CN101818986A - 一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，此装置由空气集热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、制冷剂管路、蓄热体、循环风机、引风机、排风机、干燥室、风管、阀门、三通组成。本装置可在不同气候条件下实现连续干燥作业，并根据工艺要求，实现空气集热器供热与蓄热模式、空气集热器供热模式、蓄热模式、蓄热体供热模式、热泵除湿模式、热泵除湿与蓄热模式、热泵供热模式，共七种运行模式。此七种运行模式可根据气候条件和干燥工艺的综合要求进行切换。本装置的优点是干燥过程清洁化，最大限度使用太阳能，保证干燥过程的连续性和稳定性。

Description

一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置

技术领域

本发明是一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，属于农副产品干燥领域。

背景技术

目前农副产品的干燥加工方式主要是热风干燥，依靠燃烧煤、石油等化石燃料提供热量，一方面污染严重，另一方面干燥质量难以提高。随着能源环境问题的进一步加剧，出现了各种以太阳能、热泵为热源的干燥装置，但由于太阳能的不稳定性，使太阳能干燥装置难以保证干燥过程的连续性和稳定性；热泵干燥装置在低温干燥阶段具有良好的经济性，但难以满足干燥后期加热和除湿的要求，特别是高温阶段，热泵系统的COP下降严重，节能效果有限。

发明内容

本发明的目的在于提供一种最大限度使用太阳能，并和热泵供热技术，蓄热技术相结合，在不同气候条件下保证连续干燥作业，根据工艺要求实现多种运行模式的联合干燥装置。

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，包括有空气集热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、制冷剂管路、蓄热体、循环风机、引风机、排风机、干燥室、风管、多个阀门、多个三通，空气集热器的出口风管连接有第一三通，之间安装有第四阀门，连接第一三通的一条风管连接有第二三通，之间安装有第五阀门，连接第二三通的一条风管连接有第三三通，之间安装有第六阀门，连接第三三通的一条风管引入干燥室，其间安装引风机；

连接第一三通的第三条风管连接有第九三通，连接第九三通的一条风管和蓄热体的入口连接，之间安装循环风机，蓄热体的出口和第八三通连接，之间安装有第八阀门，第八三通的一条风管接到空气集热器的入口，构成回路；

连接第九三通的另一条风管连接有第十三通，之间安装有第十三阀门，连接第十三通的一条风管连接到蒸发器的一端，蒸发器的另一端连接有第七三通，之间安装有第十阀门，连接第七三通的一条风管连接第八三通，之间安装有第三阀门，连接第七三通的第三条风管连接第六三通，之间安装有第二阀门，连接第十三通的另一条风管连接第十一三通，之间安装有第十一阀门，连接第十一三通的一条风管连接第二三通，第三条风管连接第十二三通，之间安装冷凝器，连接第十二三通的一条风管连接第三三通，之间安装有第十二阀门，连接第十二三通的第三条风管连接第六三通，之间安装第十四阀门，连接第六三通的第三条风管连接第五三通，连接第五三通的一条风管连接进风口，之间安装有第一阀门，连接第五三通的第三条风管连接第四三通，之间安装有第九阀门，连接第四三通的一条风管连接排风口，之间安装有第七阀门，连接第四三通的第三条风管连接干燥室，之间安装有排风机。

在所述蒸发器和冷凝器的两端之间还分别连接有压缩机和膨胀阀。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：本装置可在不同气候条件下实现连续干燥作业，并根据工艺要求，实现空气集热器供热与蓄热模式、空气集热器供热模式、蓄热模式、蓄热体供热模式、热泵除湿模式、热泵除湿与蓄热模式、热泵供热模式，共七种运行模式。此七种运行模式可根据气候条件和干燥工艺的综合要求进行切换。本装置的优点是干燥过程清洁化，最大限度使用太阳能，保证干燥过程的连续性和稳定性。

附图说明

图1为本发明的装置示意图；

附图标记说明：1-第一阀门，2-第二阀门，3-第三阀门，4-第四阀门，5-第五阀门，6-第六阀门，7-第七阀门，8-第八阀门，9-第九阀门，10-第十阀门，11-第十一阀门，12-第十二阀门，13-第十三阀门，14-第十四阀门，20-空气集热器，21-引风机，22-压缩机，23-膨胀阀，24-循环风机，25-排风机，30-蓄热体，40-蒸发器，50-冷凝器，60-干燥室，70-进风口，80-排风口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。

实施例：

请参阅图1所示，一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，包括有空气集热器20、压缩机22、冷凝器50、膨胀阀23、蒸发器40、制冷剂管路、蓄热体30、循环风机24、引风机21、排风机25、干燥室60、风管、多个阀门、多个三通，本实施例的多个阀门和多个三通是指分别有十四个阀门和十四个三通。其每个三通都分别会引出三条风管以与相邻的部件连通。

