一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置

技术领域

本发明涉及物料干燥技术领域，特别是一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置。

背景技术

随着农业、食品加工、造纸等行业的发展，烘干工艺在工业生产中扮演着越来越重要的角色，传统的烘干方式主要是依靠传统燃料进行燃烧，这种方式消耗大量不可再生能源，并且严重污染环境，近年来，太阳能广泛应用于烘干行业，传统的太阳能干燥主要依靠太阳能空气集热器收集太阳辐射热进行烘干，然而，这种烘干方式只能在白天工作，夜间无法进行烘干作业，且受天气影响因素较大，所以一般同热泵烘干相结合，这又消耗大量电能。

熔盐储能技术近年来也得到广泛应用，一般利用光热、谷电等加热熔盐储存热能，利用熔盐的热能加热水成蒸汽驱动汽轮机发电，在夜间也能持续运行，然而，利用熔盐发电存在能量转换效率较低，并且发电过程中需要消耗大量水资源等问题。

发明内容

鉴于上述现有的技术中存在熔盐发电存在能量转换效率较低，并且发电过程中需要消耗大量水资源的问题，提出了本发明。

因此，本发明所要解决的技术问题是熔盐发电存在能量转换效率较低，并且发电过程中需要消耗大量水资源的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置，包括，

光热熔盐储能单元，所述光热熔盐储能单元包括槽式集热镜、高温熔盐罐、低温熔盐罐和电加热器，所述槽式集热镜通过传输管道与高温熔盐罐和低温熔盐罐相互活动连接，所述高温熔盐罐和低温熔盐罐之间活动安装有电加热器；

熔盐—空气换热单元，所述熔盐—空气换热单元设置于光热熔盐储能单元的出口端；

PV/T空气集热单元，所述PV/T空气集热单元与熔盐—空气换热单元之间通过管道进行连接；

闭式烘干除湿单元，所述闭式烘干除湿单元活动连接在/空气集热单元的一端；

电源单元，所述电源单元与闭式烘干除湿单元之间相互电性连接。

作为本发明的进一步方案：所述槽式集热镜包括旋转接头和驱动机架，所述槽式集热镜上对称设置有两个旋转接头，所述旋转接头与槽式集热镜之间固定连接有连接支架，所述旋转接头上开设有转动卡槽，所述槽式集热镜内开设有排水槽。

作为本发明的进一步方案：所述驱动机架包括安装侧板、固定底座、动力机箱、除水刮板、驱动电机和驱动皮带，所述驱动机架的下端固定安装有安装侧板，所述安装侧板的下端设置有固定底座，所述安装侧板的一端固定连接有动力机箱，所述驱动机架上固定安装有除水刮板，所述动力机箱内活动安装有驱动电机，所述驱动电机上设置有驱动皮带，所述除水刮板的最低端与槽式集热镜的内表面相互接触。

作为本发明的进一步方案：所述低温熔盐罐包括第一阀门、第二阀门、第一熔盐泵、第二熔盐泵、第三熔盐泵、第四熔盐泵和第三阀门，所述第二阀门和第二熔盐泵设置在低温熔盐罐和电加热器之间，所述低温熔盐罐的下端设置有第一阀门和第一熔盐泵，所述高温熔盐罐的外侧设置有第三熔盐泵、第四熔盐泵和第三阀门。

作为本发明的进一步方案：所述熔盐—空气换热单元包括换热板片、熔盐流道、储熔盐槽、熔盐入口和熔盐出口，所述熔盐—空气换热单元内设置有换热板片，所述换热板片内固定安装有熔盐流道，所述熔盐流道上设置有储熔盐槽，所述熔盐流道的两端设置有熔盐入口和熔盐出口。

作为本发明的进一步方案：所述熔盐—空气换热单元还包括冷风入口、热风出口、空气通道和换热箱体，所述熔盐—空气换热单元上固定安装有冷风入口和热风出口，所述熔盐—空气换热单元内设置有空气通道，所述熔盐—空气换热单元的外侧设置有换热箱体。

作为本发明的进一步方案：所述PV/T空气集热单元包括玻璃罩、半透明双面光伏板、复合抛物线聚光器、镜面反射器、保温防护层、冷风通道和热风通道，所述PV/T空气集热单元的外侧设置有玻璃罩，所述玻璃罩内设置有半透明双面光伏板，所述半透明双面光伏板的下端活动连接有复合抛物线聚光器，所述复合抛物线聚光器的一端活动安装有镜面反射器，所述镜面反射器的下端设置有保温防护层，所述PV/T空气集热单元内设置有冷风通道和热风通道。

