太阳能空气集热器区别于太阳能集热器，它不需要二次换热直接可以得到所需要的热风。目前太阳能空气集热器主要应用于建筑物取暖、物品干燥等。
1.实验烤房
1.1烤房基本情况
该建筑为新疆维吾尔自治区哈密市一家葡萄干加工厂现有烤房。烤房并排共4间，均为1层平顶砖房，层高约3m，楼顶尺寸为2.5m×5m（东西×南北），烤房后紧邻一块空旷地，可作为太阳能空气集热器安装场所。
1.2干燥要求
1.2.1干燥负荷要求：从4间烤房中选取1间进行太阳能干燥作业，按每天12h干燥300kg新鲜葡萄进行设计，干燥前葡萄含水率按75%计，干燥后葡萄含水率按25%计，经计算，得出干燥房每天所需热量为556227kJ。
1.2.2干燥温度要求：按甲方提供的干燥工艺要求，烤房内温度控制为：初温45℃~50℃，终温65℃~70℃。
1.3气象资料
根据国家气象中心提供的全国各地日均及年总辐射数据（单位mJ/m2），哈密市（北纬42°49′）属于太阳能资源较丰富地带，其水平面上年平均日辐照量 为17.34mJ/m2，日照时数为全国最长地区之一，达3340h左右。哈密市葡萄成熟的季节是每年7月～9月，当地9月份日均辐照量为19.81MJ /m2。
2.系统运行原理
2.1系统原理（见图1)
2.2.1运行原理：太阳辐射能穿过太阳能空气集热器玻璃盖板后，投射到太阳能空气集热器的吸热板上，被吸热板吸收并转换为热能，用以加热太阳能空气集热 器内的空气，使其温度逐渐上升。被加热的空气通过风机送入烤房，将热量传递到被干燥物料，使物料中的水分不断汽化，然后通过空气对流把水汽及时带走，从而 达到干燥物料的目的。在干燥的同时，对达到温、湿度要求的回风做回收利用。
2.2.2技术特点：使用太阳能空气集热器将空气加热到65℃~70℃，提高了物料的干燥温度，缩短了干燥时间，而且可以根据物料的干燥特性调节热空气温度，保证干燥质量；使用风机强化热空气与物料的对流换热，加快了干燥速度，可增进干燥效果，保证干燥质量。
2.2.3系统控制：干燥系统的运行由循环风机提供动力，风机运转则干燥系统工作，风机停转则干燥系统关闭。循环风机由太阳能空气集热器内的温控开关和室 内的温度控制仪共同控制：当太阳能空气集热器内温度升高至40℃时，太阳能空气集热器内的温控开关闭合，此时若室内温度低于室内温度控制仪设定温度 -5℃（可调），则风机运转，干燥系统开始工作，直至室内温度达到设定温度时停止；当太阳能空气集热器内温度低于35℃或者室内温度高于温控仪设定温度 时，风机均停转，干燥系统停止工作。
2.2.4辅助干燥系统：采用原有燃煤烘干干燥系统作为辅助干燥系统。
3.主要设备选型
3.1太阳能空气集热器
根据甲方要求，拟选用CP-SAC-1系列太阳能空气集热器。产品性价比好，经济实用，产品承压能力强，基本参数见表1。
根据以上数据及总集热量要求，结合哈密市的日照情况，经计算，在干燥季正常晴好天气情况下，选用28组CP-SAC-1系列太阳能空气集热器，集热面积56m2，可提供该加工厂整个干燥季所需热量。
3.2基本特性及优点
CP-SAC-1系列太阳能空气集热器特点：
太阳能空气集热器采用双层风道设计，使用镀黑铬集热板芯，吸收率高，发射率低，集热效果好。
透明盖板采用进口阳光板，抗冲击能力强，透明度高。
集热器外壳采用厚度为0.3mm镀锌板，防腐能力强。
集热器的保温采用一体式聚氨酯发泡，内表面带反射层，保温效果好。
集热器内介质是空气，无需考虑冬季防冻问题。
集热器可配置型钢支架，强度好，寿命长。
集热器无惧空晒。
集热器模块化设计，可任意组合成各种大小集热面积的集热阵列。
3.3循环风机
根据相关设计规范，将28块太阳能空气集热器分成2组，每组14块，整个系统分成2个独立的子系统。经计算，每个独立的子系统需配备CY-270P离心风机1台，风量1700m3/h，风压300MPa，共2台。
3.4辅助干燥设备
根据甲方要求，本着节约、降低成本的原则，采用原有燃煤烘干干燥系统作为辅助干燥系统，当阴雨天太阳辐照较差时手动操作使用。
4.重要计算及说明
