CN106642807B - 一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统 - Google Patents

一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，包括热泵子系统，所述热泵子系统通过管路可选择地与用于放置需干燥物品的干燥室(10)或者需要供暖的采暖房间(19)相连通，所述热泵子系统用于向所述干燥室(10)或者所述采暖房间(19)输送升温后的空气。本发明公开的一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，其可以保证对人们进行冬季供暖的同时，对非供暖季节中收获的粮食和果蔬等农作物及时进行烘干处理，减少粮食的损失，增加果蔬的附加值，方便人们的工作和生活，并且能够降低人们的日常工作和生活经济支出，增加人们的经济收入，有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用，具有重大的生产实践意义。

Description

一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，特别是涉及一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统。
背景技术
目前，随着我国经济的快速发展和能源利用模式的粗放管理，我国正面临两大主要难题：一是环境污染，特别是秋冬季节雾霾天气的增多；二是能源匮乏。如何提高能源的高效清洁利用是解决这两大问题的首要方法。
我国农村冬季供暖多采用燃煤的方式，但所用设备落后，效率低，是导致空气污染的重要原因之一。与此同时，我国的粮食和果蔬因干燥不及时，导致了大量的粮食和果蔬腐烂，从而造成了巨大的经济损失。
当前，国家为了改善空气的质量，以京津冀为试点大力推广空气源热泵系统，用于替代农村的燃煤供暖方式，以作为冬季供暖的主要方式，这种方式可以有效的缓解空气污染的恶化。在对空气源热泵系统的充分利用上，只是限于冬季使用，并不充分。而粮食的收获季节多集中在非供暖季节，目前仍然存在大量的粮食和果蔬因干燥不及时而导致的腐烂问题。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以保证对人们进行冬季供暖的同时，对非供暖季节中收获的粮食和果蔬等农作物及时进行烘干处理，减少粮食的损失，增加果蔬的附加值，增加人们的经济收入。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，其可以保证对人们进行冬季供暖的同时，对非供暖季节中收获的粮食和果蔬等农作物及时进行烘干处理，减少粮食的损失，增加果蔬的附加值，方便人们的工作和生活，并且能够降低人们的日常工作和生活经济支出，增加人们的经济收入，有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，包括热泵子系统，所述热泵子系统通过管路可选择地与用于放置需干燥物品的干燥室或者需要供暖的采暖房间相连通，所述热泵子系统用于向所述干燥室或者所述采暖房间输送升温后的空气。
其中，所述热泵子系统包括压缩机，所述压缩机的进口分别与第一电磁阀和第三电磁阀相连通，所述压缩机的出口分别与第二电磁阀和第四电磁阀相连通；
所述第一电磁阀和第二电磁阀相连通且通过同一根管路与室内换热器相连通；
所述第三电磁阀和第四电磁阀相连通，所述第三电磁阀分别与第五电磁阀和第六电磁阀相连通，所述第四电磁阀与所述第五电磁阀和第六电磁阀相连通；
所述第五电磁阀与室外换热器相连通，所述第六电磁阀与室内冷凝器相连通；
所述室外换热器分别与烘干节流阀和供暖节流阀相连通，所述室内冷凝器分别与所述烘干节流阀和供暖节流阀相连通；
所述烘干节流阀通过第七电磁阀与所述室内换热器相连通，所述供暖节流阀通过第八电磁阀与所述室内换热器相连通；
