CN102809265A - 一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房 - Google Patents

Abstract

本发明公开的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房包括烤房、控制机构、热泵吸热机构和除湿机构，烤房通过烤房上隔板、隔墙分隔成太阳能集热室、干燥室和加热室，在烤房上隔板上设有循环排风口，在太阳能集热室内设置有太阳能集热板；在隔墙上安装有冷凝器和第二蒸发器，在冷凝器位于干燥室的部位连接有循环风机，在太阳能集热室与加热室之间的隔墙上安装有小循环风机；热泵吸热机构的压缩机的一端与冷凝器的一端连通，压缩机的另一端与冷凝器的另一端之间连接有相互并联的第一蒸发器支路和第二蒸发器支路；控制机构控制压缩机、风机、蒸发器的工作状态。克服太阳能的不稳定性，保证了烘干过程的连续性并进一步提高了太阳能利用率，自动化程度高。

Description

一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房

技术领域

   本发明属于除湿烤房技术领域，主要涉及的是一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房。广泛适用于木材、药材、谷物、食品、海鲜、烟叶等需要除湿干燥的领域。

背景技术

太阳能以其使用成本低、节能环保、能量巨大的优势得到国内外研究者的普遍青睐。但是由于太阳能的不连续性与天气的依赖性，普通的太阳能热泵在夜间及连续阴雨天无法正常工作，从而降低了工作效率。密闭式空气源热泵干燥根据逆卡诺循环原理，采用少量的电能驱动压缩机运行，制冷剂气体在压缩机内被压缩，温度和压力都增大，然后进入放热冷凝器中放热冷凝液化，再进入蒸发器吸热蒸发气化，最后又回到压缩机进入下一循环，此过程是将低品质不能用于干燥的热能转化成高品质可以干燥的热能。在当今常规能源短缺的情况下，将太阳能与热泵系统结合起来对物品进行除湿干燥，能节省大量的燃料，是利用丰富的太阳能解决能源危机的重要途径之一。

发明内容

   本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房。通过将太阳能集热系统、热泵吸热系统、热泵除湿系统和控制系统有机结合，克服太阳能的不稳定性，保证了烘干过程的连续性并进一步提高了太阳能利用率，并可根据温度、湿度的变化，对烘干过程作出实施调整，自动化程度高，优化烘干工艺。

本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房包括烤房、控制机构、热泵吸热机构和除湿机构，烤房通过烤房上隔板、隔墙分隔成太阳能集热室、干燥室和加热室，在烤房上隔板上设有循环排风口，在太阳能集热室内设置有太阳能集热板；在隔墙上设有出风口和回风口，并在出风口安装有热泵吸热机构的冷凝器，在回风口安装有除湿机构的第二蒸发器，在冷凝器位于干燥室的部位连接有循环风机，在太阳能集热室与加热室之间的隔墙上安装有小循环风机；热泵吸热机构的压缩机的一端与冷凝器的一端连通，压缩机的另一端与冷凝器的另一端之间连接有相互并联的第一蒸发器支路和第二蒸发器支路；控制机构控制压缩机、风机、蒸发器的工作状态。

本发明所述第一蒸发器支路包括串联设置的第一蒸发器、第一节流阀以及第一开关阀；第二蒸发器支路包括串联设置的第二蒸发器、第二节流阀和第二开关阀。

本发明在所述隔墙的出风口、回风口部位、在烤房上隔板的循环排风口部位、在第二蒸发器的空气出口设置有温度传感器、温度传感器。

本发明所述压缩机和第一蒸发器位于烤房的外部。

本发明在所述第二蒸发器下方设有集水盒，所述集水盒底部与一排水管道的一端连通，排水管道的另一端伸出于烤房本体外部。

本发明所述控制机构还设有手动控制和自动/手动切换。

本发明所述太阳能集热室的的内壁设有保温板，顶盖为透明盖板。

本发明所述第一开关、第一节流阀、第一蒸发器、压缩机和泠凝器构成一个闭和回路，用于热泵工作; 所述第二开关、第二节流阀、第二蒸发器、压缩机和泠凝器构成一个闭和回路，用于热泵除湿。

本发明所述第一开关和第二开关可以为电磁阀，所述第一节流阀和第二节流阀为膨胀阀或毛细管或其他节流装置。

本发明基于太阳能集热器的特性与热泵理论基础，采用太阳能与热泵联合干燥热风干燥系统，不仅噪音小，环保节能，其中的干燥脱水过程干净、卫生，无微生物污染，不产生“三废”排放。且干燥过程易于控制，干燥产品质量好，除湿能力强，吸收显热潜热好，干燥效率高，采用密封式结构，适用于各种绿色食品深加工以及生物、制药、化工等行业，安全环保性有保障。

采用太阳能板集热作为辅助热源，可克服太阳能的不稳定性，保证了烘干过程的连续性并进一步提高了太阳能利用率；采用冷凝除湿余热回收单元可最大程度地实现热风继续利用，加速物料脱水，进一步减少能量损耗，提高烘干效率；采用自动化监测控制单元，可根据温度、湿度的变化，对烘干过程作出实施调整，优化烘干工艺。

