干燥工艺,不利于工厂规模化生不利于工厂规模化生产。产。一、太阳能干燥技术发展前景一、太阳能干燥技术发展前景影响太阳能干燥推广应用的主要因素影响太阳能干燥推广应用的主要因素虽然太阳能干燥技术的推广应用还存在问题，但我国是农业大国，农产虽然太阳能干燥技术的推广应用还存在问题，但我国是农业大国，农产品及生物资源丰富，目前农民自制的土烤房干燥能耗大，环境污染严重，不品及生物资源丰富，目前农民自制的土烤房干燥能耗大，环境污染严重，不利于大规模推广。一般农产品要求的干燥温度比较低，大约在利于大规模推广。一般农产品要

4、求的干燥温度比较低，大约在之间，刚好与太阳能低温热利用的特点相吻合，并且太阳能干燥与传统干燥之间，刚好与太阳能低温热利用的特点相吻合，并且太阳能干燥与传统干燥技术相比具有以下优势：技术相比具有以下优势：1.1.与自然晾晒相比，太阳能干燥系统设计有专门的干燥室，物料放在室与自然晾晒相比，太阳能干燥系统设计有专门的干燥室，物料放在室内，免遭灰尘、降雨等恶劣环境影响，可大幅提高产品质量和干燥效率内，免遭灰尘、降雨等恶劣环境影响，可大幅提高产品质量和干燥效率;2.2.与常规能源干燥装置相比，运行费用低，且节省燃料，减少大气污染与常规能源干燥装置相比，运行费用低，且节省燃料，减少大气污染;随着我国太阳能

5、干燥技术的逐渐完善，应用太阳能干燥农副产品具有广随着我国太阳能干燥技术的逐渐完善，应用太阳能干燥农副产品具有广阔的发展前景。阔的发展前景。一、太阳能干燥技术发展前景一、太阳能干燥技术发展前景太阳能干燥技术的应用前景太阳能干燥技术的应用前景太阳能干燥关键部件太阳能干燥关键部件平板型太阳能空气集热器平板型太阳能空气集热器二、太阳能干燥核心部件二、太阳能干燥核心部件二、太阳能干燥核心部件二、太阳能干燥核心部件序号项目参数风量 50m/(m2h)70 m/(m2h)工作压力 1.5bar导热介质 空气 最大瞬时效率截距 0,a0.64 总热损系数 U7W/（m2.K）闷晒温度 110（辐照度900W、

6、环境温度30时）吸热体热性能 吸热体涂层吸收比0.92,发射率0.15采光面积1.92m2轮廓尺寸m1m0.1m、m1m0.15m整机重量45kg嘉普通平板型太阳能空气集热器技术参数嘉普通平板型太阳能空气集热器技术参数太阳能干燥核心部件太阳能干燥核心部件太阳能烘干房太阳能烘干房普通农副产品干燥普通农副产品干燥传统土烤房传统土烤房药材、食品干燥药材、食品干燥不锈钢烤箱不锈钢烤箱太阳能干燥系统的设计太阳能干燥系统的设计Part 1Part 1 热负热负荷荷计计算算三、太阳能干燥系统设计三、太阳能干燥系统设计物料干燥装置的热负荷取决于物料干燥过程中所需消耗的热量，一物料干燥装置的热负荷取决于物料干燥

7、过程中所需消耗的热量，一般由四项组成，物料干燥总热负荷般由四项组成，物料干燥总热负荷Q Q为：为：Q=QQ=Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q4 4 （）湿物料预热升温所需热量（）湿物料预热升温所需热量Q Q1 1 Q Q1 1m(Cm(C C C2 2W)(tW)(t1 1-t-t2 2)式中：式中：mm物料干燥量，物料干燥量，kg;kg;物料的密度，物料的密度，kgkgm m3 3;C C,C C2 2 物料和水的定压比热容，物料和水的定压比热容，kJ(kgK);kJ(kgK);W W 物料的初始含水率；物料的初始含水率；t t1 1、t t2 2 物料干燥过程前后的平均温度，物

8、料干燥过程前后的平均温度，。（）物料中水分蒸发所需热量（）物料中水分蒸发所需热量Q Q Q Q2 2m ms s 式中：式中：m ms s物料水分蒸发量，物料水分蒸发量，kg;kg;水的汽化潜热，水的汽化潜热，KJKJKg;Kg;Part 1Part 1 热负热负荷荷计计算算三、太阳能干燥系统设计三、太阳能干燥系统设计（）换气排湿热损失（）换气排湿热损失Q Q Q3=Q3=（C Cp p+da/+da/1000C水水）L(tL(t3 3-t-t4 4)C Cp p 湿空气定压比热容湿空气定压比热容,kJ(kgK);,kJ(kgK);da da 环境空气的含湿量环境空气的含湿量,g/kg,g/k

