Значительные энергозатраты в сельском хозяйстве связаны с послеуборочной сушкой зерна в высокотемпературных сушилках. Солнечная энергия вполне применима для низкотемпературной сушки зерна в пределах 50...60⁰ северной широты европейской части страны, где ощущается нехватка естественной теплоты для этих целей. В периоды недостаточ­ного посту­пления солнечной радиации наличие гравийного аккумулятора теплоты в гелиосушилке позволяет повысить ее эффективность. В известных конструкциях солнечных кол­лекторов высушиваемый материал подвергается прямому воздействию солнеч­ных лучей, что приводит к ухудшению его качества и по нему не обеспечивается равномерное распределение нагретого воздуха, что снижает эффективность сушки.

На основании анализа су­ществующих конструкций нами была создана и испытана барабанная гелиосушилка зерна (рис. 1), обеспечивающая в сравнении с на­польной сушилкой и барабанной с электроподогревом воздуха одинаковую скорость сушки при значительном снижении энергозатрат.

Затраты электрической мощности составляют всего 0,2 кВт на вращение барабана (рис. 2) в отличие от напольной сушилки, имеющей установленную мощность 13 кВт.

Повышение эффективности гелиосушилки обеспечивается движением воздуха в сушилке через гравийный аккумулятор тепла, наличием вертикального солнечного коллектора в виде вытяжной трубы, а также соплообразного дефлектора для усиле­ния тяги в сушилке.

Конструкция обеспечивает сушку зерна и в ночное вре­мя за счет накопления в течение дня тепловой энергии в гравийном аккумуляторе и отдачи ее в ночное время. Гравийный аккумулятор и увеличенная тяга в вытяжной трубе препятствуют образованию конденсата в сушилке и повышению влажности зерна в период дождей. Это позволяет хранить в сушилке влажное зерно в такие периоды без его самосогревания.

Гелиосушилка состоит (рис. 3) из входного коллек­тора с двойным прозрачным покрытием 1, гравийного аккумулятора тепла 2 с объемом 0,5...0,75 м³ на 1 м² пло­щади коллектора. В аккуму­ляторе тепла перегородка 3 служит для организации про­хода воздуха через гравий. Верхний зачерненный слой гравия служит тепловоспринимающей поверхностью. Для усиления тяги устано­влен дефлектор 4 вытяжной трубы, представляющий со­бой вертикальный солнечный коллектор, образованный двойным прозрачным покрытием 5 и за­дней тепло-восприни­мающей стенкой 6. В сушильной камере уста­новлены резиновые фартуки 7 и 8 для органи­зации потока нагретого воздуха. Ба­рабан 9 уста­новлен в опо­рах и имеет крышки для загрузки-вы­грузки зерна. В барабане имеются лопатки 10 для перемешивания про­дукта сушки. Для загрузки ба­рабана в сушильной камере установлены крышки 11 и 12. Барабан вращается через ре­дуктор от двигателя. От кол­лектора камера отделена сет­кой 13. Гелиосушилка работает так. Барабан (рис. 4) запол­няется зерном на 3/4 своего объема. Воздух снаружи по­ступает в сушильную камеру, проходя через зазор между прозрачным покрытием входного коллектора и по­верхностью гравия, огибая перегородку и подогреваясь. Избыток тепла воспринимает гравий. В камеру воздух вхо­дит через сетку 13. Фартуки 7 и 8 сколь­зят по по­верхности барабана и воздух идет так, как ука­зано на рис. 3 - снизу ба­рабана че­рез него и затем вверх в вытяжной коллектор, где он до­полнительно подогрева­ется и устремляется вверх, обра­зуя тягу. При ветре тяга усиливается де­флектором, который также препятствует попаданию во­ды в сушильную камеру во время дождя.

При отсутствии солнца су­шилка некоторое время ра­ботает за счет тепла, нако­пленного в гравийном акку­муляторе. Время сушки зависит от влажности зерна и солнечной активности. В яркий солнечный летний день 1 м коллектора может дать до 1 кВт тепловой мощ­ности. При кратковременных летних дождях зерно в гелиосушилке укрыто от дождя, а сушка продолжается за счет тепла, накопленного в акку­муляторе. Устанавливают су­шилку на асфальт, в грунт, но так, чтобы попадание воды внутрь коллектора было бы исключено, в том числе, и из влагопроницаемого грунта. При работе без аккумулятора на грунт укладывают, например, зачерненный шифер волнами поперек потока, грунт накрывают пленкой, рубероидом и т.п., и перед засыпкой гравия также.

Сушилка обеспечивает га­рантированное высушивание одной партии зерна за 6...7 часов дневного времени и другой - за ночное время. Удельная нагрузка составля­ет до 100 кг зерна на 1 м площади горизонтального солнечного коллектора. При этом обеспечивается сушка партий зерна, имеющих раз­личную влажность. Отмечено также, что через два часа по­сле сушки не наблюдается некоторого повышения влажности зерна, в отличие от напольной сушилки и ба­рабанной с электроподогре­вом воздуха.

Сушилка была испытана на сушке зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, гречихи, зер­нобобовых культур, а также травы, грибов, фруктов.

В качестве примера на рис. 5, 6 представлены за­висимости, которые были получены в результате суш­ки пшеницы в дневное вре­мя 10 сентября и в ночное время с 10 на 11 сентября 2009 г. Погода днем была ясная, временами облач­ная, без осадков, скорость ветра 0,1...0,3 м/с на входе в горизонтальный коллектор, а на выходе из вытяж­ной трубы до 1,5 м/с.

В ночное время с 10 на 11 сентября погода была без осадков, небо звездное (облака отсутствовали), ско­рость ветра на входе в гори­зонтальный коллектор была практически нулевая, а на выходе из вытяжной трубы 0,8...1 м/с.

Данную установку можно применять на сельскохозяйственных предприя­тиях, в лич­ных подсоб­ных и фермерских хозяйствах. Сушилка не требует больших ка­питальных вложен и й, проста в об­служивании и эксплуата­ции.

При боль­ших объемах производ­ства зерна, по нашему мнению, целесо­образно проводить сушку влажных семян в два этапа, комбинированным спосо­бом, предусматривающим предварительный съем влаги в гелиосушилках, а затем до­ведение его до требуемых кондиций в высокотемпера­турных сушилках. Такое раз­деление позволит уменьшить съем влаги в высокотемпе­ратурной зерносушилке, что повысит её пропускную спо­собность в 1,5...2 раза, а так­же существенно уменьшит энергозатраты.

Сейчас разрабатывается проект зернохранилища, скомбинированного с гелиосушильной системой, не тре­бующий дополнительной площади для размещения гелиоколлектора.