CN104061763A - 多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,采用太阳能、空气能和电加热管三种热源对保温烤房内部空气加热,包括有不依赖空气能和太阳能的独立除湿装置,利用空气能对烤房进风空气进行冷凝除湿及预热的装置,和贮存及利用多余太阳能的地热装置,且在空气能系统中附加了利用空气能的化霜装置。本发明克服了太阳能不稳定的缺点,有效提高了太阳能的利用率,节能环保,适用面广,能适应寒冷环境,能有效保持烤房内的温度和湿度。

Description

多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于木材、药材、谷物、食品、海鲜、烟叶等需要除湿干燥的烤房系 统,特别特别是一种利用太阳能和空气能的多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统。
背景技术
[0002] 太阳能具有使用成本低、节能环保、能量巨大的优势,但也因为其不连续性和对天 气的依赖性,从而具有不稳定性的缺点,需要与其他的热源配合使用。空气能是一种低品质 的热能,需要用少量的电能驱动压缩机将其转化成高品质的能够使用的热能,相对于普通 的电加热方式,依然具有成本低廉、节能环保的优势。在当今常规能源短缺的情况下,将太 阳能和空气能结合起来对物品进行烘烤,能够节省大量的燃料,是解决能源危机的重要途 径之一。
[0003] 目前,在烤房系统中对太阳能和空气能的应用日趋成熟,然而,在现今的大多数烤 房系统中,太阳能集热器都是直接安装在烤房的顶部,将其作为类似于电加热管的发热源 来使用,限制了烤房的安放位置,同时加热不均匀,降低了效率;除湿功能主要是利用空气 能系统来实现,当太阳能足够使用而不需要空气能的时候无法达到良好的除湿效果;由于 空气能的蒸发器位于户外,在室外温度较低的时候容易结霜而影响使用;在对烤房进行降 温或者换气时通常是直接导入外部空气,使得烤房内的干燥度不易维持,重新进行干燥将 增加能耗;在太阳能所提供的热量大于所需的热量时往往需要同时进行降温或者减少太阳 能装置的吸热面积,不方便使用,同时造成了能源浪费。
发明内容
[0004] 为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种能够稳定保持烤房内的温度和湿 度且具有化霜功能、进风冷凝除湿及太阳能热量贮存的多热源带地热管及双除湿装置的烤 房系统。
[0005] 本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是: 多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,包括: 保温烤房; 太阳能集热装置,用于收集太阳能对空气加热,包括太阳能空气集热器、太阳能真空 管集热器和太阳能热量采集盘管,其中太阳能空气集热器通过管道与保温烤房内部连通形 成第五循环回路,该第五循环回路通过第三鼓风机驱动,太阳能热量采集盘管设置在太阳 能空气集热器内,太阳能真空管集热器同时与太阳能空气集热器和太阳能热量采集盘管连 接; 空气能系统,用于收集空气能对空气加热,包括依次通过管道首尾相连并形成第四循 环回路的冷凝器、空气预热盘管、余热回收盘管、余热回收换热器、截流装置、蒸发器、空气 冷凝盘管和压缩机,以及依次通过管道首尾相连并形成第一循环回路的余热回收水箱、第 一循环泵和化霜换热器,以及空气预热器和空气冷凝除湿器;其中,冷凝器设置在保温烤房 内,余热回收盘管设置在余热回收水箱内,余热回收换热器和蒸发器分别紧靠在化霜换热 器两侧,空气预热盘管设置在空气预热器内,空气冷凝盘管设置空气冷凝除湿器内; 独立除湿装置,设置在保温烤房内; 电加热管,设置在保温烤房内; 若干个空气换热器,安装在保温烤房侧壁上,包括有连通外部与保温烤房内部的两通 路,其中一通路通过管道与第四鼓风机一端连接,第四鼓风机、空气预热器和空气冷凝除湿 器依次通过管道串联,空气冷凝除湿器包括有直接与外部大气连通的进风口; 地热系统,包括有地面加热管、保温水箱、第二循环泵和第三循环泵,其中地面加热管 设置在保温烤房的内部地面上,并通过管道与保温水箱连接形成第二循环回路,该第二循 环回路由第二循环泵驱动,太阳能热量采集盘管与保温水箱通过管道连接并形成第三循环 回路,该第三循环回路由第三循环泵驱动。
