Солнечная камерная сушилка

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Синяков Анатолий Леонидович Прищепов Михаил Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) 1. Солнечная камерная сушилка, содержащая оборудованную распределительным и собирающим коллекторами циркулирующего воздуха сушильную камеру, сообщенную через собирающий коллектор и основной вытяжной воздуховод с наружной средой и подключенную распределительным коллектором через основной присоединительный воздуховод к выходу центробежного вентилятора, ко входу которого через магистральный воздуховод присоединены выходами воздухонагревательные солнечные коллекторы, сообщенные входами с наружной средой, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными вытяжным и присоединительным воздуховодами, а также четырьмя клапанами,при этом к основному присоединительному воздуховоду дополнительно подключены через дополнительный присоединительный воздуховод основной и непосредственно входом, сообщенный выходом с наружной средой, дополнительные вытяжные воздуховоды, а клапаны установлены в основных и дополнительных присоединительных и вытяжных воздуховодах. 61932010.04.30 2. Солнечная камерная сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный вытяжной воздуховод расположен соосно основному. 3. Солнечная камерная сушилка по п. 1, отличающаяся тем, что обращенная к солнцу стенка камеры выполнена из теплопроводного материала, например из нержавеющей стали, и окрашена в черный цвет.(56) 1. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М. Агропромиздат, 1988. - . 193. 2. Кораблев А.Д. Экономия энергоресурсов в сельском хозяйстве. - М. Агропромиздат, 1988. - . 194. Предложенное техническое решение относится к солнечным камерным сушилкам с принудительной циркуляцией воздуха, которые предназначены для сушки фруктов, овощей, табака, семян. Известна солнечная сушилка парникового типа 1. Сушилка содержит короб-рамку,оборудованную стеклянным покрытием, в которой расположены на деревянных полозьях сита с фруктами, при этом короб-рамка сообщена входом и выходом с наружной средой и через нее стеклянное покрытие подает на поверхность высушиваемых фруктов тепловое излучение солнца. Известная сушилка работает следующим образом. За счет радиационного теплообмена между солнцем и поверхностью фруктов, на которую падает тепловое излучение солнца,происходит нагрев фруктов и влага, содержащаяся в них превращается в пар, который поступает в контактирующий с поверхностью фруктов воздух. В результате чего происходит нагрев воздуха и возникает естественная конвекция воздуха через короб, при этом он выносит в наружную среду водяные пары от высушиваемых фруктов. Процесс сушки фруктов в коробе продолжается до тех пор, пока влажность фруктов не понизится до нормируемого значения. К недостаткам известной сушилки следует отнести длительное время сушки и пониженную эффективность работы. Длительное время сушки фруктов обусловлено малым расходом воздуха через камеру при его естественной конвекции, в результате чего медленно удаляются водяные пары из фруктов в наружную среду. Пониженная эффективность работы обусловлена недостаточно полным удалением влаги из фруктов, расположенных около входа наружного воздуха в короб-рамку из-за низкой температуры фруктов, обусловленной отдачей теплоты поверхностью фруктов соприкасающемуся с ней воздуху,имеющему на входе температуру наружной среды и повышающему температуру по мере движения его в выходу из короба. Благодаря высокой температуре фрукты, расположенные около выхода воздуха из камеры, высушиваются быстрее. Наиболее близкой к заявляемой конструкции сушилки является солнечная камерная сушилка с принудительной циркуляцией воздуха 2. Эта сушилка содержит оборудованную распределительным и собирающим коллекторами циркулирующего воздуха сушильную камеру, сообщенную через собирающий коллектор и основную вытяжную трубу с наружной средой и подключенную распределительным коллектором через основной присоединительный воздуховод к выходу центробежного вентилятора, ко входу которого через магистральный воздуховод присоединены воздухонагревательные солнечные коллекторы. Эта известная сушилка работает следующим образом. В сушильную камеру загружают фрукты, подлежащие сушке, и включают вентилятор, который протягивает наружный воздух через воздухонагревательные солнечные коллекторы, где он нагревается до температуры 6070 С, и подает его в сушильную камеру. При движении