4.1负荷计算4.1.1物料干燥过程中（含水率由75%降至 25%）的排水量：
Wp=300×（75%-25%）÷（100%-25%）=200（kg）
4.1.2物料预热升温（由20℃升温至45℃）所需热量Q1：Q1=300×（45-20）×4.2=31500（kJ）4.1.3物料中水分蒸发所需 热量Q2：Q2=200×2333.7=466740（kJ）4.1.4干燥装置所需总热量Q，热损失按5%计算:Q=Q1+Q2= （31500+466740）×（100%+5%）=523152（kJ）
4.2集热面积
4.3太阳能空气集热器的安装方位和倾角
太阳能空气集热器的安装方位：根据GB50364-2005中第4.4.7条，太阳能空气集热器的安装方位应朝向正南，如受建筑物条件的制约，也可选择偏东南或偏西南方向。本方案中太阳能空气集热器安装方位根据加工厂烤房的朝向选择正南方向。
4.4太阳能空气集热器的安装倾角可按下式确定
当太阳能空气集热器全年得热量最大时，θ＝Φ式中：
θ——太阳能空气集热安装倾角；
Φ——安装地的纬度。
要使太阳能空气集热器的集热效率在夏季最高，安装倾角可由当地纬度减10°来确定。即θ=Φ-10°来确定太阳能空气集热器安装倾角。
要使太阳能空气集热器的集热效率在冬季最高，安装倾角可由当地纬度加10°来确定。即θ=Φ+10°去确定太阳能空气集热器安装倾角。
本方案中太阳能空气集热器主要用来干燥，所以应保证集热器效率在冬季最高。安装倾角为42°-10°，取整数30°计。
4.5太阳能空气集热器前后排间距
太阳能空气集热器的布置应避免受遮挡，与遮光物或太阳能空气集热器前后排的最小间距应按规GB50364-2005公式4.4.7计算：
D=H×ctgas式中：
D——太阳能空气集热器与遮光物或集热器前后排间的最小距离，m；
H——遮光物最高点与太阳能空气集热器最低点的垂直距离，m；
as——太阳高度角；
当地春秋分正午12时的太阳高度角（季节性使用）；
当地冬至日正午12时的太阳高度角（全年性使用）。
本系统主要在夏季使用，由相关数据可以计算出哈密市春秋分日正午太阳高度角为47°05′，则D最小为0.93h，为0.93×1m，取整按1m计。
1.实验烤房
1.1烤房基本情况
该建筑为新疆维吾尔自治区哈密市一家葡萄干加工厂现有烤房。烤房并排共4间，均为1层平顶砖房，层高约3m，楼顶尺寸为2.5m×5m（东西×南北），烤房后紧邻一块空旷地，可作为太阳能空气集热器安装场所。
1.2干燥要求
1.2.1干燥负荷要求：从4间烤房中选取1间进行太阳能干燥作业，按每天12h干燥300kg新鲜葡萄进行设计，干燥前葡萄含水率按75%计，干燥后葡萄含水率按25%计，经计算，得出干燥房每天所需热量为556227kJ。
1.2.2干燥温度要求：按甲方提供的干燥工艺要求，烤房内温度控制为：初温45℃~50℃，终温65℃~70℃。
1.3气象资料
根据国家气象中心提供的全国各地日均及年总辐射数据（单位mJ/m2），哈密市（北纬42°49′）属于太阳能资源较丰富地带，其水平面上年平均日辐照量 为17.34mJ/m2，日照时数为全国最长地区之一，达3340h左右。哈密市葡萄成熟的季节是每年7月～9月，当地9月份日均辐照量为19.81MJ /m2。
2.系统运行原理
2.1系统原理（见图1)
图1系统原理
2.2系统运行原理说明2.2.1运行原理：太阳辐射能穿过太阳能空气集热器玻璃盖板后，投射到太阳能空气集热器的吸热板上，被吸热板吸收并转换为热能，用以加热太阳能空气集热 器内的空气，使其温度逐渐上升。被加热的空气通过风机送入烤房，将热量传递到被干燥物料，使物料中的水分不断汽化，然后通过空气对流把水汽及时带走，从而 达到干燥物料的目的。在干燥的同时，对达到温、湿度要求的回风做回收利用。
2.2.2技术特点：使用太阳能空气集热器将空气加热到65℃~70℃，提高了物料的干燥温度，缩短了干燥时间，而且可以根据物料的干燥特性调节热空气温度，保证干燥质量；使用风机强化热空气与物料的对流换热，加快了干燥速度，可增进干燥效果，保证干燥质量。