以下详细描述各个部件的连接关系：

空气集热器20的出口风管连接有第一三通A，之间安装有第四阀门4，连接第一三通A的一条风管连接有第二三通B，之间安装有第五阀门5，连接第二三通B的一条风管连接有第三三通C，之间安装有第六阀门6，连接第三三通C的一条风管引入干燥室60，其间安装引风机21；连接第一三通A的第三条风管连接有第九三通i，连接第九三通i的一条风管和蓄热体30的入口连接，之间安装循环风机24，蓄热体30的出口和第八三通H连接，之间安装有第八阀门8，第八三通H的一条风管接到空气集热器20的入口，构成回路；连接第九三通i的另一条风管连接有第十三通J，之间安装有第十三阀门13，连接第十三通J的一条风管连接到蒸发器40的一端，蒸发器40的另一端连接有第七三通G，之间安装有第十阀门10，连接第七三通G的一条风管连接第八三通H，之间安装有第三阀门3，连接第七三通G的第三条风管连接第六三通F，之间安装有第二阀门2，连接第十三通J的另一条风管连接第十一三通K，之间安装有第十一阀门11，连接第十一三通K的一条风管连接第二三通B，第三条风管连接第十二三通L，之间安装冷凝器50，连接第十二三通L的一条风管连接第三三通C，之间安装有第十二阀门12，连接第十二三通L的第三条风管连接第六三通F，之间安装第十四阀门14，连接第六三通F的第三条风管连接第五三通E，连接第五三通E的一条风管连接进风口70，之间安装有第一阀门1，连接第五三通E的第三条风管连接第四三通D，之间安装有第九阀门9，连接第四三通D的一条风管连接排风口80，之间安装有第七阀门7，连接第四三通D的第三条风管连接干燥室60，之间安装有排风机25。

在上述蒸发器40和冷凝器50的两端之间还分别连接有压缩机22和膨胀阀23。上述压缩机22、冷凝器50、膨胀阀23、蒸发器40、制冷剂管路构成制冷剂循环系统。

由空气集热器20、第四阀门4、第一三通A、第九三通i、循环风机24、蓄热体30、第八阀门8、第八三通H及其相关风管构成空气集热器蓄热循环系统。

由第一阀门1、第五三通E、第六三通F、第二阀门2、第七三通G、第三阀门3、第八三通H、空气集热器20、第四阀门4、第一三通A、第五阀门5、第二三通B、第六阀门6、第三三通C、引风机21以及相关风管构成了空气集热器加热送风系统。

由蓄热体30、循环风机24、第九三通i、第十三阀门13、第十三通J、蒸发器40、第十阀门10、第七三通G、第三阀门3、第八三通H、第八阀门8以及相关风管构成蓄热体向蒸发器放热循环系统。

由第一阀门1、第五三通E、第六三通F、第十四阀门14、第十二三通L、冷凝器50、第十一三通K、第二三通B、第六阀门6、第三三通C、引风机21以及相关风管构成了冷凝器加热送风系统。

由第一阀门1、第五三通E、第六三通F、第二阀门2、第七三通G、第三阀门3、第八三通H、第八阀门8、蓄热体30、循环风机24、第九三通i、第一三通A、第五阀门5、第二三通B、第六阀门6、第三三通C、引风机21以及相关风管构成了蓄热体加热送风系统。

由排风机25、第四三通D、第九阀门9、第五三通E、第六三通F、第二阀门2、第七三通G、第十阀门10、蒸发器40、第十三通J、第十一阀门11、第十一三通K、冷凝器50、第十二三通L、第十二阀门12、第三三通C、引风机21及相关风管构成回风除湿加热系统。

由干燥室60、排风机25、第四三通D、第七阀门7及其相关风管构成干燥室系统。

以上8个系统可实现空气集热器供热与蓄热模式、空气集热器供热模式、蓄热模式、蓄热体供热模式、热泵除湿模式、热泵除湿与蓄热模式、热泵供热模式，共七种运行模式。

本装置可实现的七种运行模式，能满足不同气候条件下的连续干燥作业。七种运行模式可根据气候条件和干燥工艺的综合要求进行切换，其运行模式分别如下。

1、空气集热器供热和蓄热模式

此运行模式适用于阳光充足，空气集热器20所吸收的太阳能多于干燥室60的热量需求。此模式运行时，阀门1、2、3、4、5、6、7、8处于开启状态，其他阀门关闭，循环风机24、引风机21、排风机25启动，压缩机22关闭；室外新鲜空气经空气集热器20加热后，进入干燥室60，放出热量并吸收水分后从排风口80排出，另一部分空气在空气集热器20和蓄热体30之间循环，将热量储存于蓄热体30中。此模式运行时，需要注意空气集热器20和蓄热体30的循环管路阻力和空气集热器20向干燥室60送风管路阻力的匹配问题。

