摘要：
太阳能干燥技术节能、环保，不足之处是能量密度低、不连续性、热效率低。目前太阳能干燥装置研制的重点和难点是提高干燥过程的热能利用率。本文通过对太阳能干燥领域文献的收集、标引和梳理，分析了近年来太阳能干燥技术的发展情况，着重研究了太阳能干燥技术的演进路线。太阳能干燥技术将朝着智能化、自动化、高效率方向发展，太阳能与其他能源联合干燥是未来的发展方向。 关键词：
太阳能干燥 温室 集热器 联合干燥
1、前言
太阳能干燥，就是利用太阳能装置对物料进行干燥。太阳能干燥装置按照空气流动方式可以分为自然流动式和强制对流式。根据阳光是否直射到物料上，太阳能干燥装置主要可以分为 温室型和集热器型以及两者结合型，还有两者分别与储热装置、常规能源、热泵组合式太阳能干燥装置等【1】。
2、太阳能干燥技术发展路线分析
2.1温室型太阳能干燥技术发展路线分析
温室型太阳能干燥也可以称为太阳能直接干燥，即物料在太阳能干燥装置内直接吸收太阳的辐射能。该干燥装置主要由具有保温能力的维护结构和透明的玻璃盖板构成，玻璃盖板的一个重要作用是能被太阳的短波辐射所穿透，却阻止物料的长波辐射穿透，造成“温室效应”【2】，从而使被干燥物料的水分快速蒸发。
陕西中天药业有限责任公司发明了一种中药材太阳能干燥装置，在干燥空间的顶部设置上通风窗及排气扇，并通过在干燥空间的顶部设置温湿度感应器来实现自动排湿。上述干燥装置可以解决干燥过程控制困难、干燥物料水分超标的问题。但从节能方面考虑，上述干燥装置还存在一定的技术缺陷，因为干燥装置排出的湿气的温度往往高于环境温度，而上述干燥装置对于排出的湿气所含有的热能并没有进一步的利用，基于此，云南师范大学的
研究者发明了一种可以实现废热回收利用的温室型太阳能干燥装置，该装置结构为一温室型干燥箱，太阳光穿过透明玻璃，使内部空气温度升高，形成“温室效应”，使被干燥物料的水分快速蒸发，由太阳电池组件发电提供动力的小风扇引入新鲜空气，排除湿热空气，并且通过热管换热器把排出的湿热空气中的热量部分回收传到干燥箱内。
通过对温室型太阳能干燥技术的发展分析可知，最初的研究者根据温室型太阳能的干燥原理主要着重研究如何最大化利用太阳能，例如增加透明玻璃板的吸收率或提高干燥装置的保温性等；由于温室型太阳能干燥相对于其他类型的太阳能干燥技术发展较早，因此，随着时间的推移，科研人员逐步将其与传统干燥技术中的部分技术相结合，使温室型太阳能干燥发展为一项相对较为成熟的干燥技术。
2.2集热器型太阳能干燥技术发展路线分析
集热器型太阳能干燥也可以称为太阳能间接干燥，即物料不直接暴露在太阳光下，而是通过太阳能集热器加热干燥介质来干燥物料。该干燥装置主要包括用来加热干燥介质的集热室和盛放物料的干燥室。太阳的短波辐射能小部分被集热室的玻璃盖板反射到环境中，大部分能穿透玻璃盖板进入集热室内被吸收板吸收，吸收板温度升高，与流过其表面的干燥
介质对流换热，集热室内被加热的干燥介质进入干燥室内，干燥介质与湿物料对流换热【2】。
结合现有技术可知，集热器中的加热介质通常为单一模式，由于集热器型太阳能的干燥室通常为常规干燥室，针对此应用局限问题，有的文献提出了将集热器与真空干燥机相结合使用，使太阳能集热装置通过管道与真空保温箱连接，真空保温烘箱内设有水盘和料盘，从而解决了食品养分流失的问题。通过对集热器型太阳能干燥技术的发展分析可知，由于集热器不属于干燥领域，因此，最初的研究者是通过降低装置的能量损失来发展该技术，而随着技术的发展，人们逐渐意识到限制该技术发展的关键因素，进而研究出可以提高集热器吸收量的多项新技术，使集热器型太阳能干燥技术有了更好的发展空间。
