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基本信息

項(xiàng)目名稱：
真空平板玻璃太陽(yáng)能集熱群真空干燥系統(tǒng)
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
本作品用真空平板玻璃代替同心圓太陽(yáng)能集熱管可降低單位面積成本30%以上，其透光保溫性能不低于集熱管，真空平板玻璃還能使制作高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器成為可能；采用高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器替代管面式太陽(yáng)能集熱器可提高單位面積太陽(yáng)能集熱效率40%以上；采用組群化的箱式太陽(yáng)能集熱群可以使得太陽(yáng)能的利用大規(guī)模化；采用低真空干燥的方法，可大大降低干燥溫度，從而更好地利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的低品位熱源；采用日光溫室放置真空干燥設(shè)備，既可充分利用太陽(yáng)能，又可大大節(jié)省廠房投資，一舉兩得；采用低真空干燥的方法可大大提高單位熱量的干燥效率，且大大提高被干燥物料的品質(zhì)；采用鋪地式三角集熱箱組群具有可大可小的制造、使用靈活性。 作品使太陽(yáng)能的光熱利用規(guī)?；蔀榭赡埽煌卣固?yáng)能的應(yīng)用范圍，大大節(jié)約煤炭、柴油等不可再生能源，節(jié)約生產(chǎn)成本；利用溫室的太陽(yáng)能聚積效應(yīng)，最大限度地減少太陽(yáng)能耗散；利用真空技術(shù)實(shí)現(xiàn)物料低溫干燥，大大減少了物料因高溫干燥產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)損失和氧氣對(duì)物料營(yíng)養(yǎng)成分的氧化；低溫干燥使得太陽(yáng)光不強(qiáng)時(shí)也能使物料干燥。 該裝置能廣泛應(yīng)用于蔬菜、牧草、紅棗、葡萄等農(nóng)副產(chǎn)品的干燥，能夠最大限度地保持被加工物的營(yíng)養(yǎng)成分。也能用于藥品中間體、造紙、木材加工等的干燥。還可將本作品的太陽(yáng)能集熱群鋪設(shè)在房頂，提供生活熱水。
詳細(xì)介紹：
干燥系統(tǒng)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的很多，傳統(tǒng)的干燥系統(tǒng)的熱能是通過(guò)煤炭、燃油或電等能源產(chǎn)生的，需要消耗大量的不可再生能源。近年來(lái)也有人試驗(yàn)利用太陽(yáng)能建立干燥系統(tǒng)，采用同心圓真空管作為太陽(yáng)能集熱器，由于同心圓真空管不便大規(guī)模集熱，集熱效率比較低，影響干燥速率和干燥效果。 本作品利用真空平板玻璃制成箱式太陽(yáng)能集熱群、日光溫室等，能最大限度地利用太陽(yáng)能，最終達(dá)到在物料干燥過(guò)程中能100%的利用太陽(yáng)能作為物料加熱熱源的目的。真空平板玻璃太陽(yáng)能集熱群真空干燥系統(tǒng)主要由真空平板玻璃、集熱水袋、集熱箱體、箱側(cè)保溫層、輸水管路、管道泵及日光溫室組成。作品特點(diǎn): 1.真空平板玻璃代替同心圓太陽(yáng)能集熱管：用真空平板玻璃代替同心圓太陽(yáng)能集熱管可降低單位面積成本30%以上，其透光保溫性能不低于集熱管，真空平板玻璃還能使制作高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器成為可能。 2.高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器替代管面式太陽(yáng)能集熱器：采用高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器替代管面式太陽(yáng)能集熱器可提高單位面積太陽(yáng)能集熱效率40%以上。 3.組群化的箱式太陽(yáng)能集熱群：采用組群化的箱式太陽(yáng)能集熱群可以使得太陽(yáng)能的利用大規(guī)?；?，從而解決了農(nóng)產(chǎn)品干燥系統(tǒng)熱量需求大，同心圓管式太陽(yáng)能集熱不便大規(guī)?；嗖荒芘鋫鋺?yīng)用的難題。三角形太陽(yáng)能集熱箱，重心低，抗風(fēng)能力強(qiáng)，承重位點(diǎn)低、受力小，無(wú)需輔助支架支撐，大幅降低太陽(yáng)能集熱裝置的成本。 4.低真空干燥：采用低真空干燥的方法，由于大大降低了干燥溫度可更好地利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的低品位熱源。從而可大大提高單位熱量的干燥效率，且大大提高被干燥物料的品質(zhì)。 5.日光溫室放置真空干燥設(shè)備：采用日光溫室放置真空干燥設(shè)備，既可充分利用太陽(yáng)能，又可大大節(jié)省廠房投資，一舉兩得。 6.中試數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：經(jīng)測(cè)試，本作品按正常天候每天工作8小時(shí)（上午8：00～下午4：00）每平方米能將約6㎏的水蒸發(fā)，中試基地為200㎡的集熱群，每天可將130㎏蔥片干燥，從含水量93%降為5%。 作品推廣意義：1、減少全球大氣溫室效應(yīng)，減緩全球氣溫升高，同時(shí)減少使用傳統(tǒng)能源所帶來(lái)的環(huán)境污染，為保護(hù)全球生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展作出重要貢獻(xiàn)。 2、為人類規(guī)?；瘧?yīng)用可再生能源作出貢獻(xiàn)，大大提高我國(guó)生產(chǎn)企業(yè)太陽(yáng)能利用水平，推進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型企業(yè)建設(shè)，有利于實(shí)現(xiàn)成本低、環(huán)境污染少、效益好的良性循環(huán)。 3、大大節(jié)省我國(guó)燃料開(kāi)支，減輕工人勞動(dòng)量及勞動(dòng)強(qiáng)度，增加工人生活舒適度。 4、能夠最大限度地保持加工物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)人們的健康做出貢獻(xiàn)。 5、本作品的浴室和家庭供熱可大大提高我國(guó)農(nóng)村的太陽(yáng)能利用水平。

