[科普中国]-太阳能干燥

简介

20世纪80年代以前，国内只有4座太阳能干燥设备，总采光面积仅183㎡。自其被国家“七五”计划列为重点科技攻关项目后，从应用、基础研究到生产试验有许多研究开发，成绩显著，建成了10多座大、中型太阳能干燥示范装置，总采光面积在3000㎡以上。农村一般都用燃煤烘干机烘干农产品，这种传统加工方法不仅耗煤，而且煤烟经常混入烘干机中，使加工质量下降。采用太阳能干燥器不仅节约成本、降低污染，而且由于干燥温度较自然干燥高，还具有杀虫、灭菌的作用，使产品在色泽上有很大的改观。太阳能干燥的方式有两种：一种为加透明盖板进行直接曝晒，称为吸收式；另一种是利用太阳能加热某种流体，然后将此流体直接或间接加热待干燥的物体，称为间接式或对流式。对流式太阳能干燥器一般以空气为工质，空气在太阳能集热器中被加热，在干燥器内与干燥的湿物料接触，热空气把热量传给湿物料，使其中水分汽化，并把水蒸气带走，从而使湿物料干燥。1

吸收式干燥技术（1）自然循环吸收式太阳能干燥器

如图1所示，透过玻璃的太阳辐射被涂黑表面吸收，同时也被待干燥物吸收，结果使干燥器内的空气温度升高。热空气容易从含有水分的物品中夺得水分而湿化，由于自然对流作用，从上部的孔眼中流出，湿度较低的冷空气则从底部孔眼流入，形成不断循环的过程，从而使待干燥物除去水分，得到干燥。1

（2）自然循环半直接吸收式太阳能干燥器

如图2所示，半直接吸收式是首先将待干燥物品放入后房预热干燥室预热，待失去水分25%~30%后，再移至前房干燥室，直至烘干为止。自然循环吸收式太阳能干燥器的主要优点是结构简单、造价低廉、维修费用低，可以连续作业，不需要循环动力。1

（3）强迫循环吸收式太阳能干燥器

强迫循环吸收式是利用小型风机强迫空气循环，吸收被太阳能加热的干燥物料中的水分使其干燥。它同样可以分为直接吸收式和半直接吸收式两种。强迫循环的干燥效果比自然循环的要好，因为它可以根据待干燥物品的生产工艺要求，进行风量、气温和湿度的调节。缺点是需要消耗动力，且维修和产品成本相对较高。1

对流式干燥技术这种干燥技术的太阳能集热（空气集热器）和物料干燥分开，由风机将空气送至空气集热器加热后，再进入干燥室对物品进行烘干并吸收物料中的水分，见图3。太阳能集热方式大多采用专门设计的空气集热器，也可采用一般的热水器，将水加热后，再经热交换器将空气加热。1

太阳能—热泵联合干燥技术热泵干燥是一种节能效果显著的干燥技术，20世纪70年代在欧洲开始广泛使用。热泵与常规的干燥设备一起组成热泵干燥装置，其工作原理如图4所示。干燥介质在干燥器内全部循环使用。热泵工质在蒸发器中吸收来自干燥过程排放废气中的热量使废气中的大部分水蒸气在蒸发器中被冷凝下来直接排掉；从蒸发器出来的制冷剂蒸汽，经压缩机绝热压缩后进入冷凝器。在冷凝器高压下热泵工质冷凝液化放出冷凝潜热，加热来自蒸发器的已降温去湿的低温空气，低温空气加热到要求的温度后，进入干燥器内作干燥介质。而从冷凝器出来的热泵工质经膨胀阀绝热膨胀，再进入蒸发器，如此循环。1