9、g干空气干空气;L L 干燥过程中需要更换的空气总质量干燥过程中需要更换的空气总质量 ,kg;,kg;t t3 3、t t4 4 烘房内空气温度和环境温度，烘房内空气温度和环境温度，。（）干燥装置散热损失（）干燥装置散热损失Q Q 这项损失与干燥装置的温度和保温情况有关，一般按经验取前三项这项损失与干燥装置的温度和保温情况有关，一般按经验取前三项和和%左右，即左右，即Q Q0.05(0.05(Q Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3）Part 1Part 2 空空气气集集热热器面器面积计积计算算三、太阳能干燥系统设计三、太阳能干燥系统设计空气集热器面积参照空气集热器面积参照民用建筑太阳能热水系

10、统工程技术手册民用建筑太阳能热水系统工程技术手册公公式计算：式计算：Part 1Part 空空气气流量流量计计算算三、太阳能干燥系统设计三、太阳能干燥系统设计供热系统的空气流量计算有两种方法：供热系统的空气流量计算有两种方法：(1)(1)根据空气初态和终态的参数，查湿空气的焓湿图，求得初态根据空气初态和终态的参数，查湿空气的焓湿图，求得初态和终态的含水率，若已知干燥物料的排水量，即可求所需的空气量。和终态的含水率，若已知干燥物料的排水量，即可求所需的空气量。(2)(2)根据空气集热器风量和集热器面积计算系统风量根据空气集热器风量和集热器面积计算系统风量。V=Ac V=Ac VVa a V V

11、空气容积流量空气容积流量,m,m3 3/h;/h;A A c c 空气集热器总面积空气集热器总面积,m,m2 2;V Va a 单位面积空气集热器流量单位面积空气集热器流量 ,一般为一般为m m3 3/(m/(m2 2h);h);在集热器面积一定的情况下，在一定范围内风量越大，风温就越低，在集热器面积一定的情况下，在一定范围内风量越大，风温就越低，一般可根据物料的干燥工艺灵活调整风量。一般可根据物料的干燥工艺灵活调整风量。太阳能干燥核心部件太阳能干燥核心部件普通农副产品干燥普通农副产品干燥传统土烤房传统土烤房药材、食品干燥药材、食品干燥不锈钢烤箱不锈钢烤箱Part 1Part 烘房烘房内内空空

12、气气流流动动分布分布太阳能干燥典型案例分析太阳能干燥典型案例分析一、嘉普通太阳能干燥试验装置一、嘉普通太阳能干燥试验装置太阳能干燥系统太阳能干燥系统二、云南中烟太阳能干燥项目二、云南中烟太阳能干燥项目干燥房内物料布置干燥房内物料布置二、云南中烟太阳能干燥项目二、云南中烟太阳能干燥项目太阳能空气集热器安装太阳能空气集热器安装二、云南中烟太阳能干燥项目二、云南中烟太阳能干燥项目工程概况工程概况 2010年我司与云南中烟工业有限责任公司合作开发一套太阳能干燥烟草年我司与云南中烟工业有限责任公司合作开发一套太阳能干燥烟草的试验装置的试验装置,地点位于在云南省楚雄市。地点位于在云南省楚雄市。太阳能烤烟的

13、周期为太阳能烤烟的周期为 4 天，在烤烟过程中严格控制各阶段的温湿度；变天，在烤烟过程中严格控制各阶段的温湿度；变黄黄 3840，定色期，定色期 4050，在这两个阶段保持相对湿度，在这两个阶段保持相对湿度 7580，干，干燥期温度燥期温度 5060，相对湿度，相对湿度 3040。该装置集热面积。该装置集热面积 50 平米，有辅助平米，有辅助的煤炉加热，一次可装鲜叶的煤炉加热，一次可装鲜叶 500kg。在非烟草干燥季节在非烟草干燥季节,为提高太阳能为提高太阳能干燥装置的利用率，干燥系统可用于挂干燥装置的利用率，干燥系统可用于挂面干燥和培育鲜菇。干燥挂面一次面干燥和培育鲜菇。干燥挂面一次投料投料

14、 600750kg，烘干温度，烘干温度 30 一一 40。用太阳能干燥挂面，用太阳能干燥挂面，干燥周期短干燥周期短,生产效率大幅提高生产效率大幅提高。三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目干燥房内物料布置干燥房内物料布置 三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目工程概况工程概况1.1.烘干房规格烘干房规格烘干房并排共烘干房并排共4 4间，均为一层平顶砖房，层高约间，均为一层平顶砖房，层高约3m3m，楼顶尺寸为，楼顶尺寸为2.5m2.5m5m5m（东西（东西南北），内墙四周布置南北），内墙四周布置mmmm泡沫保温板，烤房后紧邻一大块空旷地，泡沫保

15、温板，烤房后紧邻一大块空旷地，集热器安装场所集热器安装场所 ;2.2.热负荷计算热负荷计算从从4 4间烤房中选取间烤房中选取1 1间进行干燥作业，白天太阳能、燃煤联合干燥，晚上自间进行干燥作业，白天太阳能、燃煤联合干燥，晚上自然风干然风干,按按1010天干燥天干燥800kg800kg葡萄干产量进行设计，干燥前鲜果含水率约葡萄干产量进行设计，干燥前鲜果含水率约75%75%，干，干燥后干果含水率约燥后干果含水率约25%25%，据此计算得出干燥所需热量约为，据此计算得出干燥所需热量约为150MJ/150MJ/天天 ;3.3.干燥温度干燥温度按客户提供的干燥工艺要求，烘干房内温度控制为：初温按客户提供