[0006] 采用上述结构,太阳能集热装置与保温烤房以空气为介质通过管道循环进行热交 换,使得保温烤房内受热均匀同时提高了保温性能,且其安放位置不受太阳能集热装置的 限制;空气能系统可以作为太阳能集热系统的补充,电加热管则可以作为太阳能和空气能 的补充,保证烤房内温度的稳定;在空气能系统中包括有化霜装置,平时可以储存空气能系 统中的热量,气温较低导致结霜时则可以释放储存的热量达到化霜的目的,从而保证本烤 房系统的正常运行;在保温烤房内增加的独立除湿装置不需要依赖空气能系统的运行,能 够独立进行除湿,保持保温烤房内的干燥;安装在烤房侧壁的空气换热器则能够实现保温 烤房内空气与外界空气的交换,可以达到净化烤房内空气以及降温的效果,有利于保持烤 房内温度的稳定,且其进风口处增加了空气冷凝除湿器和空气预热器,利用空气能系统中 的热量交换对进风先冷凝除湿再进行预热,保证了进风的干燥和温度,能有效减少能耗;在 太阳能集热装置产生的热量大于保温烤房需要的热量时,太阳能热量采集盘管能将多余的 热量传递并贮存在保温水箱内,当太阳能集热装置产生的热量不足时,地面加热管能利用 保温水箱内贮存的热量对保温烤房加热,有效提高了太阳能的利用率,降低了电能的消耗。
[0007] 作为本发明的改进,空气冷凝除湿器包括有排水管和空气过滤网,其中排水管设 置在空气冷凝除湿器的底部,空气过滤网设置在空气冷凝除湿器与外部大气连通的进风口 处。
[0008] 作为本发明的进一步改进,在保温烤房内部增加一增湿器,在某些烘烤过程中会 需要保持一定的湿度,增湿器可以在保温烤房内部空气过于干燥时增加空气湿度,具有更 广泛的适用范围。
[0009] 更进一步的,在本烤房系统中的管道、烤房内部等多处增加控制开关和温、湿度传 感器,以监控本烤房系统的实时运行状态,方便对烤房内的烘烤环境进行实时调节。
[0010] 本发明的有益效果是:由于本发明采用了太阳能、空气能和电加热管三种方式依 次供热,且利用地热系统贮存多余的太阳能,以在太阳能不足的使用,节能环保,有效提高 了对太阳能的利用率,克服了太阳能持续能力差的缺点;采用空气交换的方法传递热量,使 得烤房内温度均匀,同时提高了保温烤房的保温性能;烤房内设置有独立除湿装置,能够保 持烤房内湿度的稳定;增加了利用空气能的化霜装置,能够适应在寒冷天气下使用;利用 空气能对烤房的进风空气进行了除湿和余热,利于保持烤房内的温湿度稳定,降低能耗。
附图说明 toon] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0012] 图1是本发明的整体图; 图2是本发明中地热系统的结构图; 图3是图2中A部分的局部放大图; 图4是本发明中太阳能集热装置的截面图。
具体实施方式
[0013] 参照图1至图4,多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,包括:保温烤房11 ; 太阳能集热装置20,用于收集太阳能对空气加热,包括太阳能空气集热器21、太阳能真空 管集热器22和太阳能热量采集盘管24,其中太阳能空气集热器21通过管道与保温烤房11 内部连通形成第五循环回路,该第五循环回路通过第三鼓风机23驱动,太阳能热量采集盘 管24设置在太阳能空气集热器21内,太阳能真空管集热器22同时与太阳能空气集热器21 和太阳能热量采集盘管24连接;空气能系统30,用于收集空气能对空气加热,包括依次通 过管道首尾相连并形成第四循环回路的冷凝器31、空气预热盘管61、余热回收盘管32、余 热回收换热器33、截流装置34、蒸发器35、空气冷凝盘管62和压缩机36,以及依次通过管 道首尾相连并形成第一循环回路的余热回收水箱37、第一循环泵38和化霜换热器39,以及 空气预热器63和空气冷凝除湿器64 ;其中,冷凝器31设置在保温烤房11内,余热回收盘 管32设置在余热回收水箱37内,余热回收换热器33和蒸发器35分别紧靠在化霜换热器 39两侧,空气预热盘管61设置在空气预热器63内,空气冷凝盘管62设置空气冷凝除湿器 内64 ;独立除湿装置14,设置在保温烤房11内;电加热管13,设置在保温烤房11内;若干 个空气换热器15,安装在保温烤房11侧壁上,包括有连通外部与保温烤房内部的两通路, 其中一通路通过管道与第四鼓风机17 -端连接,第四鼓风机17、空气预热器63和空气冷凝 除湿器64依次通过管道串联,空气冷凝除湿器64包括有直接与外部大气连通的进风口 65 ; 地热系统70,包括有地面加热管71、保温水箱72、第二循环泵73和第三循环泵77,其中地 面加热管71设置在保温烤房11的内部地面上,并通过管道与保温水箱72连接形成第二循 环回路,该第二循环回路由第二循环泵73驱动,太阳能热量采集盘管24与保温水箱72通 过管道连接并形成第三循环回路,该第三循环回路由第三循环泵77驱动。
[0014] 作为本发明的改进,空气冷凝除湿器64包括有排水管67和空气过滤网66,排水 管67设置在空气冷凝除湿器64的底部,空气过滤网66设置在空气冷凝除湿器64与外部 大气连通的进风口 65处。空气过滤网66可以防止异物进入到空气冷凝除湿器64内,排水 管67则能及时排出从进风空气中分离出的水,保证空气冷凝除湿器64的正常使用。
[0015] 作为本发明的进一步改进,增加一增湿器16,该增湿器16设置在保温烤房11内, 能够在保温烤房11内的湿度不够或者烘烤过程需要较大湿度时提高保温烤房11内的湿 度。
[0016] 作为本发明更进一步的改进,蒸发器35的附近还设置有第一鼓风机18,该第一鼓 风机18产生的气流经过蒸发器35、化霜换热器39和余热回收换热器33,冷凝器31附近还 设置有第二鼓风机12,该第二鼓风机12产生的的气流经过冷凝器31。这样可以加快热量 的散发,并且使得保温烤房11内的热量分布更加均匀。
[0017] 再进一步的,压缩机36和冷凝器31之间的连接管道上还设置有排气温度传感器 42和高压开关52,空气预热盘管61和余热回收盘管32之间的连接管道上还设置有回气温 度传感器47,空气冷凝盘管62和压缩机36之间的连接管道上还设置有低压开关53和吸气 温度传感器43,余热回收水箱37中还设置有化霜水箱温度传感器46,蒸发器35上还设置 有化霜温度传感器45,蒸发器35附近还设置有环境温度传感器44 ;太阳能集热装置20上 还设置有太阳能温度传感器48 ;保温烤房11内还设置有若干个温湿度传感器41 ;所述的 空气换热器15上还设置有用于控制两通路开合的电动阀51 ;第二循环回路和第三循环回 路的管道上还分别设置有第二水流开关74和第三水流开关76 ;保温水箱72内还设置有一 保温水箱温度传感器75,这些开光和传感器可以实时地监控本烤房系统的运行状态并进行 调节,也可以与一控制系统连接从而实现自动化运行。
[0018] 独立除湿装置14和增湿器16在本领域应用广泛,其结构和原理已为本领域技术 人员熟知,在此不另作详述。
[0019] 以上所述仅为本发明的优先实施方式,只要以基本相同手段实现本发明目的的技 术方案都属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1. 多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,其特征在于包括: 保温烤房(11); 太阳能集热装置(20),用于收集太阳能对空气加热,包括太阳能空气集热器(21)、太 阳能真空管集热器(22)和太阳能热量采集盘管(24),其中太阳能空气集热器(21)通过管 道与保温烤房(11)内部连通形成第五循环回路,该第五循环回路通过第三鼓风机(23)驱 动,太阳能热量采集盘管(24)设置在太阳能空气集热器(21)内,太阳能真空管集热器(22) 同时与太阳能空气集热器(21)和太阳能热量采集盘管(24 )连接; 空气能系统(30),用于收集空气能对空气加热,包括依次通过管道首尾相连并形成第 