2.2.3系统控制：干燥系统的运行由循环风机提供动力，风机运转则干燥系统工作，风机停转则干燥系统关闭。循环风机由太阳能空气集热器内的温控开关和室 内的温度控制仪共同控制：当太阳能空气集热器内温度升高至40℃时，太阳能空气集热器内的温控开关闭合，此时若室内温度低于室内温度控制仪设定温度 -5℃（可调），则风机运转，干燥系统开始工作，直至室内温度达到设定温度时停止；当太阳能空气集热器内温度低于35℃或者室内温度高于温控仪设定温度 时，风机均停转，干燥系统停止工作。
2.2.4辅助干燥系统：采用原有燃煤烘干干燥系统作为辅助干燥系统。
3.主要设备选型
3.1太阳能空气集热器
根据甲方要求，拟选用CP-SAC-1系列太阳能空气集热器。产品性价比好，经济实用，产品承压能力强，基本参数见表1。
3.2基本特性及优点
CP-SAC-1系列太阳能空气集热器特点：
太阳能空气集热器采用双层风道设计，使用镀黑铬集热板芯，吸收率高，发射率低，集热效果好。
透明盖板采用进口阳光板，抗冲击能力强，透明度高。
集热器外壳采用厚度为0.3mm镀锌板，防腐能力强。
集热器的保温采用一体式聚氨酯发泡，内表面带反射层，保温效果好。
集热器内介质是空气，无需考虑冬季防冻问题。
集热器可配置型钢支架，强度好，寿命长。
集热器无惧空晒。
集热器模块化设计，可任意组合成各种大小集热面积的集热阵列。
3.3循环风机
根据相关设计规范，将28块太阳能空气集热器分成2组，每组14块，整个系统分成2个独立的子系统。经计算，每个独立的子系统需配备CY-270P离心风机1台，风量1700m3/h，风压300MPa，共2台。
3.4辅助干燥设备
根据甲方要求，本着节约、降低成本的原则，采用原有燃煤烘干干燥系统作为辅助干燥系统，当阴雨天太阳辐照较差时手动操作使用。
4.重要计算及说明
4.1负荷计算4.1.1物料干燥过程中（含水率由75%降至 25%）的排水量：
Wp=300×（75%-25%）÷（100%-25%）=200（kg）
4.1.2物料预热升温（由20℃升温至45℃）所需热量Q1：Q1=300×（45-20）×4.2=31500（kJ）4.1.3物料中水分蒸发所需 热量Q2：Q2=200×2333.7=466740（kJ）4.1.4干燥装置所需总热量Q，热损失按5%计算:Q=Q1+Q2= （31500+466740）×（100%+5%）=523152（kJ）
4.2集热面积
4.3太阳能空气集热器的安装方位和倾角
太阳能空气集热器的安装方位：根据GB50364-2005中第4.4.7条，太阳能空气集热器的安装方位应朝向正南，如受建筑物条件的制约，也可选择偏东南或偏西南方向。本方案中太阳能空气集热器安装方位根据加工厂烤房的朝向选择正南方向。
4.4太阳能空气集热器的安装倾角可按下式确定
当太阳能空气集热器全年得热量最大时，θ＝Φ式中：
θ——太阳能空气集热安装倾角；
Φ——安装地的纬度。
要使太阳能空气集热器的集热效率在夏季最高，安装倾角可由当地纬度减10°来确定。即θ=Φ-10°来确定太阳能空气集热器安装倾角。
要使太阳能空气集热器的集热效率在冬季最高，安装倾角可由当地纬度加10°来确定。即θ=Φ+10°去确定太阳能空气集热器安装倾角。
本方案中太阳能空气集热器主要用来干燥，所以应保证集热器效率在冬季最高。安装倾角为42°-10°，取整数30°计。
4.5太阳能空气集热器前后排间距
太阳能空气集热器的布置应避免受遮挡，与遮光物或太阳能空气集热器前后排的最小间距应按规GB50364-2005公式4.4.7计算：
D=H×ctgas式中：
D——太阳能空气集热器与遮光物或集热器前后排间的最小距离，m；
H——遮光物最高点与太阳能空气集热器最低点的垂直距离，m；
as——太阳高度角；
当地春秋分正午12时的太阳高度角（季节性使用）；
当地冬至日正午12时的太阳高度角（全年性使用）。
本系统主要在夏季使用，由相关数据可以计算出哈密市春秋分日正午太阳高度角为47°05′，则D最小为0.93h，为0.93×1m，取整按1m计。