16、的干燥工艺要求，烘干房内温度控制为：初温(45(4550)50)，终，终温温(55(5560)60)。三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目1.1.空气集热器空气集热器 结合哈密地区的日照情况，配置结合哈密地区的日照情况，配置8 8块块CP-SAC-1CP-SAC-1系列太阳能空气集热器，系列太阳能空气集热器，在干燥季晴好天气情况下，可提供该烘干房整个干燥季所需热量。在干燥季晴好天气情况下，可提供该烘干房整个干燥季所需热量。2.2.循环风机循环风机 根据相关设计规范，将根据相关设计规范，将8 8块空气集热器分成块空气集热器分成1 1组组,配备配备CY-270PCY-2

17、70P离心风机离心风机1 1台，风量台，风量1700m3/h,1700m3/h,风压风压300Pa300Pa。3.3.辅助干燥设备辅助干燥设备 根据客户要求，保留原有燃煤烘干系统作为辅助热源，当阴雨天太阳辐根据客户要求，保留原有燃煤烘干系统作为辅助热源，当阴雨天太阳辐照不足时手动操作使用。照不足时手动操作使用。主要设备选型主要设备选型 三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目太阳能空气集热器安装太阳能空气集热器安装三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目时间时间空气集热器温度空气集热器温度()烤房温度烤房温度()环境温度环境温度():28.3 2

18、6.221.2:0 48.4 41.321.6:0 64.9 55.422.7:0 68.2 57.823.3:0 71.5 58.2 23.6:0 68.6 56.124.1:0 62.4 54.822.3:0 55.7 50.321.4:0 48.3 40.519.9以下为系统运行中某一天的温度数据，烘房内湿物料为以下为系统运行中某一天的温度数据，烘房内湿物料为800kg,800kg,集热器平面太阳总辐照量为集热器平面太阳总辐照量为.MJ/m2MJ/m2。三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目三、新疆哈密葡萄干太阳能干燥项目类别类别太阳能与燃煤联合干燥太阳能与燃煤联合干燥纯燃煤烘干纯燃煤烘干太阳

19、能干燥太阳能干燥燃煤烘干燃煤烘干 干燥时间d 6410干燥季耗能（kwh)48167417干燥季运行费用元 481423541.1.太阳能燃煤联合干燥与纯燃煤烘干运行费用对比太阳能燃煤联合干燥与纯燃煤烘干运行费用对比整个干燥季整个干燥季,5天晴好天气天晴好天气,纯太阳能干燥纯太阳能干燥;2天多云天气天多云天气,太阳能与燃太阳能与燃煤联合干燥煤联合干燥;3天阴雨天气天阴雨天气,完全靠燃煤干燥。完全靠燃煤干燥。按按800kg物料完全干燥所物料完全干燥所需的热量需的热量1500MJ/d计算，取计算，取1kg动力煤热值为动力煤热值为23MJ,则纯燃煤烘干能耗则纯燃煤烘干能耗为为65kg动力煤。动力煤和

20、工业电价分别按动力煤。动力煤和工业电价分别按0.85元元kg、元、元(kwh)计计算算,则整个干燥季联合干燥比纯燃煤烘干能耗降低，运行费用减则整个干燥季联合干燥比纯燃煤烘干能耗降低，运行费用减少。少。五、五、结结 论论不管是温室型太阳能干燥装置还是空气集热器型太阳能干燥装不管是温室型太阳能干燥装置还是空气集热器型太阳能干燥装置，一般都是根据物料特性量身订做干燥工艺，包括干燥房结构和置，一般都是根据物料特性量身订做干燥工艺，包括干燥房结构和干燥系统设计等。干燥系统设计等。根据嘉普通公司多年的设计与应用情况来看，太阳能干燥装置根据嘉普通公司多年的设计与应用情况来看，太阳能干燥装置通常与常规能源配合

21、使用，这样能保证干燥房内温、湿度恒定，避通常与常规能源配合使用，这样能保证干燥房内温、湿度恒定，避免物料变质。其适用于低温干燥（）免物料变质。其适用于低温干燥（）,各地可结合当各地可结合当地太阳能资源和气候条件和物料特点，选择合适的干燥系统，最好地太阳能资源和气候条件和物料特点，选择合适的干燥系统，最好就地取材设计施工，兼顾干燥效果和经济效益。就地取材设计施工，兼顾干燥效果和经济效益。总体而言，太阳能干燥比普通干燥工艺稍显复杂，但节能明显总体而言，太阳能干燥比普通干燥工艺稍显复杂，但节能明显，应用前景好，相关行业应当加大对先进太阳能干燥设备的技术投，应用前景好，相关行业应当加大对先进太阳能干燥设备的技术投入和推广力度。入和推广力度。