теплого воздуха по 2 61932010.04.30 сушильной камере снизу вверх он за счет конвективного теплообмена с поверхностью фруктов нагревает их и осуществляется процесс испарения влаги из фруктов, которая в виде пара поступает в воздух и выносится им в окружающую среду. Процесс сушки фруктов в сушильной камере продолжается до тех пор, пока влажность фруктов не понизится до нормируемого значения. К недостатку этой сушилки следует отнести пониженную эффективность работы. Пониженная эффективность работы обусловлена снижением интенсивности сушки фруктов по высоте камерной сушилки из-за снижения температуры циркулирующего через нее воздуха от распределительного к собирающему коллекторам из-за затрат теплоты воздуха на испарение влаги из фруктов, расположенных около распределительного коллектора, и потерь теплоты через стенки камеры в наружную среду. Поэтому температура фруктов,расположенных около распределительного коллектора выше температуры фруктов, расположенных около собирающего коллектора, а от температуры зависит интенсивность испарения влаги из фруктов. Кроме того, активность испарения влаги из фруктов, расположенных около собирающего коллектора циркулирующего воздуха, снижается также изза увеличения относительной влажности воздуха по мере поступления в него водяных паров от высушенных фруктов. Поэтому имеем пересушенные фрукты, расположенные в нижней зоне камеры, и не полностью высушенные в верхней зоне камеры. Задачей предлагаемой полезной модели - солнечной камерной сушилки - является повышение эффективности ее работы. Поставленная задача решается тем, что солнечная камерная сушилка, содержащая оборудованную распределительным и собирающим коллекторами циркулирующего воздуха сушильную камеру, сообщенную через собирающий коллектор и основной вытяжной воздуховод с наружной средой и подключенную распределительным коллектором через основной присоединительный воздуховод к выходу центробежного вентилятора, ко входу которого через магистральный воздуховод присоединены выходами воздухонагревательные солнечные коллекторы, сообщенные входами с наружной средой, снабжена дополнительными вытяжным и присоединительным воздуховодами, а также четырьмя клапанами,при этом к основному присоединительному воздуховоду дополнительно подключены через дополнительный присоединительный воздуховод основной и непосредственно входом, сообщенный выходом с наружной средой, дополнительные вытяжные воздуховоды, а клапаны установлены в основных и дополнительных присоединительных и вытяжных воздуховодах. Для уменьшения гидравлического сопротивления сушильной камеры циркулирующему через нее воздуху дополнительный вытяжной воздуховод установлен соосно с основным. Для дополнительного нагрева воздуха, проходящего через сушильную камеру с целью интенсификации процесса сушки фруктов стенка камеры, обращенная к солнцу, выполнена из теплопроводящего материала, например нержавеющей стали, и окрашена в черный цвет. Сущность предлагаемой полезной модели сушилки поясняется схемой солнечной камерной сушилки, изображенной на фиг. 1. Заявляемая сушилка содержит сушильную камеру 1, оборудованную распределительным 2 и собирающим 3 коллекторами циркулирующего через нее воздуха, а также основным вытяжным воздуховодом 4 центробежный вентилятор 5 и воздухонагревательные солнечные коллекторы 6. При этом сушильная камера 1 сообщена через собирающий коллектор 3 и основной вытяжной воздуховод 4 с наружной средой и подключена распределительным коллектором 2 через основной присоединительный воздуховод 7 к выходу центробежного вентилятора 5, ко входу которого через магистральный воздуховод 8 присоединены выходами воздухонагревательные солнечные коллекторы 6, сообщенные входами с наружной средой. Для повышения эффективности работы она снабжена дополнительными вытяжным 9 и присоединительным 10 воздуховодами, а также клапанами 11, 12, 13, 14, которые уста 3 61932010.04.30 новлены соответственно в основном 7 и дополнительном 10 присоединительных воздуховодах, а также в основном 4 и дополнительном 9 вытяжных воздуховодах. При этом к основному присоединительному воздуховоду 7 дополнительно подключены через дополнительный присоединительный воздуховод 10 основной 4 и непосредственно входом сообщенный выходом с наружной средой дополнительный 9 вытяжные воздуховоды. Для ускорения процесса сушки фруктов путем стабилизации температуры циркулирующего воздуха через камеру стенка камеры 1, обращенная к солнцу, выполнена