2.3太阳能与其他能源联合干燥技术发展路线分析
太阳能干燥与采用常规能源的干燥装置相比虽然具有节省燃料、减少对环境的污染且运行费用低的优势，但太阳能干燥也有一定的局限性，其中影响其推广的主要原因是因为太阳能是间歇性能源，能源密度低，不连续，不稳定；单独使用太阳能时，干燥室温度低，波动大，干燥周期长【3】。为了弥补太阳能干燥的不足之处，人们通常会将太阳能与其他能
源进行联合，进而满足全天候干燥的要求。
2.3.1与储热装置联合干燥技术发展路线分析
在太阳能辐射较强时，干燥装置收集的热量通常多于干燥物料所需的热量，对于干燥周期较长的物料，由于太阳能的不连续性，必然会出现干燥装置收集到的热量不能满足干燥物料所需的热量，为了平衡上述的盈与缺现象，人们通常会储存多余的太阳能以实现连续性干燥。在此基础上，中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院的科研人员通过将真空管集热器与储热水罐相连接来储存多余的太阳能热量从而实现昼夜交替供热连续干燥饲草。由于储存的热量与储热介质的相变点相关，为了满足不同物料所需的热量不同，有的研究者提出了在蓄热器内装有蓄热材料，且蓄热材料最好采用具有相变潜热的材料，上述装置是将蓄热器放置在干燥室外部，而这种设置方式会增加储热装置与干燥室之间的能量损失，为了克服上述不足，研究者提出了将储热装置放置在温室内，使集热、蓄热、供热成为一体型。
由于目前的储热介质发展较为成熟，而与储热装置相结合的太阳能干燥模式又比较简单，因此，太阳能与储热装置联合的干燥技术发展已趋于成熟。
2.3.2与常规能源联合干燥发展路线分析
由于太阳能是间歇性能源，而在实际生产过程中通常不会出现与太阳能辐射时间相匹配的间歇性干燥，因此，为了可以最大程度地利用太阳能，人们通常也会采用常规加热方式来实现连续性干燥，常规加热方式包括燃烧器、电加热器、红外加热器、微波加热器等。结合现有技术，首先出现的技术是将太阳能与远红外加热相结合，然后相继出现了与燃烧器、电加热器、微波加热和蒸汽加热相结合的技术，不过迄今为止，采用电加热器作为辅助加热手段的技术最多。
3、总结
本文分析了太阳能干燥技术的发展路线，通过分析发现采用太阳能单一干燥模式已经发展的相对较成熟，为了克服太阳能的间歇性特点，出现了将太阳能与其他能源联合进行干燥的技术，由于储热装置和常规能源的结构相对简单，因此，太阳能与储热装置和常规能源联合进行干燥的技术也发展的相对较成熟，通过分析发现太阳能与多种能源联合进行干燥的技术仍有一定的发展空间，因此，太阳能干燥技术将朝着智能化、自动化、高效率方向发展。
参考文献：
【1】明廷玉等.太阳能干燥技术的研究及其应用[J].中外能源2015 （3）：34-40.
【2】罗炉林. 太阳能干燥褐煤的实验研究[D].浙江：浙江大学，2011.
【3】张璧光.太阳能干燥技术概括及应用前景[J].太阳能2007:21-25
作者简介：施琼琼（1987-），女，硕士，助理研究员，主要从事干燥、燃烧器领域的专利审查；贾思宁（1989-），女，硕士，助理研究员，主要从事炉窑领域的专利审查（等同于第一作者）。
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