一种太阳能及浅层地热能联合干燥装置
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能及浅层地热能联合干燥装置。
背景技术
干燥能耗主要对应于蒸发物料中的水分所对应的潜热，占工业能耗的10-15％，目前降低能耗的主要方向是采用可再生能源。在各类可再生能源中，太阳能应用最为广泛，但受到季节变化的影响，冬季太阳辐射不足，难以单独满足干燥过程所需的热量。
地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在。现有技术中存在将深层地热能应用于干燥装置的供能。如专利201320645984X地热热泵联合干燥装置与专利2018105741446地热热泵联合干燥装置，其干燥装置的热源均来自于地下200米以上的深层地热能，需在地质勘查的基础上开凿地热深井，受到当地地热资源以及政府法规的限制。
专利2018109452801一种闭式地源热泵干燥系统，设有地埋管，其起调节作用，不为干燥室提供热量——在干燥初期阶段作为蒸发器使用，不为干燥室提供热量；在正常运行阶段作为冷凝器使用，但其释放的热量排放到土壤中，同样不为干燥室提供热量
浅层地热能为积蓄在地下200米以内土壤内的地热能，与需要开凿地热井取热的深层地热能相比，具有分布广泛、储量巨大、埋藏较浅、可就近开发利用的特点，且不受国家和地方政府地热资源管理法规的限制，采用浅层热源进行干燥具有广泛的应用前景。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的不足，设计了一种太阳能及浅层地热能联合干燥装置,采用地埋水箱作为蓄热手段，实现太阳能的跨季节转移，即利用夏季太阳能充足的时间将热量转移到地埋水箱中，以浅层地热能的形式较长时间蓄存，待冬季从水箱中提取热量，实现太阳能和浅层地热能的联合干燥。
具体内容如下：
一种太阳能及浅层地热能联合干燥装置，包括太阳能集热器、地埋水箱、换热器和干燥室；
所述太阳能集热器的热水出口连接换热器的进水口，换热器的出水口分为两路，分别通过管路连接地埋水箱的进水口和太阳能集热器的进水口；
所述地埋水箱埋藏于地表之下，其出水口与太阳能集热器的进水口通过管路相连；
所述换热器的出风口通过风道与干燥室的新风入口相连，所述换热器的入风口通过风道与干燥室的出风口相连，形成循环风路；换热器的出风口通向干燥室的新风入口的风道上设置除湿机和风机；
装置中水的流向通过管路上设置的阀门与泵控制。
所述的太阳能集热器可包括循环泵。
所述的换热器可通过流经的热水加热流动空气。
所述的干燥室可以是普通大型干燥室，干燥室内可设置进风、排风、均流等各种干燥室常用装置。干燥室的出风口优选设置风机。
本装置在夏季使用时，经太阳能集热器加热后的热水通过换热器后分为两路，一路流回太阳能集热器形成循环，加热流过换热器的空气使其升温后加热干燥室中的物料；另一路流入地埋水箱，将热量以显热的形式蓄存在水箱中；由于地埋水箱周围土壤的保温作用，冬季来临时，水箱中蓄存热量损失很小。冬季工况时，太阳能集热器和地埋水箱同时工作，热水流经换热器加热流经干燥器的空气，进一步加热干燥室中的物料。
优选的，所述地埋水箱的进水口与换热器的出水口连通的管路上设置泵与截止阀A。
需要使用地埋水箱蓄热时，将截止阀A开启，当地埋水箱水温达到设定值，将截止阀A关闭。冬季时，打开泵和阀门A,使地埋水箱中的热水回流太阳能集热器后流经换热器，加热流经干燥器的空气。不需使用地热时，阀门A可处于关闭状态。
进一步优选，太阳能集热器的进水口与地埋水箱的出水口连接的管路上设置单向阀A；太阳能集热器的进水口与换热器的出水口连接的管路上设置单向阀B。
