Геліосушарка з тепловим акумулятором для фруктів

Реферат: UA 97139 U UA 97139 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема геліотехніки для нагрівання повітря при сушінні фруктів. Відомий аналог - геліосушарка з тепловим акумулятором для фруктів містить геліоколектор з отворами по торцях для проходу повітря. На корпусі геліоколектора закріплена кришка із світлопроникаючого матеріалу, а знизу розміщений абсорбер, виконаний з листового хвилястого матеріалу у вигляді окремих секцій, краї яких знаходяться на деякій відстані з перекриттям один над іншим і утворюють канали, в яких встановлені нагріванні. Сушильна камера з шухлядами розміщена безпосередньо під абсорбером. Пристрій для примусової циркуляції повітря і повітронагрівач змонтований в сушильній камері. Усю конструкцію геліосушарки монтують на підставці, з колесом і нахилом до горизонту, що дає можливість її транспортування і розвороту в напрямку сонячного випромінювання. [Патент України на винахід № 80769, МПК А23В7/02, F24J2/05, Опубл. 25.10.2007. Бюл. № 17]. Проте аналог споживає багато електроенергії в нічний час, має великі втрати тепла, що знижує ККД. Крім того, пароповітряна суміш від сушіння нижніх шарів передається до верхніх шарів, що призводить до запарення продукту, погіршення його якості в похмурі дні і нічний час та збільшення часу сушіння. Також ця конструкція є громіздкою та складною. В основу корисної моделі поставлена задача підвищити ефективність процесу сушіння і знизити енергоємність геліосушарки, що покращує ККД. Поставлена задача вирішується тим, що в геліосушарці з тепловим акумулятором для фруктів, яка містить корпус, геліоколектор з світлопроникаючого матеріалу і абсорбер, виконаний з листового матеріалу, сушильну камеру з решетами, вхідні та вихідні отвори для циркуляції повітря, пристрій для примусової циркуляції повітря та повітронагрівач, згідно з корисною моделлю, сушильна камера знизу додатково оснащена тепловим акумулятором з твердим теплоакумулюючим матеріалом та електронною системою контролю вологи. Геліосушарка містить систему контролю вологи, виконану у вигляді поєднаних між собою термоелектричних датчиків, світлового сигналізатора та термогігрометра. Геліосушарка містить абсорбер, виготовлений із листової міді, покритої селективною фарбою з коефіцієнтами короткохвильового поглинання α0,92, довгохвильового випромінювання ε0,48, товщиною шару покриття λ4,40 мкм. Геліосушарка додатково оснащена резервною системою підігріву теплоносія. Наявність теплового акумулятора з твердим теплоакумулюючим матеріалом дозволяє в денний час стабілізувати теплофізичні параметри теплоносія, а в нічний час забезпечує процес сушіння фруктів, що знижує використання електроенергії та підвищує ККД пристрою. Зокрема за рахунок використання теплового акумулятора в нічний час стабілізуються теплофізичні параметри теплоносія в денний час, забезпечується відвід вологи із повітря, що дозволяє скоротити час сушіння, запобігає запарювання матеріалу, пошкодженню від цвілі, та забезпечує підвищення якості висушеного матеріалу. Електронна система контролю вологи теплоносія і вологого матеріалу дозволяє контролювати процес сушіння, запобігає запарювання матеріалу, пошкодженню від цвілі, забезпечує підвищення якості висушеного матеріалу. Виконання абсорберу із листової міді, покритої селективною фарбою дає нам знизу затемнену та жорстку поверхнею, що у поєднанні з верхнім прозорим шаром (скло), дозволяє максимально ефективно вловити сонячну радіацію, і перетворити її на теплову енергію для нагрівання теплоносія. Таке виконання дозволяє суттєво підвищити ККД пристрою. Оснащення резервною системою підігріву теплоносія дозволяє при несприятливих метрологічних умовах пришвидшити процес сушіння. Для запобігання процесу утворення точки роси у запропонованій геліосушарці присутні вхідні та вихідні отвори для циркуляції повітря, пристрій для примусової циркуляції повітря з нагрівачем, тепловий акумулятор, пристрій контролю вологи теплоносія і вологого матеріалу. Корисна модель пояснюється кресленням, де показано загальний вигляд геліосушарки, поперечний розріз: 1 - отвір, через який всмоктується атмосферне повітря; 2 - вентилятор з нагрівачем; 3 - повітропровід; 4 - геліоколектор; 5 - тепловий акумулятор; 6 - сушильна камера; 7 - витяжний канал; 8 - решета; 9 - кабель живлення електродвигуна вентилятора; 1 UA 97139 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 10 - термоелектричні датчики (термоопори типу (Pt 100); 11 - комп'ютер; 12 - комунікаційний