所述热泵子系统中还包括室内风机、烘干风阀和供暖风阀；
所述干燥室内设置有所述室内冷凝器、所述烘干风阀、所述室内风机和所述室内换热器；
所述干燥室通过所述供暖风阀与所述采暖房间相连通。
其中，所述干燥室内还具有中间隔室，所述干燥室和所述中间隔室之间间隔的空间形成干燥通风通道，所述干燥通风管道内设置有所述室内冷凝器、所述烘干风阀、所述室内风机和所述室内换热器；
所述室内冷凝器位于所述中间隔室的顶部，所述室内换热器位于所述中间隔室的底面，所述烘干风阀位于所述中间隔室的左侧，所述室内风机位于所述室内换热器的正左方。
其中，所述烘干风阀和供暖风阀均采用分级可调节的风阀。
其中，所述采暖房间包括一间房间或者多个房间。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，其可以保证对人们进行冬季供暖的同时，对非供暖季节中收获的粮食和果蔬等农作物及时进行烘干处理，减少粮食的损失，增加果蔬的附加值，方便人们的工作和生活，并且能够降低人们的日常工作和生活经济支出，增加人们的经济收入，有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统在对粮食和果蔬等农作物进行烘干处理、并显示空气流通方向的结构示意图；
图2为本发明提供的一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统在进行供暖处理、并显示空气流通方向的结构示意图；
图中，1为压缩机，2为第一电磁阀，3为第二电磁阀，4为第三电磁阀，5为第四电磁阀，6为第五电磁阀，7为第六电磁阀，13为第七电磁阀，14为第八电磁阀；
8为室外换热器，9为室内冷凝器，10为干燥室，11为烘干节流阀，12为供暖节流阀，15为室内换热器，16为室内风机，17为烘干风阀，18为供暖风阀，19为采暖房间，20为中间隔室。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图1、图2，本发明提供了一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，包括热泵子系统，所述热泵子系统通过管路可选择地与用于放置需干燥物品(例如各种农作物)的干燥室10或者需要供暖的采暖房间19相连通，所述热泵子系统用于向所述干燥室10或者所述采暖房间19输送升温后的空气。
在本发明中，具体实现上，所述热泵子系统包括压缩机1，所述压缩机1的进口分别与第一电磁阀2和第三电磁阀4相连通，所述压缩机1的出口分别与第二电磁阀3和第四电磁阀5相连通；
所述第一电磁阀2和第二电磁阀3相连通且通过同一根管路与室内换热器15相连通；
所述第三电磁阀4和第四电磁阀5相连通，所述第三电磁阀4分别与第五电磁阀6和第六电磁阀7相连通，所述第四电磁阀5与所述第五电磁阀6和第六电磁阀7相连通；
所述第五电磁阀6与室外换热器8相连通，所述第六电磁阀7与室内冷凝器9相连通；
所述室外换热器8分别与烘干节流阀11和供暖节流阀12相连通，所述室内冷凝器9分别与所述烘干节流阀11和供暖节流阀12相连通；
所述烘干节流阀11通过第七电磁阀13与所述室内换热器15相连通，所述供暖节流阀12通过第八电磁阀14与所述室内换热器15相连通。
在本发明中，所述热泵子系统中还包括室内风机16、烘干风阀17和供暖风阀18；
所述干燥室10内设置有所述室内冷凝器9、所述烘干风阀17、所述室内风机16和所述室内换热器15。
为了在所述干燥室10内形成便于空气流动的通风通道，具体实现上，所述干燥室10内还可以具有中间隔室20，所述干燥室10和所述中间隔室20之间间隔的空间形成干燥通风通道，所述干燥通风管道内设置有所述室内冷凝器9、所述烘干风阀17、所述室内风机16和所述室内换热器15；
所述室内冷凝器位于所述中间隔室20的顶部，所述室内换热器15位于所述中间隔室20的底面，所述烘干风阀(风阀也称为风量调节阀)17位于所述中间隔室20的左侧，所述室内风机16位于所述室内换热器15的正左方。
