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  • 云南太陽能干燥中的光熱轉化


      其實太陽能干燥,也是太陽能光一熱轉換的主要應用范疇之一。通過曬太陽取暖或直接將需要干燥的物品攤曬在陽光下經太陽曝曬后,達到干燥衣物和農副產品的目的,是人類遠古以來就掌握的太陽能熱利用的本能。但這種干燥方法難以避免下燥物被灰塵、細菌污染和蟲鼠危害,干燥過程還受天氣和自然環境條件的限制,而且干燥脫水程度也不易控制,干燥質量更難以得到應有的保障。所以,采用曝曬這種太陽能脫水干燥的熱利用方式,除能滿足二般個人和小規模的田園生產生不需要之外,在現代化的工農業生產過程中,是沒有任何大生產及現代化生產意義的。為了滿足現代化工農業大生產和食品衛蘭檢疫的嚴格要求,后來人們不得不舍簡從繁,用燃煤、燃油蒸汽鍋爐生產高熱蒸汽,來制造干燥所必需的高溫環境,或直接通過電力產生遠紅外輻照來進行快捷、可控和有質量保證的農副土特產品和食品的干燥工藝。
    隨著人類社會生產的發展,二氧化碳等溫室氣體排放量累計增加,地球生態環境惡化。節能減排已成為全球國際社會的共識和義不容辭的社會責任。在此背景條件下,人們對利用高能量密度、高價值的常規化石能源或電力資源來進行低溫干燥的做法提出了疑慮并自然而然地再次想到,能否仍舊采用"取之不盡,用之不竭。的太陽輻射能,來解決大批量農副土特產品的低溫干燥問題呢?答案是肯定的。但是這一次的“復古行動“,絕對不是單純意義上的歸零,其起步基點巳經提升到歷史和科學技術進步的更高二個層面上了!
      所謂干燥,就是指在水(或相關液體)的沸點之下,通過相對提高空氣溫度和空氣流量,降低空氣濕度,利用提高流經被干燥物空氣含水量的辦法,使用較大的下熱空氣流量或流速,把被干燥物體中所含的水分或其他液體,通過蒸發流程工藝達到脫水,除去多余水分(或相關液體)的物理方法。含水物體在干燥過程中一般需要通過預熱期、等速干燥期、減速干燥期,址后達到所要求的平衡比例含水量。此時,如果不改變干燥過程的相關物理條件,則干燥過程就到此為止,被干燥物進入到一種動態平衡的保存狀態。干燥在任何一個國家的工、農業生產應用中,都是一個高耗能的產業,有資料介紹干燥在我國總能量消耗中,約占全國年總能耗的10%左右。而在干燥過程中除了少數例外,絕大多數的農副土特產品與食品都只能應用低溫或中溫來進行脫水干燥從某種意義上來說,這也就為太陽能熱利用全面介入干燥流程,提供了難能可貴的機遇窗口。
      一般來說,太陽能干燥裝置根據本身的具體結構和運行方式大致可分為溫室型、對流循環型和混合型三大類。所謂溫室型干燥器(如圖2.7所示),就是在可采集太陽輻射熱的溫室型熱箱箱體的上下(或者左右)方向,開有若干個可讓空氣自由對流循環的通道,而形成的熱箱型干燥裝置。這種干燥裝置系統結構緊湊,整體性強,但干燥的熱效率相對較低。而對流循環型太陽能干燥器(如圖2.8所示),在系統結構上較溫室型干燥器要更為復雜一些,這種干燥系統在配置有專門的太陽能空氣集熱器的同時,還需要配備可調控的強制循環動力設備和專門的排濕通道等裝置。在實際應用中,這種系統常被普遍應用于大型工業干燥裝置,如煙葉干燥、農副產品加工等。系統可根據生產需要增加輔助能源加熱裝置,設定干燥過程所需的空氣溫度,以及降低空氣濕度的專用通道等附屬系統。實際應用中通過人為操作或自動控制系統,可即時開啟對流循環風扇,將系統切換為強制循環方式,以加速干燥進程。在外部日照豐富的地區或空氣相對濕度較低的情況下,也可利用空氣集熱器產生的熱空氣,應用熱煙囪原理進行自動排濕干燥或其他物理除濕手段,進行系統內部的對流循環干燥以多種方式靈活調控產品的脫水速度和干燥效果。混合型太陽能干燥器(如圖2.9所示),是在溫室型的基礎上,單獨增加一級太陽能空氣集熱器組合而成的聯合系統。在增加了一級空氣集熱器后,與溫室型系統相比較,不僅增加了采熱面積,而且還可大大提高干燥空氣的溫度;同時,利用這種組合構成的熱煙囪效應,能自動加速濕熱空氣的排除流速,實現高效非輔助動力的自然循環干燥。混合型干燥器在某種程度上匯集了溫室型和對流循環型兩種干燥系統的優點,其系統結構的復雜程度和成本價位也介于上述兩種系統之間。
       【備注:本文由云南太陽能昆明太陽能廠家中建太陽能代為傳播,原本作者:涂濟民先生】
          
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