作为本发明的进一步方案：所述闭式烘干除湿单元包括烘干房、室内风管、室外风管和冷凝水箱，所述烘干房内固定安装有室内风管，所述室内风管内设置有送风风机和循环风机，所述烘干房上固定连接有室外风管，所述室外风管内设置有冷凝水箱。

作为本发明的进一步方案：所述闭式烘干除湿单元还包括三通风阀和除湿蒸发器，所述室外风管内设置有第一温度传感器，所述烘干房内设置有第二温度传感器和湿度传感器，所述室外风管上活动安装有冷凝水箱。

作为本发明的进一步方案：所述电源单元包括电源控制器、蓄电池和逆变器，所述电源控制器与蓄电池电性连接，所述蓄电池和逆变器电性连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置，在晴天光照充足时，PV/T空气集热系统可单独为烘干房供热，同时光热熔盐储能系统加热熔盐储能，夜间无光照时，光热熔盐储能系统可以通过熔盐—空气换热系统单独为烘干房供热，阴天光照不足时，光热熔盐储能系统可与PV/T空气集热系统联合供热，可使烘干室全天候运行，可直接利用熔盐中的热能加热空气，与传统的通过熔盐流入蒸汽发生器产生水蒸气再驱动汽轮机发电相比，提高了能源利用率，并且节省了大量水资源，把复合抛物线聚光器、镜面反射器和半透明双面光伏板组合起来，通过复合抛物线聚光器将光束聚集在反射器再反射到半透明双面光伏板背面的方式，在加热空气同时还能使光伏板双面发电，最大程度上利用了太阳能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置光热熔盐储能单元的整体结构示意图。

图2为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置调节组件闭式烘干除湿单元的整体结构示意图。

图3为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置槽式集热镜的整体结构示意图。

图4为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置槽式集热镜的拆分结构示意图。

图5为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置动力机箱的内部结构示意图。

图6为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置的换热箱体的内部结构示意图。

图7为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置熔盐—空气换热单元的侧视结构示意图。

图8为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置PV/T空气集热单元的内部结构示意图。

图9为本发明提供的实施例所述的一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置热风通道的内部结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作详细地说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性地与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

如图1～图2所示，本发明提供一种技术方案：一种基于光热熔盐储能耦合PV/T空气集热器的烘干装置，包括，

光热熔盐储能单元100，光热熔盐储能单元100包括槽式集热镜101、高温熔盐罐102、低温熔盐罐103和电加热器104，槽式集热镜101通过传输管道101c与高温熔盐罐102和低温熔盐罐103相互活动连接，高温熔盐罐102和低温熔盐罐103之间活动安装有电加热器104；

熔盐—空气换热单元200，熔盐—空气换热单元200设置于光热熔盐储能单元100的出口端；

PV/T空气集热单元300，PV/T空气集热单元300与熔盐—空气换热单元200之间通过管道进行连接；

闭式烘干除湿单元400，闭式烘干除湿单元400活动连接在PV/T空气集热单元300的一端；

电源单元500，电源单元500与闭式烘干除湿单元400之间相互电性连接；

闭式烘干除湿单元400包括烘干房401、室内风管402、室外风管403和冷凝水箱404，烘干房401内固定安装有室内风管402，室内风管402内设置有送风风机402a和循环风机402b，烘干房401上固定连接有室外风管403，室外风管403内设置有冷凝水箱404；

闭式烘干除湿单元400还包括三通风阀405和除湿蒸发器406，室外风管403内设置有第一温度传感器405a，烘干房401内设置有第二温度传感器405b和湿度传感器405c，室外风管403上活动安装有冷凝水箱404；

电源单元500包括电源控制器501、蓄电池502和逆变器503，电源控制器501与蓄电池502电性连接，蓄电池502和逆变器503电性连接。

本实施例中，通过内部的设置的送风风机402a和循环风机402b能够更好的进行内部气体的流动，同时配合设置在室外风管403内部的冷凝水箱404，更好的对流量进行调控，通过内部多组温度传感器更好的对装置内部数据进行实时监控的工作，通过设置在外侧的电路总控结构，能够更好的进行装置控制，更好的进行装置操作的工作。

实施例2

结合附图3～图5，得出：槽式集热镜101包括旋转接头101a和驱动机架101b，槽式集热镜101上对称设置有两个旋转接头101a，旋转接头101a与槽式集热镜101之间固定连接有连接支架101a-1，旋转接头101a上开设有转动卡槽101a-2，槽式集热镜101内开设有排水槽101a-3；