кабель RS 232; 13 - електронна система контролю вологи (електроний цифровий мікровольтметер РТ-01028, термогігрометр РТ-0102, термоанемометр UT 362); 14 - термостат. Геліосушарка з тепловим акумулятором для фруктів містить рамну конструкцію, на передній фронталі якої розміщений геліоколектор 4, виготовлений з світлопроникаючого матеріалу (скло із складом 72 % SiO2, 13 % (Na2O+K2O), 11 % Са; 4 % (R2O3+MgO) та абсорбер. Абсорбер виготовлений із листової міді, покритої селективною фарбою з коефіцієнтами короткохвильового поглинання =0,92, довгохвильового випромінювання 0,48, товщиною шару покриття 4,40 мкм. На бічній стінці геліоколектора 4 зроблено круглі отвори 1 для подачі атмосферного повітря в геліосушарку. Циркуляція нагрітого повітря (теплоносія зі швидкістю 1…2,17 м/с) забезпечується вентилятором з нагрівачем 2, який запускається через кабель живлення електродвигуна вентилятора 9. Між абсорбером та тепловим акумулятором 5 розміщений повітропровід 3, який здійснює подачу теплоносія до сушильної камери 6 (з розміром 500 × 500 мм). Як додаткове джерело акумулювання надлишкового тепла, використовують тепловий акумулятор 5, верхній шар якого служить теплосприймаючою поверхнею і розміщений внизу сушильної камери 6. Тепловий акумулятор має вигляд ємності з розміром 276 × 1360 мм 2 2 (об'ємом 0,35 м на 0,5 м площі колектора) і заповнюється гравієм (елементами насадки) розміром 10-20 мм. Тепловий акумулятор 5 заряджається гарячим повітря, що рухається в повітропроводі 3 з певною швидкістю, передаючи своє надлишкове тепло елементам насадки. Розряджається тепловий акумулятор холодним повітря, що рухається в повітропроводі 3 в нічний час, охолоджуючи елементи насадок. Для кращого відведення відпрацьованого теплоносія і регулювання відносної вологості повітря в сушильній камері 6 у задній частині геліосушарки розміщений витяжний канал 7 з дифузором і теплоізольованою стінкою. Решета для фруктів 8 знаходяться в сушильній камері 6 разом з термоелектричними датчиками 10, які підведені до термостату 14. Комп'ютер 11 за допомогою комунікаційного кабелю 12 під'єднаний до електронної системи контролю вологи 13, яка виконана у вигляді електронного цифрового мікровольтметра РТ-0102-8, термогігрометра РТ-0102, термоанемометра UT 362. Корисна модель працює наступним чином. Решета 8 заповнюють фруктами на 3/4 площі. Повітря з навколишнього середовища надходить у повітропровід 3, проходячи між абсорбером вхідного геліоколектора 4 і поверхнею теплового акумулятора 5 підігріваючись, надходить у сушильну камеру 6. При відсутності сонячного випромінювання або негоди, геліосушарка працює за рахунок тепла, накопиченого в тепловому акумуляторі, або вмикають нагрівач 2, який розміщений в повітропроводі. Час сушіння залежить від вологості фруктів і сонячної активності. Якщо на стінках сушильної камери 6 виділяються краплинки води (процес утворення точки роси), термоелектричні датчики подають електричний сигнал на термогігрометр 13, який включає вентилятор з нагрівачем 2. Підігрітий теплоносій із зменшеною густиною насичення водяних парів, і, як наслідок, зменшеною вологістю повітря, надходить по повітропроводу 3 в сушильну камеру 6 і видаляється в навколишнє середовище через витяжний канал 7. Таким чином, корисна модель може бути успішно використана при сушінні різних фруктів з врахуванням їхніх фізико-хімічних і теплофізичних властивостей. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Геліосушарка з тепловим акумулятором для фруктів, що містить корпус, геліоколектор з світлопроникаючого матеріалу і абсорбер, виконаний з листового матеріалу, сушильну камеру з решетами для висушуваного продукту, вхідні та вихідні отвори для циркуляції повітря, вентилятор з нагрівачем, яка відрізняється тим, що сушильна камера додатково оснащена тепловим акумулятором з твердим теплоакумулюючим матеріалом та електронною системою контролю вологи. 2. Геліосушарка за п. 1, яка відрізняється тим, що електронна система контролю вологи виконана у вигляді поєднаних між собою термоелектричних датчиків, світлового сигналізатора та термогігрометра. 2 UA 97139 U 5 3. Геліосушарка за п. 1, яка відрізняється тим, що абсорбер виготовлений із листової міді, покритої селективною фарбою з коефіцієнтами короткохвильового поглинання 0,92, довгохвильового випромінювання 0,48, товщиною шару покриття 4,40 мкм. 4. Геліосушарка за п. 1, яка відрізняється тим, що додатково містить резервну систему підігріву теплоносія. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3