上一篇文章分析~*设,其中10%的粮库采用太阳能+系统,则每年可节约干燥用燃气费用60亿元、电费154.8亿元、减少CO2排放750余万吨。不仅如此,还有太阳能干燥后的谷物品相好、营养价值、产品干净,色泽鲜艳裂纹率、破碎率等物理指标与机械烘干相比也显著降低等等优势,值得我们深入探讨!!本期我们具体到一座3000t的粮仓进一步分析,以期使得太阳能获得更好的应用,为用户及国家社会节约更多的能源!
大型就仓干燥是湿粮入库后必须要进行连续不断的干燥作业。为保障谷物干燥的效果,还应根据干燥谷物种类来确定系统干燥温度。研究表明:小麦干燥温度在45°C左右;稻谷干燥温度50℃左右较为适宜。而这个温度段是普通太阳能都可轻松达到的,收获季节正值太阳辐射资源最强的时段,更有利于发挥太阳能集热效率高的优势;国内研究数据显示此阶段太阳能集热系统的热效率超过60%,对于普通型集热器来讲效率已经十分可观了。剩下的就是如何使用太阳能和使用中太阳能集热系统占比的问题了。资料显示:我国的太阳能粮食干燥项目太阳能集热系统占比一般在20%左右,其他能源占比高达70~80%以上,这样做虽然有一定的节能效果,并没有发挥出太阳能几乎零成本的节能优势;因而,这一系统称其为太阳能辅助XX系统应该更确切点。换句话讲你投资也不小、效果也不显著,也难怪市场占有率低了!!接下来咱们分析一下增大太阳能系统使用面积有什么好处。
国内太阳能大型粮库就仓干燥有这样几种形式(不限于):太阳能空气集热系统+热泵干燥机,太阳能空气集热系统+储能(相变储热等);太阳能热水系统+储能(大水箱等),太阳能热水系统+锅炉等。上期分析了太阳能配合空气源热泵的形式,节能效果比较理想,但是,仍存在干燥费用高的问题。那么,在不影响粮食干燥效果的情况下,使用多少太阳能才能达到投入少、节能效益大的目的呐?下面我们探讨两种解决方案。
方案一:太阳能空气集热系统+储能形式。优点是:太阳能系统热量直接加热空气用于干燥,不会出现有介质交换形式太阳能系统的跑、冒、滴、漏等现象。但是热量储存是个问题!比如:廉价的卵石蓄热体积较大、温度高低控制不精准;而PCM蓄热材料非常适合保障干燥系统持续稳定的工作;但是,这种温度可调节的储热材料价格偏高问题。(PCM蓄热材料可设计温度段吸收储存,当系统温度低于设定温度时可反向释放)不过比起太阳能系统的整体节能效益和干燥效果,这个前期投入还是十分值得地!
方案二:太阳能热水系统+储能(大水箱)形式。该种形式技术成熟、运行稳定、节能高效、性价比较高,因而,在我国应用十分广泛,属于太阳能热利用中常见的形式,关键在于如何与原有系统实现无缝对接达到最大化节能目的。
两套系统可方便地与原有风机、地笼风道、粮食搅拌机等一起组合使用,组成太阳能就仓干燥系统联合工作。方案一储热装置布置灵活,方案二则需要增加汽~水换热器来满足使用。两套系统大小可灵活掌握,总之,有效提高了粮食的品相、减少粮损、延长了存储期;两种方案都可有效缩短干燥时间,即便时间上没有缩短但能够节约大量的传统能源,选择上面任一系统也一个不错的选择啊!
咱们先以国家收购小麦为例,收购时小麦含水率一般不超过15%;而一年期贮藏小麦安全含水率则在13%左右,也即小麦干燥过程需要脱水1~2%。选取一座约3000吨普通粮库测算一下,这3000吨小麦干燥后脱水量约为30~60吨,我们取中间数40吨来计算能耗及相应的太阳能集热面积。
☆ 干燥3000吨小麦需要多少标准煤:40t.HO2×0.5kg/t.HO2×1000=20000kgce;
☆ 发热量为:29.27MJ/kgce×20000kgce×0.6(锅炉综合效率)≈351240MJ;
☆ *设干燥周期为10天,则太阳能面积为:351240MJ÷10d÷13MJ/m2≈2700平米;
*设干燥周期为15天,则太阳能面积为:351240MJ÷15d÷13MJ/m2≈1800平米;
*设干燥周期为25天,则太阳能面积为:351240MJ÷25d÷13MJ/m2≈1080平米。
注: 小麦脱水时除去1公斤的水,约需要0.5公斤的标准煤;1 kg煤发热量=7000 kcal
=29.27MJ/kg;太阳能集热器有效得热量13MJ/d(夏秋收获季节)。
综合各种因素干燥周期为25天、太阳能面积1000平米左右比较合适。其一、干燥周期可以接受;二是、干燥能耗几可忽略,仅有原系统风机和粮食搅拌机的功耗;第三、粮库屋面面积基本可满足太阳能布置要求,储热、换热设备占地面积不大。四是、总体投入不高回收期更为合理。按每季小麦传统干燥费用30~40万元,不考虑秋季玉米干燥费用更高因素计算,现有粮食干燥方式两季需要60~80万元。如此算来,太阳能系统投资可在2年左右收回!!无论从哪个角度,就仓式太阳能干燥都是一种值得推广的好节能方式。降低了干燥成本就等于增加了粮食的利润,还是颇具市场竞争力的!还是上篇文章的*设,如果其中10%的粮库采用太阳能+系统,则每年可节约干燥用燃气费用60亿元、电费154.8亿元、减少CO2排放750余万吨。如果能在全国大规模推广应用,实在是民之大幸、国之大幸、社会之大幸事啊!!