相变材料强化自持式太阳能干燥系统在渤海气候条件下的持续干燥性能研究

《Educational Research Review》：Drying performance of a self-sustained solar drying system with PCM under the climatic conditions of the Bohai Sea

本文设计了一种集成光伏（PV）发电、相变材料（PCM）和蓄电池的自持式太阳能干燥系统，解决了潮湿沿海地区太阳能干燥器夜间运行中断导致物料回潮的问题。实验表明，该系统可实现离网运行，提升全天热稳定性（如春季昼间温度波动从20.9°C降至5.5°C，夜间加热延长9 h），干燥效率昼间达11.48%、夜间为6.65%，为高湿度区域农产品及中药材的高品质干燥提供了技术支撑。

　　

亮点 (Highlights)

自持式太阳能干燥系统与相变材料在渤海气候条件下的干燥性能

章节摘要 (Section snippets)

太阳能空气加热器的结构设计

本研究提出了一种集成相变材料（PCM）的自持式太阳能干燥系统（SSD-P），如图1所示。该干燥系统主要由太阳能空气集热器和干燥箱组成，并辅以太阳能电池板和蓄电池组。太阳能空气集热器与相变材料的匹配设计方法可参考文献[33]。自驱动太阳能空气加热器（SDSAH）内部尺寸为1000 mm × 500 mm × 120 mm，通过吸收板分为上下通道...

理论分析

所提出的干燥系统涵盖了太阳能转化、干燥物料内的热质传递以及空气和水蒸气的流动动力学。系统的理论分析可以表征热质传递过程，并为实验设计和性能评估指标提供有价值的参考。

该系统的理论分析基于以下假设：

(1) 水在物料内部以固、液、气三相共存...

结果与讨论

本部分将研究集成相变材料（PCM）的自持式太阳能干燥器（SSD-P）在不同运行条件下的连续干燥性能。它将比较分析PCM单元的存在与否对干燥箱内温度、相对湿度以及物料干燥连续性的影响。同时，本研究将比较干燥系统在典型气象条件下的运行特性。

结论 (Conclusion)

本研究介绍了一种集成光伏面板和PCM的自持式太阳能干燥系统，解决了潮湿沿海地区传统太阳能干燥器存在的夜间干燥中断、物料回潮以及依赖外部能源的问题。通过对比实验，分析了PCM单元对温度、湿度和物料含水率的影响。系统在不同季节典型气象条件下的干燥性能...