采用自动化监测控制系统，可在线监测并记录烘干过程中温度与湿度的变化，实时掌握烘干情况，并通过设定一定的温度、湿度值控制除湿系统及辅助加热单元的工作，还可根据物料的特性设置分段烘干的工作模式，间隙排湿，优化了烘干工艺，减少了劳动力投入。在系统中设置的控制器、感应器及电磁阀，能使系统根据环境状况实现自动化操作，可根据环境温度、湿度调节来控制是启动太阳能能集热系统来对物料进行干燥、是启动吸热系统来进行吸热还是启动除湿系统来进行除湿，或是其中两个或三个系统的相互结合来起到加热和除湿的功效。

压缩机和第一蒸发器位于烤房本体外部，便于维修，同时延长压缩机和第一蒸发器的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的装配结构示意图。

图中：1、烤房，2、控制机构，3、热泵吸热机构，4、除湿机构，5、太阳能集热室，6、干燥室，7、加热室，8、烤房上隔板，9、循环排风口，10、冷凝器，11、循环风机，12、小循环风机，13、隔板，14、前门，15、压缩机，16、第一蒸发器，17、第一节流阀，18、第一开关阀，19、第二蒸发器，20、第二节流阀，21、第二开关阀，22、集水盒，23、排水管道，24、透明盖板，25、太阳能集热板，26、保温板，27、物料车。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

如图1所示：本实施例所述的一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房主要包括烤房1、控制机构2、热泵吸热机构3和除湿机构4。烤房1主要由太阳能集热室5、干燥室6和加热室7构成，通过在烤房1内设置隔墙13将烤房1分隔成加热室7和干燥室6，在所述的隔墙13上设有出风口和回风口，并在出风口处连接有冷凝器10，在冷凝器10位于干燥室6的部位连接有循环风机11，作用是保持干燥室的空气流通；在回风口处连接有第二蒸发器19，在该第二蒸发器19下方设有集水盒22，所述集水盒22底部与一排水管道23的一端连通，排水管道23的另一端伸出于烤房1本体外部。通过在干燥室6内设置烤房上隔板8使干燥室6的上部分隔成太阳能集热室5，并在所述烤房上隔板8上设有与干燥室6连通的循环排风口9。干燥室6上还设有可供物料车27进出的前门14。在太阳能集热室5内设置有太阳能集热板25，太阳能集热室5的的内壁设有保温板26，顶盖为透明盖板24，作用是使太阳能集热板通过透明盖板的太阳能辐射，吸收太阳能而温度升高。在太阳能集热室5与加热室7之间的隔板13上设有小循环风机12，由此使加热室7、干燥室6与太阳能集热室5之间形成空气循环风道。烤房1的墙体采用EPS、XPS、聚氨酯保温材料构成，前门14为保温门。

控制机构2安装在烤房的外部，用于控制热泵吸热机构3和除湿机构4。热泵吸热机构3包括压缩机15、冷凝器10、第一开关阀18、第一节流阀17和第一蒸发器16；除湿机构4包括第二开关阀21、第二节流阀20、第二蒸发器19、压缩机15和冷凝器10。除湿机构4的压缩机15和第一蒸发器16位于烤房1的外部，冷凝器10和第二蒸发器19位于烤房1的内部。所述热泵吸热系统3和热泵除湿系统4共用压缩机15以及一端与压缩机15一端连通的放热冷凝器10，其中压缩机15的出口端与冷凝器10的进口端直接连接，压缩机15的另一端与冷凝器10的一端之间连通有相互并联设置的第一蒸发器支路和第二蒸发器支路，所述第一蒸发器支路包括串联设置的第一蒸发器16、第一节流阀17以及第一开关阀18，所述第二蒸发器支路包括串联设置的第二蒸发器19、第二节流阀20和第二开关阀21。所述第一开关18和第二开关21可以为电磁阀，控制系统控制第一及第二开关的开启和闭合。第一开关阀18、第一节流阀17、第一蒸发器16、压缩机15和冷凝器10构成一个闭和回路，用于热泵工作，第二开关21、第二节流阀20、第二蒸发器19、压缩机15和冷凝器10构成一个闭和回路，用于热泵除湿，所述第一节流阀17和第二节流阀20可以为膨胀阀和毛细管或其他节流装置，分别用来对第一蒸发器和第二蒸发器的制冷剂进行节流减压，使其在蒸发器中蒸发的更加充分，同时可以对制冷剂的流量进行调节，控制蒸发程度。

控制机构2由控制电路及设置在循环风机11附近出风口的温度传感器、设在第二蒸发器19附近回风口（干燥室内）的湿度传感器和温度传感器、设于第二蒸发器19空气出口（加热室内）的温度传感器、设于循环排风口9的温度传感器、第一蒸发器支路上的第一开关阀18、第二蒸发器支路上的第二开关阀21（控制系统控制第一及第二开关的开启和闭合）和总控制屏组成。控制电路采用的是常规的控制电路，通过设置在各部位的温度传感器和温度传感器反馈的信息，自动控制压缩机15、循环风机11、小循环风机12和第一蒸发器16、第二蒸发器19的工作状态，实现对物品的烘干。