2、集热器供热模式

此模式适用于阳光较充足，空气集热器20所吸收的热量与干燥室60所需要的热量相当。此模式运行时，阀门1、2、3、4、5、6、7处于开启状态，其余阀门处于关闭状态，引风机21、排风机25启动，压缩机22关闭；室外新鲜空气经集热器20加热后，直接进入干燥室60，放出热量并吸收水分后从排风口80排出。

3、蓄热模式

此模式适用于干燥作业的准备期，干燥间不需要热量，同时有太阳能可利用。此模式运行时，阀门8、4、循环风机24处于开启状态，其他阀门、排风机25、引风机21、压缩机22关闭；空气在集热器20和蓄热体30之间循环，将热量储存于蓄热体20。

4、蓄热体供热模式

此模式适用于夜晚或阴雨天气，没有太阳能可利用，蓄热体20提供的热量可满足干燥室60要求。此模式运行时，阀门1、2、3、8、5、6、7、循环风机24、引风机21、排风机25开启，其余阀门、压缩机22处于关闭状态，新鲜空气经蓄热体30加热后送入干燥室60，放出热量并吸收水分后从排风口80排出。

5、热泵除湿模式

此模式适用于夜晚或阴雨天气，没有太阳能可利用，同时干燥间不需要加热升温，仅需要除湿的干燥工艺。此模式运行时，阀门9、2、10、11、12处于开启状态，其余阀门处于关闭状态，压缩机22、引风机21、排风机25启动。从干燥间排出的高温高湿空气流经蒸发器40冷却除湿后，经过冷凝器50重新加热，然后送入干燥室60。

6、热泵除湿和蓄热模式

此模式适用于有太阳能可利用，但干燥间不需要加热升温，仅需要除湿的干燥工艺。此模式和模式5的区别在于，阀门8、4也处于开启状态，循环风机24开启，空气在空气集热器20和蓄热体30之间循环，将热量储存于蓄热体30。

7、热泵供热模式

此模式适用于夜晚或阴雨天气，没有太阳能可利用，同时干燥室60需要加热升温，此时蓄热体30加热后的空气作为热泵循环的低温热源，阀门3、8、13、10，循环风机24开启，蓄热体30加热的空气可以作为热泵系统的低温热源；同时阀门1、14、6、7，压缩机22、引风机21、排风机25开启，新鲜空气经冷凝器50加热后送入干燥室60，放出热量并吸收水分后从排风口80排出。

上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (2)

1.一种可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，包括有空气集热器(20)、压缩机(22)、冷凝器(50)、膨胀阀(23)、蒸发器(40)、制冷剂管路、蓄热体(30)、循环风机(24)、引风机(21)、排风机(25)、干燥室(60)、风管、多个阀门、多个三通，

其特征在于：空气集热器(20)的出口风管连接有第一三通(A)，之间安装有第四阀门(4)，连接第一三通(A)的一条风管连接有第二三通(B)，之间安装有第五阀门(5)，连接第二三通(B)的一条风管连接有第三三通(C)，之间安装有第六阀门(6)，连接第三三通(C)的一条风管引入干燥室(60)，其间安装引风机(21)；

连接第一三通(A)的第三条风管连接有第九三通(i)，连接第九三通(i)的一条风管和蓄热体(30)的入口连接，之间安装循环风机(24)，蓄热体(30)的出口和第八三通(H)连接，之间安装有第八阀门(8)，第八三通(H)的一条风管接到空气集热器(20)的入口，构成回路；

连接第九三通(i)的另一条风管连接有第十三通(J)，之间安装有第十三阀门(13)，连接第十三通(J)的一条风管连接到蒸发器(40)的一端，蒸发器(40)的另一端连接有第七三通(G)，之间安装有第十阀门(10)，连接第七三通(G)的一条风管连接第八三通(H)，之间安装有第三阀门(3)，连接第七三通(G)的第三条风管连接第六三通(F)，之间安装有第二阀门(2)，连接第十三通(J)的另一条风管连接第十一三通(K)，之间安装有第十一阀门(11)，连接第十一三通(K)的一条风管连接第二三通(B)，第三条风管连接第十二三通(L)，之间安装冷凝器(50)，连接第十二三通(L)的一条风管连接第三三通(C)，之间安装有第十二阀门(12)，连接第十二三通(L)的第三条风管连接第六三通(F)，之间安装第十四阀门(14)，连接第六三通(F)的第三条风管连接第五三通(E)，连接第五三通(E)的一条风管连接进风口(70)，之间安装有第一阀门(1)，连接第五三通(E)的第三条风管连接第四三通(D)，之间安装有第九阀门(9)，连接第四三通(D)的一条风管连接排风口(80)，之间安装有第七阀门(7)，连接第四三通(D)的第三条风管连接干燥室(60)，之间安装有排风机(25)。

2.如权利要求1所述的可实现多模式运行的蓄热型太阳能与热泵联合干燥装置，其特征在于：在所述蒸发器(40)和冷凝器(50)的两端之间还分别连接有压缩机(22)和膨胀阀(23)。

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