在本发明中，所述干燥室10通过所述供暖风阀18与所述采暖房间19相连通，所述供暖风阀18可以阻隔所述干燥室10与所述采暖房间19之间的连通；
在本发明中，具体实现上，所述烘干风阀17和供暖风阀18优选为均采用分级可调节的风阀。
在本发明中，具体实现上，所述采暖房间19包括一间房间或者多个房间(其中每个房间都分别通过风管、供暖风阀18与所述干燥室10相连通，每个房间中配置有风口)。
在本发明中，具体实现上，所述干燥室10可以为新建造的独立干燥室10，也可以为现有住房改造的干燥室。
需要说明的是，对于本发明，任意相互连通的两个部件之间，辅助管路进行相互连通。
在本发明中，需要说明的是，所述压缩机1用于将室外换热器8(供暖模式)或室内换热器15(烘干模式)内的低温低压制冷剂气体压缩成高压过热气体；
所述室外换热器8主要有两个用途，一是在烘干模式下用于防止干燥室10内的空气温度过高，而将其内的制冷剂的热量释放到外界空气，二是在供暖模式下用于通过其内的低温低压制冷剂吸收外界空气中的热量；
所述室内冷凝器9用于在烘干模式下将其内的制冷剂的热量释放给干燥室10内的循环空气；
所述烘干节流阀11用于在烘干模式下将高压液体制冷剂节流成低温低压两相制冷剂流体；
所述供暖节流阀12用于在供暖模式下将高压液体制冷剂节流成低温低压两相制冷剂流体；
所述室内换热器15主要有两个用途，一是在烘干模式下通过其内的低温低压制冷剂吸收干燥室10内的循环空气热量，二是在烘干模式下通过其内的高压高温制冷剂将热量释放给空气，用于加热采暖房间19。
对于本发明，为了更加清楚了地了解本发明的技术方案，下面对本发明具有的两种工作模式，即烘干模式和供暖模式的工作原理分别进行说明。
一、烘干模式。参见图1所示，打开第一电磁阀2、第四电磁阀5、第七电磁阀13和烘干风阀17，关闭第二电磁阀3、第三电磁阀4、第八电磁阀14和供暖风阀18。在干燥室10中放入待干燥的物品(可以包括各种农作物以及其他需要干燥的物品)，用户设定需要的干燥温度(一般情况下，设定的干燥温度高于室外温度)后，启动室内风机16和压缩机1。此时，第五电磁阀6关闭，第六电磁阀7打开，经压缩机1压缩后形成的高温高压制冷剂气体将传输进入室内冷凝器9内，由于室内冷凝器9的冷凝作用，从而向外散发出热量，即会将将热量释放给循环空气，同时室内冷凝器9内的制冷剂由气体变为液体，随后传输到烘干节流阀11处进行节流降压，生成的两相制冷剂进入室内换热器15，在室内换热器15内吸热变为蒸气重新传输进入压缩机1中，完成制冷剂循环。需要说明的是，其中，空气在流经室内冷凝器9内时，将吸收室内冷凝器9内的制冷剂在冷凝时释放的热量，从而温度升高，然后再继续传输进入干燥室10中，较高温度的空气在加热待干燥的物料的同时，将促使待干燥的物品内部水分扩散进入空气中，起到干燥的作用，此时空气将吸湿降温，然后在室内换热器15处时，在室内换热器15内的制冷剂作用下，空气又释放热量给制冷剂，实现空气降温，同时水分凝结析出；降温后的空气再次回到室内冷凝器9内时，将继续吸热升温，完成空气的循环且空气温度的不断升高，整个过程称为干燥升温环节。
当干燥室10内的实时温度高于用户设定的需要的干燥温度时，第五电磁阀6打开，第六电磁阀7关闭，制冷剂从压缩机1流出后，将进入室外换热器8中并将热量释放给外界的空气中，制冷剂由气体变为液体，随后在烘干节流阀11处节流降压，生成的低温两相制冷剂进入室内换热器15，在室内换热器15中吸热变为蒸气而重新进入压缩机1，完成制冷剂的循环。需要说明的是，其中，空气在室内冷凝器9内吸收制冷剂在冷凝时释放的热量，从而温度升高，然后再继续传输进入干燥室10中，较高温度的空气在加热待干燥的物品的同时，将促使物料内部水分扩散进入空气中，起到干燥的作用，此时空气将吸湿降温，然后在室内换热器15处时，在室内换热器15内的制冷剂作用下，空气又释放热量给制冷剂，实现空气降温，同时水分凝结析出；降温后的空气再次回到室内冷凝器9内时，将继续吸热升温，完成空气的循环且空气温度开始下降，整个过程称为干燥降温环节。整个烘干过程就是干燥升温环节和降温环节不断转换的过程。