四循环回路的冷凝器(31)、空气预热盘管(61)、余热回收盘管(32)、余热回收换热器(33)、 截流装置(34)、蒸发器(35)、空气冷凝盘管(62)和压缩机(36),以及依次通过管道首尾相 连并形成第一循环回路的余热回收水箱(37)、第一循环泵(38)和化霜换热器(39),以及空 气预热器(63)和空气冷凝除湿器(64);其中,冷凝器(31)设置在保温烤房(11)内,余热回 收盘管(32 )设置在余热回收水箱(37 )内,余热回收换热器(33 )和蒸发器(35 )分别紧靠在 化霜换热器(39)两侧,空气预热盘管(61)设置在空气预热器(63)内,空气冷凝盘管(62) 设置空气冷凝除湿器(64)内; 独立除湿装置(14),设置在保温烤房(11)内; 电加热管(13),设置在保温烤房(11)内; 若干个空气换热器(15),安装在保温烤房(11)侧壁上,包括有连通外部与保温烤房内 部的两通路,其中一通路通过管道与第四鼓风机(17) -端连接,第四鼓风机(17)、空气预 热器(63)和空气冷凝除湿器(64)依次通过管道串联,空气冷凝除湿器(64)包括有直接与 外部大气连通的进风口(65); 地热系统(70),包括有地面加热管(71)、保温水箱(72)、第二循环泵(73)和第三循环 泵(77),其中地面加热管(71)设置在保温烤房(11)的内部地面上,并通过管道与保温水箱 (72)连接形成第二循环回路,该第二循环回路由第二循环泵(73)驱动,太阳能热量采集盘 管(24)与保温水箱(72)通过管道连接并形成第三循环回路,该第三循环回路由第三循环 泵(77)驱动。
2. 根据权利要求1所述的多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,其特征在于:所 述的空气冷凝除湿器(64)包括有排水管(67)和空气过滤网(66),所述的排水管(67)设置 在空气冷凝除湿器(64)的底部,所述的空气过滤网(66)设置在空气冷凝除湿器(64)与外 部大气连通的进风口 ¢5)处。
3. 根据权利要求2所述的多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,其特征在于:其 还包括一增湿器(16),该增湿器(16)设置在保温烤房(11)内。
4. 根据权利要求3所述的多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,其特征在于:所 述的蒸发器(35)的附近还设置有第一鼓风机(18),该第一鼓风机(18)产生的气流经过蒸 发器(35)、化霜换热器(39)和余热回收换热器(33),所述的冷凝器(31)附近还设置有第二 鼓风机(12),该第二鼓风机(12)产生的的气流经过冷凝器(31)。
5. 根据权利要求1至4任一所述的多热源带地热管及双除湿装置的烤房系统,其特征 在于:在所述的空气能系统(30)中,压缩机(36)和冷凝器(31)之间的连接管道上还设置 有排气温度传感器(42)和高压开关(52),空气预热盘管(61)和余热回收盘管(32)之间的 连接管道上还设置有回气温度传感器(47 ),空气冷凝盘管(62 )和压缩机(36 )之间的连接 管道上还设置有低压开关(53)和吸气温度传感器(43),余热回收水箱(37)中还设置有化 霜水箱温度传感器(46),蒸发器(35)上还设置有化霜温度传感器(45),蒸发器(35)附近 还设置有环境温度传感器(44),余热回收水箱(37)和化霜换热器(39)之间的连接管道上 还设置有第一水流开关(54);在所述的太阳能集热装置(20)上还设置有太阳能温度传感 器(48);在所述的保温烤房(11)内还设置有若干个温湿度传感器(41);所述的空气换热器 (15)上还设置有用于控制两通路开合的电动阀(51);所述的第二循环回路和第三循环回路 的管道上还分别设置有第二水流开关(74)和第三水流开关(76);所述的保温水箱(72)内 还设置有一保温水箱温度传感器(75 )。
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