其中，在太阳能集热器的进水口与换热器的出水口连接的管路上设置截止阀B，截止阀B的设置位置不阻碍太阳能集热器的进水口与地埋水箱的出水口的连通。
夏季时，可将截止阀A、截止阀B开启，一路热水回流太阳能集热器，一路热水流入地埋水箱。当地埋水箱水温达到设定值，将截止阀A关闭。冬天时，将截止阀B关闭，将截止阀A和泵开启，使地埋水箱的热水顺畅流向太阳能集热器。
优选的，所述地埋水箱埋藏于地下深度200米之内的土壤中。
地下深度200米以内土壤内的地热能为浅层地热能，分布广泛、储量巨大，不受国家和地方政府地热资源管理法规的限制。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型采用地埋水箱作为蓄热手段，实现太阳能的跨季节转移，即利用夏季太阳能充足的时间将热量转移到地埋水箱中，以浅层地热能的形式较长时间蓄存，待冬季从水箱中提取热量，实现了太阳能和浅层地热能的联合干燥。本实用新型充分利用了浅层地热能这一可再生能源，且解决了单独使用太阳能干燥受气候条件影响的问题。与深井地热能不同，其对环境破坏小，节能环保，不受政府(深层)地热开采法规的严格限制。
附图说明
图1为太阳能及浅层地热能联合干燥装置的示意图；
图2为实施例1夏季工况水流向图；
图3为实施例1冬季工况水流向图。
其中，1、太阳能集热器；2、地埋水箱；3、换热器；4、干燥室；5、地表；6、除湿机；7、风机；8、泵；9、截止阀A；10、截止阀B；11、单向阀A；12、单向阀B。
具体实施方式
以下结合实例对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
一种太阳能及浅层地热能联合干燥装置，如图1所示，包括太阳能集热器1、地埋水箱2、换热器3和干燥室4；
太阳能集热器的热水出口连接换热器的进水口，换热器3的出水口分为两路，分别通过管路连接地埋水箱2的进水口和太阳能集热器1的进水口；地埋水箱2的进水口与换热器3的出水口连通的管路上设置泵8与截止阀A 9；
地埋水箱2埋藏于地表5之下深度200米之内的土壤中，其出水口与太阳能集热器1的进水口通过管路相连；
太阳能集热器1的进水口与地埋水箱2的出水口连接的管路上设置单向阀A11；太阳能集热器1的进水口与换热器3的出水口连接的管路上设置单向阀B12；单向阀A11和单向阀B12均保证水在管路中顺时针流动；在太阳能集热器的进水口与换热器的出水口连接的管路上设置截止阀B，截止阀B的设置位置不阻碍太阳能集热器的进水口与地埋水箱的出水口的连通；
换热器3的出风口通过风道与干燥室4的新风入口相连，所述换热器3的入风口通过风道与干燥室4的出风口相连；换热器3的出风口通向干燥室4的新风入口的风道上设置除湿机6和风机7，将除湿后的热空气输送入干燥室4；
装置中水的流向通过管路上设置的阀门与泵控制。
本装置在夏季使用时，将截止阀A 9、截止阀B10均开启，经太阳能集热器加热后的热水流过换热器3后分为两路，一路流回太阳能集热器形成循环，加热流过换热器3的空气使其升温后经除湿机6除湿，利用风机7输送入干燥室4，加热干燥室4中的物料；另一路流入地埋水箱2，将热量以显热的形式蓄存在水箱中；由于地埋水箱2周围土壤的保温作用，冬季来临时，水箱中蓄存热量损失很小。当地埋水箱的水温达到设定值，可关闭截止阀A 9，开启截止阀B10和泵8，将两路热水均循环流向换热器3。
冬季工况时，将泵8、截止阀A 9开启，截止阀B10关闭，可使地埋水箱2中积存的热水流过换热器3。此时，可使太阳能集热器1和地埋水箱2同时工作，热水流经换热器加热流经干燥器的空气，进一步加热干燥室中的物料。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