二、供暖模式。参见图2所示，在冬季供暖季节，关闭第一电磁阀2、第四电磁阀5、第六电磁阀7、第七电磁阀13和烘干风阀17，打开第二电磁阀3、第三电磁阀4、第八电磁阀14和供暖风阀18。用户设定需要的供暖温度，启动室内风机16和压缩机1。经压缩机1压缩后的高温高压制冷剂气体进入室内换热器15内时，将热量释放给空气，制冷剂由气体变为液体，随后在供暖节流阀12处节流降压，生成的两相制冷剂进入室外换热器8中，将吸收外界空气中的热量变为蒸气，然后重新进入压缩机1中，完成制冷剂的循环。空气在室内换热器15内吸收制冷剂释放的热量后，温度升高并传输进入到采暖房间19，用于提高采暖房间19内的温度。当采暖房间19内温度高于设定供暖温度时，关闭本发明的系统，此时采暖房间19内温度不断降低，当低于设定供暖温度时，再启动本发明的系统。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，其可以保证对人们进行冬季供暖的同时，对非供暖季节中收获的粮食和果蔬等农作物及时进行烘干处理，减少粮食的损失，增加果蔬的附加值，方便人们的工作和生活，并且能够降低人们的日常工作和生活经济支出，增加人们的经济收入，有利于促进空气源热泵系统的广泛推广应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种闭式烘干供暖联合型的空气源热泵系统，其特征在于，包括热泵子系统，所述热泵子系统通过管路可选择地与用于放置需干燥物品的干燥室(10)或者需要供暖的采暖房间(19)相连通，所述热泵子系统用于向所述干燥室(10)或者所述采暖房间(19)输送升温后的空气；
所述热泵子系统包括压缩机(1)，所述压缩机(1)的进口分别与第一电磁阀(2)和第三电磁阀(4)相连通，所述压缩机(1)的出口分别与第二电磁阀(3)和第四电磁阀(5)相连通；
所述第一电磁阀(2)和第二电磁阀(3)相连通且通过同一根管路与室内换热器(15)相连通；
所述第三电磁阀(4)和第四电磁阀(5)相连通，所述第三电磁阀(4)分别与第五电磁阀(6)和第六电磁阀(7)相连通，所述第四电磁阀(5)与所述第五电磁阀(6)和第六电磁阀(7)相连通；
所述第五电磁阀(6)与室外换热器(8)相连通，所述第六电磁阀(7)与室内冷凝器(9)相连通；
所述室外换热器(8)分别与烘干节流阀(11)和供暖节流阀(12)相连通，所述室内冷凝器(9)分别与所述烘干节流阀(11)和供暖节流阀(12)相连通；
所述烘干节流阀(11)通过第七电磁阀(13)与所述室内换热器(15)相连通，所述供暖节流阀(12)通过第八电磁阀(14)与所述室内换热器(15)相连通；
所述热泵子系统中还包括室内风机(16)、烘干风阀(17)和供暖风阀(18)；
所述干燥室(10)内设置有所述室内冷凝器(9)、所述烘干风阀(17)、所述室内风机(16)和所述室内换热器(15)；
所述干燥室(10)通过所述供暖风阀(18)与所述采暖房间(19)相连通；
所述烘干风阀(17)和供暖风阀(18)均采用分级可调节的风阀；
所述采暖房间(19)包括一间房间或者多个房间。
2.如权利要求1所述的空气源热泵系统，其特征在于，所述干燥室(10)内还具有中间隔室(20)，所述干燥室(10)和所述中间隔室(20)之间间隔的空间形成干燥通风通道，所述干燥通风管道内设置有所述室内冷凝器(9)、所述烘干风阀(17)、所述室内风机(16)和所述室内换热器(15)；
所述室内冷凝器(9)位于所述中间隔室(20)的顶部，所述室内换热器(15)位于所述中间隔室(20)的底面，所述烘干风阀(17)位于所述中间隔室(20)的左侧，所述室内风机(16)位于所述室内换热器(15)的正左方。
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