所述的控制机构2除由微机智能自动控制外，还设有手动控制和自动/手动切换，内设各种烘烤程序能够实现多种产品烘干。该自动化监测控制系统，可在线监测并记录烘干过程中温度与湿度的变化，实时掌握烘干情况，并通过设定一定的温度、湿度值控制除湿系统及辅助加热单元的工作，还可根据物料的特性设置分段烘干的工作模式，间隙排湿，优化了烘干工艺，减少了劳动力投入。

制冷系统中充灌的制冷剂可以为单一纯制冷剂，也可以为混合工质制冷剂。系统中阀门的设置并不局限于图1所示，为了使系统正常运行和检修方便，可在系统相关部位增设阀门。

本实施例在使用时，在太阳光比较充足的时候，干燥室湿度较小的情况下，热泵吸热机构3和除湿机构4停止工作，太阳能集热板25收集充足的太阳光使干燥室6达到正常工作所需的温度，同时小循环风机12和循环排风口9工作，保证了干燥室6内正常的空气流通。

在太阳光比较充足的时候，干燥室湿度较大的情况下，热泵吸热机构3停止工作，除湿机构4开始工作，太阳能集热板25收集充足的太阳光使干燥室6达到正常工作所需的温度，同时小循环风机12和循环排风口9工作，保证了干燥室6内正常的空气流通。同时压缩机15和加热室7中的冷凝器10和循环风机11工作。第二蒸发器19冷凝的水汇入集水盒22，从排水管道23排出烤房本体1之外。

在太阳光不充足，干燥室湿度较小时，热泵吸热机构3开始工作，除湿机构4停止工作，压缩机15和加热室7中的冷凝器10和循环风机11工作，冷凝器10放热，小循环风机12和循环风机11同时把加热室的空气在干燥室内流通，达到了干燥室6加热的目的，同时保温板26保证了外界温度不会对烤房1内的温度造成影响。

在太阳光不充足，干燥室湿度较大时，热泵吸热机构3、除湿机构4同时工作，压缩机15和加热室7中的冷凝器10和循环风机11工作，冷凝器10放热，小循环风机12和循环风机11同时把加热室7的空气在干燥室6内流通，从第二蒸发器19冷凝的水汇入集水盒22，从排水管道23排出烤房本体1之外。达到了干燥室6加热干燥的目的，同时保温板26保证了外界温度不会对烤房1内的温度造成影响。

Claims (9)

1.一种多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：包括烤房（1）、控制机构（2）、热泵吸热机构（3）和除湿机构（4），烤房通过烤房上隔板（8）、隔墙（13）分隔成太阳能集热室（5）、干燥室（6）和加热室（7），在所述烤房上隔板上设有循环排风口（9），在所述太阳能集热室内设置有太阳能集热板(25)；在隔所述墙上设有出风口和回风口，并在出风口安装有热泵吸热机构的冷凝器（10），在回风口安装有除湿机构的第二蒸发器（19），在冷凝器位于干燥室的部位连接有循环风机（11），在太阳能集热室与加热室之间的隔墙上安装有小循环风机（12）；热泵吸热机构的压缩机（15）的一端与冷凝器的一端连通，压缩机的另一端与冷凝器的另一端之间连接有相互并联的第一蒸发器支路和第二蒸发器支路；所述控制机构控制压缩机、风机、蒸发器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述第一蒸发器支路包括串联设置的第一蒸发器(16)、第一节流阀(17)以及第一开关阀(18)；第二蒸发器支路包括串联设置的第二蒸发器(19)、第二节流阀(20)和第二开关阀(21)。

3.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：在所述隔墙（13）的出风口、回风口部位、在烤房上隔板（8）的循环排风口部位、在第二蒸发器（19）的空气出口设置有温度传感器、温度传感器。

4.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述压缩机(15)和第一蒸发器(16)位于烤房(1)的外部。

5.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：在所述第二蒸发器(19)下方设有集水盒(22)，所述集水盒底部与一排水管道(23)的一端连通，排水管道的另一端伸出于烤房本体外部。

6.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述控制机构(2)还设有手动控制和自动/手动切换。

7.根据权利要求1所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述太阳能集热室(5)的的内壁设有保温板(26)，顶盖为透明盖板(24)。

8. 根据权利要求2所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述第一开关(18)、第一节流阀(17)、第一蒸发器(16)、压缩机(15)和泠凝器(10)构成一个闭和回路用于热泵工作;所述第二开关(21)、第二节流阀(20)、第二蒸发器(19)、压缩机(15)和泠凝器(10)构成一个闭和回路用于热泵除湿。

9.根据权利要求2所述的多用途太阳能空气源热泵循环除湿烤房，其特征是：所述第一开关（18）和第二开关（21）为电磁阀，所述第一节流阀（17）和第二节流阀（20）为膨胀阀或毛细管或其他节流装置。

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