驱动机架101b包括安装侧板101b-1、固定底座101b-2、动力机箱101b-3、除水刮板101b-4、驱动电机101b-5和驱动皮带101b-6，驱动机架101b的下端固定安装有安装侧板101b-1，安装侧板101b-1的下端设置有固定底座101b-2，安装侧板101b-1的一端固定连接有动力机箱101b-3，驱动机架101b上固定安装有除水刮板101b-4，动力机箱101b-3内活动安装有驱动电机101b-5，驱动电机101b-5上设置有驱动皮带101b-6，除水刮板101b-4的最低端与槽式集热镜101的内表面相互接触；

低温熔盐罐103包括第一阀门103a、第二阀门103b、第一熔盐泵103c、第二熔盐泵103d、第三熔盐泵103e、第四熔盐泵103f和第三阀门103g，第二阀门103b和第二熔盐泵103d设置在低温熔盐罐103和电加热器104之间，低温熔盐罐103的下端设置有第一阀门103a和第一熔盐泵103c，高温熔盐罐102的外侧设置有第三熔盐泵103e、第四熔盐泵103f和第三阀门103g。

本实施例中：通过设置在动力机箱101b-3内部的驱动电机101b-5带动驱动皮带101b-6进行运动，连接在驱动皮带101b-6另一端的旋转接头101a通过转动卡槽101a-2的带动，通过连接支架101a-1让槽式集热镜101进行角度调节的工作，更好地进行集热工作，并且在槽式集热镜101进行运动的同时，还能够通过设置在驱动机架101b上的除水刮板101b-4对残留在槽式集热镜101内部的冷凝水刮出，并将刮下的冷凝水通过槽式集热镜101的两侧或者排水槽101a-3进行排出，更好保证内部的干燥，更好地进行光热转换的工作。

实施例3

结合附图6～图9，得出：熔盐—空气换热单元200包括换热板片201、熔盐流道202、储熔盐槽203、熔盐入口204和熔盐出口205，熔盐—空气换热单元200内设置有换热板片201，换热板片201内固定安装有熔盐流道202，熔盐流道202上设置有储熔盐槽203，熔盐流道202的两端设置有熔盐入口204和熔盐出口205；

熔盐—空气换热单元200还包括冷风入口206、热风出口207、空气通道208和换热箱体209，熔盐—空气换热单元200上固定安装有冷风入口206和热风出口207，熔盐—空气换热单元200内设置有空气通道208，熔盐—空气换热单元200的外侧设置有换热箱体209；

PV/T空气集热单元300包括玻璃罩301、半透明双面光伏板302、复合抛物线聚光器303、镜面反射器304、保温防护层305、冷风通道306和热风通道307，PV/T空气集热单元的外侧设置有玻璃罩301，玻璃罩301内设置有半透明双面光伏板302，半透明双面光伏板302的下端活动连接有复合抛物线聚光器303，复合抛物线聚光器303的一端活动安装有镜面反射器304，镜面反射器304的下端设置有保温防护层305，PV/T空气集热单元300内设置有冷风通道306和热风通道307。

本实施例中：通过熔盐—空气换热单元200内部的换热结构，能够更好地进入的气体进行换热处理的工作，提高工作时候的处理效果，并通过风道与流道的相互配合，更好地进行热量收集的处理工作，通过PV/T空气集热单元内部的复合抛物线聚光器303和镜面反射器304更好的进行反射集热的处理工作，太阳光透过玻璃罩301后一部分被半透明双面光伏板302正面吸收发电，另一部分穿过半透明双面光伏板302照射到复合抛物线聚光器303上，通过复合抛物面聚光器303将光聚集在镜面反射器304后再反射到半透明双面光伏板302背面发电，期间，没被光伏板吸收的光能转换成热能加热空气从热风通道307送出。

本发明的工作原理为：通过设置在动力机箱101b-3内部的驱动电机101b-5带动驱动皮带101b-6进行运动，连接在驱动皮带101b-6另一端的旋转接头101a通过转动卡槽101a-2的带动，通过连接支架101a-1让槽式集热镜101进行角度调节的工作，更好地进行集热工作，并且在槽式集热镜101进行运动的同时，还能够通过设置在驱动机架101b上的除水刮板101b-4对残留在槽式集热镜101内部的冷凝水刮出，并将刮下的冷凝水通过槽式集热镜101的两侧或者排水槽101a-3进行排出，更好保证内部的干燥，更好地进行光热转换的工作；