作品圖片

  • 真空平板玻璃太陽(yáng)能集熱群真空干燥系統(tǒng)
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作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

目的：作品提出了以真空平板玻璃箱式太陽(yáng)能集熱群為太陽(yáng)能收集平臺(tái)的新方法，解決了農(nóng)產(chǎn)品干燥系統(tǒng)熱量需求大，同心圓管式太陽(yáng)能集熱不便大規(guī)?；嗖荒芘鋫鋺?yīng)用的難題，為將太陽(yáng)能大規(guī)模地應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品干燥提供了關(guān)鍵技術(shù)。 思路：1.收集太陽(yáng)能采用真空平板玻璃箱式太陽(yáng)能集熱群。這樣便于太陽(yáng)能集熱的大規(guī)模化和實(shí)現(xiàn)低成本，還能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器的防冰雹功能。 2.干燥物料采用真空干燥釜及真空泵。這樣可以使干燥溫度降低和物料不被氧化。既節(jié)能又能提高物料品質(zhì)。3.采用日光溫室作為真空干燥釜的操作廠房。這樣既能充分利用太陽(yáng)能（提高干燥釜環(huán)境溫度，為物料干燥輔助供熱）又能大大節(jié)省廠房投資。4.采用軟質(zhì)水袋既作為貯水器又作為集熱器?？墒∪Ｓ貌讳P鋼儲(chǔ)水桶，大大節(jié)省成本，還能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器的防凍功能。5.采用疊層式多重U型管系作為真空干燥釜內(nèi)的換熱器。該換熱器既能作為物料堆放架又起換熱作用，一舉兩得。 創(chuàng)新點(diǎn)：1.真空平板玻璃代替同心圓太陽(yáng)能集熱管；2.高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器替代管面式太陽(yáng)能集熱器；3.組群化的箱式太陽(yáng)能集熱群；4.低真空干燥與太陽(yáng)能結(jié)合；5.軟質(zhì)水袋在太陽(yáng)能收集器上的應(yīng)用；6.日光溫室放置真空干燥設(shè)備。 主要技術(shù)指標(biāo)：溫室面積：200～600㎡；太陽(yáng)能集熱群面積：200～400㎡；干燥釜體積：Φ2m×10m～30m；真空泵功率：1～5KW；真空度：10～10000Pa；干燥溫度：20～60℃；生產(chǎn)率：1～5噸/天。

科學(xué)性、先進(jìn)性

1、最大限度地利用太陽(yáng)能：利用真空平板玻璃制成箱式太陽(yáng)能集熱群、日光溫室等能最大限度地利用太陽(yáng)能； 2、集熱效率高、成本低：采用高保溫性能的箱式太陽(yáng)能集熱器替代管面式太陽(yáng)能集熱器可提高單位面積太陽(yáng)能集熱效率40%以上，減少成本30%以上。 3、大規(guī)模：采用組群化的箱式太陽(yáng)能集熱群可以使太陽(yáng)能利用規(guī)?；?。 4、干燥效率高、品質(zhì)好：采用低真空干燥的方法可降低干燥溫度，能更好地利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的低品位熱源，減少物料因高溫干燥產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)損失和氧氣對(duì)物料營(yíng)養(yǎng)成分的氧化，提高被干燥物料的 品質(zhì)，同時(shí)可提高單位熱量的干燥效率。 5、中試數(shù)據(jù)：按正常天候每天工作8小時(shí)（上午8：00～下午4：00）每平方米能將約6㎏的水蒸發(fā)，中試基地為200㎡的集熱群，每天可將130㎏蔥片干燥，從含水量93%降為5%。

