太陽能空氣集熱器用空氣凈化器的設計

德州學院機電工程學院 王光緒 馮 騰

太陽能空氣集熱器用空氣凈化器的設計

德州學院機電工程學院 王光緒 馮 騰

太陽能集熱器是太陽能烘干系統的重要組成部分，太陽能空氣集熱器性能的優劣將直接影響農副產品的質量和成本。本文針對用于農副產品烘干的太陽能空氣集熱器設計一種空氣凈化器，不僅有效降低有害大氣顆粒物，保證食品安全，而且可提高太陽能空氣集熱器性能。

太陽能；空氣凈化器；空氣集熱器

1.引言

太陽能空氣集熱器是以空氣為傳熱工質的集熱器，廣泛應用于建筑物采暖、工業產品干燥，特別是在農副產品烘干方面具有廣闊的前景。已有人對紫花苜蓿太陽能干燥進行研究[1]，劉圣勇[2]對太陽能干燥玉米裝置進行設計，崔明輝[3]利用太陽能空氣集熱器來干燥蜜棗。雖然利用太陽能空氣集熱器可節約常規能源，保護環境，但如農副產品烘干企業周圍空氣質量差，有害大氣顆粒物將附著在農副產品上，對食品安全有較大的隱患。為此，研發一種專門用于太陽能空氣集熱器的空氣凈化器，這對太陽能空氣集熱器應用于農副產品烘干具有重要的意義。

2.工作原理

在進風口處設置空氣凈化器，對空氣采用高效、靜電的過濾方式除去空氣中的有害顆粒物，空氣經空氣凈化器進入太陽能空氣集熱器，與空氣集熱器進行熱交換，溫度升高進入烘干房。經凈化后的空氣中灰塵和有害顆粒物含量少，使得空氣在與空氣集熱器進行熱交換過程中，減少了灰塵等顆粒物在流道內的沉積，有利于提高傳熱效果。因此該裝置不僅確保農產品的質量，而且起到提高傳熱效果的作用。

3.設計方案

太陽能空氣集熱器用空氣凈化器主要由風機、機械濾網和高壓靜電集塵裝置組成。

結合空氣凈化器實際工作環境和特點，風機選用斜流風機，其結合了離心風機和軸流風機的優點，具有壓力高，風量大等優點。

除塵裝置采用機械濾網與高壓靜電集塵裝置相結合的方式。首先空氣經過機械濾網，其主要作用是對較大顆粒物的收集。這種設計不但降低風阻，而且可減小高壓靜電集塵裝置的負荷。空氣經機械濾網凈化后進入高壓靜電集塵裝置，其主要吸附微細顆粒。利用電暈線對空氣中的PM2.5、粉塵、病毒病菌以及其他有機揮發物進行電離，之后這些有害物質被集塵板收集。這是在顆粒經過濾芯之前通過加載高電壓使其帶電，使顆粒在電的作用下“容易吸附”到濾芯上的方式。

4.總結

本文設計一種適于農副產品烘干的太陽能空氣集熱器用空氣凈化器，在太陽能空氣集熱器的進風口處安裝凈化器，不但降低烘干過程中農副產品受污染的可能性而且可提高空氣集熱器的性能。該裝置既可用于農副產品烘干，也推廣至冬季家庭采暖。

[1]錢珊珠,扈艷艷.紫花苜蓿太陽能干燥系統空氣集熱器結構研究[J].農機化研究,2014(04):110-113.

[2]劉圣勇,張百良,袁超,等.采用太陽能集熱器干燥玉米的研究[J].農業工程學報,2001(6):93-96.

[3]崔明輝,楊昭.蜜棗太陽能對流干燥最佳工況的試驗研究[J].太陽能學報,2006(8):800-804.

致謝：感謝國家大學生創新創業訓練計劃項目：太陽能空氣集熱器用空氣凈化器（201610448044）的資助。