在不同的天气工况下通过不同的运行方式为装置提供热风，室内风管402设置在烘干房401上方，循环风机402b在室内风管402内的右侧，用于促进室内气流组织循环，烘干房401右上角出口接入室外风管403，管内依次有除湿蒸发器406、冷凝水箱404，冷凝水箱404后并联连接着熔盐—空气换热单元200和PV/T空气集热单元300，室外风管403最后接回烘干房401入口，入口处管内安装送风风机402a，送风风机402a前设有第一温度传感器405a，烘干房401内设有第二温度传感器405b和湿度传感器405c用于监测室内温湿度，上述湿度传感器405c外连接冷凝水箱404用于收集冷凝水再次回收利用；

晴天太阳光照充足时，第一阀门103a打开，低温熔盐罐103中的低温熔盐通过第一熔盐泵103c输送到槽式集热镜101，通过光照加热到指定温度，通过第三熔盐泵103e输送到高温熔盐罐102中储存，与此同时，调节三通风阀405，对熔盐—空气换热单元200侧关闭，对PV/T空气集热单元300侧开启，PV/T空气集热单元300中的热风在送风风机402a的作用下，送入烘干房401内，热风通过高温带走物料中的水分，在负压作用下从右上角出口排出，经过除湿蒸发器406冷凝除湿，得到低温干燥空气经过三通风阀405再次流向PV/T空气集热单元300加热，完成循环；

夜间无光照时，第三阀门103g打开，高温熔盐罐102中的高温熔盐通过第四熔盐泵103f送入熔盐—空气换热单元200中加热空气后再流入低温熔盐罐103中保存，与此同时，调节三通风阀405，对PV/T空气集热单元300侧关闭，对熔盐—空气换热单元200侧开启，熔盐—空气换热单元200中的热风在送风风机402a的作用下，送入烘干房401内，热风通过高温带走物料中的水分，在负压作用下从右上角出口排出，经过除湿蒸发器406冷凝除湿，得到低温干燥空气经过三通风阀405再次流向熔盐—空气换热单元200中加热，完成循环；

阴天多云有光照但不足时，光热熔盐储能单元100的运行方法和晴天一样，可通过调节三通风阀405的开度，来控制低温干燥空气流入熔盐—空气换热单元200和PV/T空气集热系统的流量比例，通过调节第四熔盐泵103f流量的大小和三通风阀405的开度来控制送风温度，送风温度可通过第一温度传感器405a检测，遇到连续多日无光照的极端天气工况，低温熔盐泵中熔盐液位达到预警线时，第二阀门103b打开，低温熔盐罐103中的低温熔盐通过第二熔盐泵103d输送到电加热器104中利用夜间的谷电加热到指定温度后输送到高温熔盐罐102中；

高温熔盐在第四熔盐泵103f的作用下，从熔盐入口204进入，经左侧的储熔盐槽203进入换热板片201的熔盐流道202中，经过若干个S型折流，经右侧的储熔盐槽203，从熔盐出口205流出到低温熔盐罐103中，期间，熔盐中的热量在热传导的作用下布满整个板片，与此同时，从除湿蒸发器406中出来的干燥冷风在送风风机402a的作用下从冷风入口206中进入，经过相邻换热板片201间隙组成的空气通道208，期间空气吸收换热板片201留下的热量加热成热风，从热风出口207流出到烘干房401内；

当系统运行的时候，太阳光透过玻璃罩301后，一部分被半透明双面光伏板302正面吸收发电，另一部分穿过半透明双面光伏板302，照射到复合抛物线聚光器303上，此聚光器为低聚光器，接收角度大，可同时接受光束型和漫射型太阳辐照度，通过复合抛物线聚光器303将光束聚集到底部的镜面反射器304，再反射到半透明双面光伏板302的背面发电，并且进入到玻璃罩301内部的光线会在半透明双面光伏板302的阻挡下留在内部，内部的热量不断堆积，能够提升内部的温度，让机内其中的气体温度更好，加热内部控制，没被光伏板吸收的光能转换成热能加热空气从热风通道307送出，在为烘干房401提供热风的同时又合理降低了半透明双面光伏板302的温度，并且加热之后的气体能够带来更高的干燥效果，更好的进行烘干的工作，提高了光伏板的发电效率，半透明双面光伏板302所产生的直流电，经电源控制器501储存在蓄电池502中，在需要的时候，通过逆变器503转换成交流电供除湿蒸发器406等用电设备运行。

重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值例如，温度、压力等、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。

此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本发明不相关的那些特征。

应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。