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

2008年12月，作品參加某大學(xué)第五屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽，榮獲一等獎(jiǎng)。

作品所處階段

作品目前處于中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

擬以合作開(kāi)發(fā)方式進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓

作品可展示的形式

作品可以模型、圖紙、圖片、錄像等形式展示

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

作品以真空平板玻璃作為太陽(yáng)能集熱面板，太陽(yáng)能利用率高、造價(jià)低，結(jié)構(gòu)合理簡(jiǎn)單，生產(chǎn)安裝方便。可廣泛應(yīng)用于工業(yè)干燥及農(nóng)產(chǎn)品干燥，如蔬菜、牧草、紅棗、葡萄等物料的干燥。還可將本作品的太陽(yáng)能集熱群鋪設(shè)在房頂，提供生活所用熱水。 效益預(yù)測(cè)：以200㎡的太陽(yáng)能集熱群面積計(jì)算，投資成本約10萬(wàn)元；以江蘇所處緯度計(jì)算，全年200 ㎡的太陽(yáng)能集熱群能量利用為24萬(wàn)千瓦時(shí)，按熱能利用率70%計(jì)算，實(shí)際能量利用率為16.8萬(wàn)千瓦時(shí)，全年可加工鮮菜400噸，按現(xiàn)有技術(shù)采用鍋爐燃燒煤加熱，每噸鮮菜需用煤0.5噸 ，利用本裝置每年節(jié)省煤200噸，約13萬(wàn)元。除去循環(huán)泵、真空泵每年耗電1.8萬(wàn)千瓦時(shí)約1.8萬(wàn)元，實(shí)際節(jié)約成本11.2萬(wàn)元/年，半年可收回投資。據(jù)調(diào)查，2005年我國(guó)干制蔬菜每年生產(chǎn)700萬(wàn)噸（按鮮菜計(jì)），野生和人工種植中草藥為1000多萬(wàn)噸，如利用太陽(yáng)能來(lái)干燥，按每噸節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤0.5噸計(jì)算,干燥這兩種物料每年可節(jié)省煤炭約850萬(wàn)噸，折合人民幣為51億元。還大大減少了空氣污染，保護(hù)環(huán)境。

同類課題研究水平概述

目前蔬菜、藥品、糧食的干燥均采用電加熱、煤加熱、油加熱，這不但消耗大量不可再生能源，而且增加成本，降低最終產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。燃燒煤還會(huì)造成極大的環(huán)境污染。這些都迫使人們?nèi)で罂稍偕茉?。在可再生能源中最理想的新能源是太?yáng)能。太陽(yáng)能作為取之不盡用之不竭的清潔能源，它的利用一直是人類的追求。 太陽(yáng)能利用技術(shù)一般分為光電技術(shù)和光熱技術(shù)兩種，由于光電技術(shù)投資成本高，不適用于大宗物料的干燥，故光熱技術(shù)用于大宗物料的干燥是發(fā)展方向。 太陽(yáng)能光熱干燥是利用太陽(yáng)能加熱介質(zhì)，由介質(zhì)將熱能傳遞給物料，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的干燥。 近年來(lái)，內(nèi)蒙古已有科研部門研究出日光溫室農(nóng)產(chǎn)品干燥裝置，即將牧草等物料堆放于日光溫室內(nèi)，陽(yáng)光對(duì)溫室內(nèi)空氣加熱，當(dāng)溫室內(nèi)空氣水份高到一定程度后實(shí)施通風(fēng)換氣，將熱濕空氣排出，冷干空氣進(jìn)入，通過(guò)幾個(gè)循環(huán)后物料可得到干燥。這種日光溫室干燥裝置解決了物料受雨天影響和夜間露水影響的問(wèn)題，但溫室空氣和外部空氣的交換損失了大量的能量，使干燥效率很低。此外，溫室內(nèi)的溫度不易控制，有時(shí)很高，這會(huì)加速物料氧化；單位體積的物料堆放比也較低，這樣使得單位面積的溫室利用率很低。 關(guān)于太陽(yáng)能集熱方面，目前主要采用同心圓真空管集熱器，這種集熱器已大量地進(jìn)入了城鄉(xiāng)家庭，為家庭的太陽(yáng)能利用作出了貢獻(xiàn)。但同心圓集熱器不適用于大規(guī)模供熱，一是因?yàn)閱挝患療崦娣e的價(jià)格高；二是因?yàn)閱蝹€(gè)集熱管成組成群連接很不方便，加之冬天不防凍，夏天不防冰雹，這些均使同心圓真空管集熱器不可能大規(guī)?；贿m合于大宗農(nóng)產(chǎn)品干燥要求。
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