بخشی از مقاله
چکیده
استفاده از خشک کن هاي خورشیدي روز به روز رو به افزایش است. یکی از قطعات اصلی خشک کن هاي خورشیدي، جمع کننده خورشیدي می باشد. از مشکلات اصلی این جمع کننده ها متغییر بودن دماي هواي خروجی از آن در طول روز و پایین آمدن بازده آنها در هنگام ابري شدن ناگهانی هوا و ساعات پایانی روز می باشد. کارهائی بر روي کنترل دور فن بدون در نظر گرفتن دماي ورودي به محفظه خشک کن انجام گرفته است.
در این پژوهش جمع کننده خورشیدي صفحه تخت پره داري با مساحت 1/1m2، براي خشک کنی با ظرفیت خشک کردن 5 کیلوگرم توت سفید درختی طراحی و ساخته شد. صفحه جاذب از ورق آلومینیومی با ضخامت 0/5mm ساخته شد. سطح جمع کننده با لایه اي به ضخامت 1cm، متشکل از مخلوط رنگ روغنی سیاه، پودر مس و پودر قلع - به ترتیب با نسبت 4، 3 و - 1 پوشانده شد. براي ثابت نگاهداشتن دماي هواي خروجی از جمع کننده، سیستم کنترلی با استفاده از میکروکنترل AVR وحسگر دما - LM35 - طراحی و ساخته شد.
دو حسگر دما با فاصله مشخص بر روي صفحه جاذب و یک حسگر دما در خروجی جمع کننده نصب شدند. دور فن نیز با عبور پره هاي آن از مقابل چشمی مادون قرمز مشخص شد. آزمایش ها در دو روز 1388/6/7 - و - 1388/6/9 انجام شدند. دماي صفحه جاذب، دماي هواي خروجی از جمع کننده و دور فن به فاصله هر یک ساعت اندازه گیري و ثبت شدند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تغییرات دماي هواي خروجی جمع کننده در هر دو آزمایش بسیار کم می باشد که یک مزیت براي این سیستم به حساب می آید.
مقدمه
خشک کردن با خشک کن هاي صنعتی بسیار گران بوده و براي کشاورزان و صنایع کوچک غیر قابل استفاده می باشد. همچنین سوخت هاي فسیلی غیر قابل تجدید بوده و رو به اتمام می باشند. کاربرد انرژي تجدیدپزیر خورشید براي خشک کردن محصولات کشاورزي، استفاده از سوختهاي فسیلی و هزینه ها را کاهش می دهد. از معایب خشک کن هاي خورشیدي دماي پایین و ثابت نبودن دماي هواي ورودي به آنها می باشد.
کنترل انرژي حرارتی خورشید براي استفاده بهینه در خشک کن هاي خورشیدي با استفاده از جمع کننده هاي خورشیدي انجام می شود. جمع کننده ها دماي هوایی که از آن عبور می کند را افزایش می دهند اما این افزایش دما ثابت نبوده و به عواملی از جمله میزان تابش، دماي محیط، سرعت باد و ... بستگی دارد. استفاده از سیستم هاي کنترل در کشاورزي براي بهینه نمودن سیستم هاي مختلف روبه افزایش است.
استفاده از مواد مناسب در سطح جمع کننده ها و سیستم هاي کنترل، براي ثابت کردن دماي هواي خروجی از آنها و بالا بردن بازده خشک کن بسیار مفید می باشد. Zomorodian & Woods - 2003 - یک نمونه از جمع کننده هاي با پوشش پله اي و صفحه جاذب متخلخل را شبیه سازي و مورد آزمون قرار داده اند. طبق گزارش آنها هوایی که تقریبا به صورت عمودي از لایه پوشش به طرف صفحه جاذب مکیده می شود باعث خنک شدن صفحه پوشش شده و تلفات همرفتی را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهد.
باقري و همکاران - 1387 - با استفاده از شبیه سازي رایانه اي به کمک نرم افزار MATLAB، سیستم کنترل خودکار دور فن یک خشک کن خورشیدي را مدل و ارزیابی کردند. نتایج حاصل از شبیه سازي نشان داد که موتور قادر است حول مقدار مطلوب نوسان نماید تا در نهایت به دور مطلوب نزدیک شود. Karim & Hawlader - 2004 - یک نمونه از جمع کننده هاي صفحه تخت ساده و صفحه تخت پره دار را ساخته و آزمایش کردند. نتایج نشان می دهد که جمع کننده هاي صفحه تخت ساده داراي کارائی پایین تري نسبت به نوع پره دار هستند و استفاده از پره ها توانست تا %10 افزایش دما ایجاد کند.
Temple & Vane Boxtel, - 2001 - از یک سیستم کنترل بر روي خشک کن هاي چاي با بستر سیال براي تعیین زمان خاموش نمودن دستگاه در پایان فرآیند خشک کردن استفاده نمودند. در این تحقیق یک مدل شبیه سازي شده با نرم افزار MATLAB به کار برده شد. از این مدل براي تعیین منطقه عملیاتی خشک کن و چگونگی تاثیر اختلالات مختلف بر روي زمان خشک کردن قبل از اعمال استراژي هاي مختلف کنترل در عمل، استفاده شد.
ارزیابی دقیق آزمایش این سیستم کنترل نشان داد که نسبت به سیستم هاي دستی می تواند کنترل موثر و بهتري را تامین نماید. Smitabhindua, et al. - 2007 - با استفاده از نرم افزاري در برنامه فرترن مدل شبیه سازي عملکرد خشک کن خورشیدي را براي خشک کردن موز ایجاد نمودند. مقایسه و ارزیابی نتایج مدل از طریق آزمایشهاي متعدد مدل شبیه سازي را تأیید نمودو بدینوسیله آنها توانستند با کیفیت مطلوبی نسبت به بهینه سازي پارامترهاي سیستم خشک کن اقدام نمایند.