из теплопроводного материала,например нержавеющей стали, и окрашена в черный цвет. Для уменьшения гидравлического сопротивления камеры 1 воздуху, двигающемуся через нее сверху вниз дополнительный вытяжной воздуховод расположен соосно основному воздуховоду 4, и присоединен входом к основному присоединительному воздуховоду 7 и сообщен выходом с наружной средой. Заявляемая солнечная камерная сушилка работает следующим образом. Фрукты, подлежащие сушке, загружают в камеру 1, при этом открывают клапаны 11 и 13 и закрывают клапаны 12 и 14, после чего вводят в работу центробежный вентилятор 5. Он протягивает наружный воздух через воздухонагревательные солнечные коллекторы 6,в которых воздух нагревается до 6070 С, и подает нагретый воздух через основной присоединительный воздуховод 7 с открытым клапаном 11 и распределительный коллектор воздуха 2 в сушильную камеру 1. В сушильной камере 1 за счет конвективного теплообмена между воздухом с начальной температурой 6070 С и поверхностью высушиваемых фруктов происходит нагрев фруктов и влага, содержащаяся в них, преобразуется в водяной пар, который поступает в воздух и выносится им в наружную среду. По мере движения воздуха снизу вверх по камере 1, его температура уменьшается к собирающему коллектору 3 из-за затрат теплоты на нагрев фруктов, испарение влаги из них и потерь теплоты через наружные стенки камеры 1, в результате чего фрукты, расположенные около распределительного коллектора 2, высыхают быстрее нежели фрукты, находящиеся около собирающего коллектора 3. Для уменьшения изменения температуры воздуха по высоте камеры 1 ее стенка, обращенная к солнцу, выполнена из теплопроводящего материала, например из нержавеющей стали, и окрашена в черный цвет. Стенка преобразует падающее на ее поверхность тепловое излучение солнца в тепловую энергию, которая дополнительно нагревает воздух, движущийся через камеру, что способствует процессу сушки фруктов, то есть повышается эффективность работы сушилки. Сушилка в режиме движения воздуха через нее снизу вверх будет работать до тех пор, пока влажность фруктов, расположенных около собирающего коллектора 3, не понизится до 3550 . При достижении этими фруктами влажности 3550 останавливают вентилятор 5, клапаны 11 и 13 закрывают, открывают клапаны 12 и 14 и вводят в работу вентилятор 5. В этом случае вентилятор 5 воздух, нагретый в воздухонагревательных солнечных коллекторах 6, подает в камеру 1 через дополнительный присоединительный воздуховод 10, вытяжной воздуховод 4, собирающий коллектор 3 и заставляет его двигаться по камере 1 сверху вниз, при этом он дополнительно подогревается теплотой солнечного коллектора в виде черной стенки, обращенной к солнцу. Фрукты с влажностью 3550 попадают в поток воздуха с температурой 6070 С, в результате чего интенсифицируется процесс сушки фруктов до нормируемой влажности. При достижении фруктами нормируемой влажности останавливают вентилятор 5, фрукты выгружают из камеры 1 и в нее загружают новую партию фруктов и включают вентилятор 5. Вентилятор 5 будет подавать подогретый в воздухонагревательный солнечных коллекторах 6 воздух в камеру 1 при открытых клапанах 12 и 14, закрытых 11 и 13, обеспечивая его движение через камеру сверху вниз. Вентилятор 5 будет работать до тех пор, пока влажность фруктов, расположенных около распределительного коллектора 2, не понизится до 3550 . При достижении этими фруктами этой влажности останавливают вентилятор 5 и клапаны 12 и 14 закрывают, открывают клапаны 11 и 13 и включают вентилятор 5, который в этом случае обеспечивает движение теплого воздуха через камеру 1 снизу верх. Вентилятор 5 будет работать до тех пор, пока влаж 4 61932010.04.30 ность фруктов, расположенных около распределительного коллектора 2, не понизится до нормируемого значения. Далее процесс сушки фруктов в солнечной камерной сушилке повторяется. Таким образом, в процессе работы заявляемой солнечной камерной сушилки происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы сушилки путем интенсификации процесса сушки фруктов за счет повышения средней температуры высушиваемых фруктов изменением направления движения горячего воздуха через сушильную камеру за период сушки, которая осуществляется при оборудовании существующей сушилки дополнительными вытяжным и присоединительным воздуховодами, а также четырьмя клапанами и их соответствующего включения в конструкцию сушилки. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5