CN108709353A - 一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，属于空气能技术应用领域。由压缩机、风冷冷凝器、风冷蒸发器、设备腔、烘干室、冷藏室、管道腔等部件构成，设备腔、烘干室、冷藏室从左到右依次连接构成设备的主体部分，主体部分的顶部为管道腔。其优势在于：（1）烘干与冷藏双功能，提高能源利用率；（2）气流均衡分布格栅的应用，使得烘干室温度分布在空间上具有高度均一性；（3）烘干室环形空腔、环形挡板的设计，使得烘干热风余热被回收利用，达到节能的目的；（4）在热风管路上设置的两个支路分别设置有加湿器与除湿器，使得烘干室内温度、湿度可控，可满足不同的烘干条件需求。与现有技术相比较具有明显的优势。
Description
技术领域
本发明涉及空气能技术应用领域，具体涉及应用空气能技术进行制热制冷。
背景技术
在人类生活、生产中，经常需要对物料进行烘干或者冷藏，特别是农业、食品加工等领域，传统的烘干技术有采用燃煤、燃气、燃油提供热源，传统的制冷技术较常见且成熟的为通过压缩机对制冷工质进行压缩、膨胀达到制冷目的。随着环保意识的增强、环保压力以及环保力度的的增大，燃煤技术是首先被淘汰与限制的技术，燃气、燃油也存在温室气体排放的弊端。在这种背景下，空气能的应用逐渐流行起来。
空气能是空气中蕴含的低品位热能，可以采用热泵来收集，收集的过程应用了逆卡诺循环的原理，将热量从低温热源传递到高温热源，高温热源获得的热能一部分来自于空气中的低品位热能，一部分来自于热泵消耗电能做功。由于其吸收利用了空气中的低品位热能，实现了消耗较少的电能获得较多的热能，也就是说，利用空气能制热可以节约电能，同时也不产生环境污染，具有节能环保的优势。同时，在热量从低温热源传递到高温热源的过程中，使得高温热源处产生高温达到制热的目的，而在低温热源处则由于热量的损失而温度降低达到制冷的目的。可见，在利用空气能制热的同时也能制冷，冷热联用可以进一步实现节能的目的。
现在对空气能的应用，主要集中在制热领域，如空气能热水器。对其同步产生的制冷效应没有加以应用而白白浪费掉。设计一种性能更加优越的具有烘干和冷藏双功能的设备具有重要的意义，特别是应用于农业蔬菜烘干及农产品冷藏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能更加优越的具有烘干和冷藏双功能的设备，以弥补现有技术的不足。
本发明，一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，通过以下技术方案来实现：
一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，由压缩机、风冷冷凝器、风冷蒸发器、阀门、管道、风扇、设备腔、烘干室、冷藏室等部件构成，压缩机的循环工质出口通过管道与风冷冷凝器的循环工质入口相连接且在二者之间的管道上设置有四通阀，风冷冷凝器的循环工质出口通过管道与冷藏室顶部的风冷蒸发器的循环工质入口相连接，且在风冷冷凝器到风冷蒸发器之间的管道上依次设置有储液罐、过滤器、膨胀阀，风冷蒸发器的循环工质出口通过管道与压缩机的循环工质入口相连接，且在风冷蒸发器到压缩机之间的管道上依次设置有四通阀、气液分离器，整个设备外壁上设置有一PLC控制器，烘干室内层壁向内的面上设置有温度传感器与湿度传感器，冷藏室内壁设置有温度传感器，烘干室与冷藏室的外壁均设置有门。设备腔、烘干室、冷藏室从左到右依次连接构成设备的主体部分，主体部分的顶部为管道腔，设备腔分为上下两层，上层安装有压缩机，下层安装有风冷冷凝器，冷藏室的顶部安装有风冷蒸发器，设备腔下层左侧外壁上设置有外部进风格栅，与外部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有内部进风格栅，与内部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有热风出口，热风出口通过管道从设备底部与烘干室连接。
烘干室与冷藏室的壁均由保温材料构成，相邻腔室之间的管道直接穿过其共有的壁，不相邻腔室之间的管道通过顶部的管道腔穿行。
风冷冷凝器热风出口处设置有风扇，风扇转动使得气流被强制从进风格栅通过风冷冷凝器吸热后流向烘干室。
与风冷冷凝器热风出口相连接的管道通过一个三通阀分成两个支管，其中一个支管上安装有加湿器，另一个支管上安装有除湿器，两个支管经由加湿器与除湿器后通过另一个三通阀合并为一个管道，合并后的管道由设备的底部通往烘干室，除湿器上另外安装有一条排水管通往设备外部。
烘干室由一水平设置的气流均衡分布格栅在空间上分为上下两个部分，上部分的壁又设置为双层，内层壁与外层壁之间形成环形空腔，内层壁与顶部不相连，外层壁位于设备腔下层处设置有一个回流风出口，内层壁与外层壁之间的环形空腔中设置有一个环形挡板，该环形挡板将环形空腔分割成上下两个空间，环形挡板的一边与回流风出口的下缘相切，远离回流风出口的环形挡板位置逐渐升高，但最高处仍低于内层壁的顶部。
烘干室的门，门框的顶部位置低于环形挡板，内层壁与外层壁上门的开口边缘的夹缝用材料填充使得烘干室内部与内外层壁之间的环形空腔隔离。
气流均衡分布格栅为一格栅板，且其上设置的格栅孔由中心向四周孔径逐渐增大。
烘干室气流均衡分布格栅下部的空间设置有一个喇叭形出风口，居于气流均衡分布格栅下部正中，喇叭形出风口的大开口朝向气流均衡分布格栅，喇叭形出风口的小开口通过管道与风冷冷凝器热风出口处合并后的管道相连通。
风冷蒸发器正下方设置有一个风扇，风扇下方设置有一个对流格栅，对流格栅将冷藏室在空间上分为上下两部分，风扇的转动使得冷藏室下部的气流从对流格栅的边缘处流向风冷冷凝器、与风冷冷凝器进行热交换后的气流由中部通过对流格栅流向冷藏室的下部。
外部进风格栅可以关闭。
各个三通阀、四通阀均为电磁阀，设备的自动运行通过PLC控制器控制。
本发明，一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，工作方式如下：通过烘干室或者冷藏室的门将要烘干或者冷藏的物料放入烘干室或者冷藏室内，开启设备电源，压缩机开始工作，循环工质在压缩机驱动下开始在管路中流动，风冷冷凝器不断放热并加热从外部进风格栅进来的气流，气流被加热后从风冷冷凝器的热风出口流出，如果被烘干物料需要潮湿的气流，三通阀通往除湿器的支路关闭、通往加湿器的支路开启，热风进过加湿器被加湿后流向烘干室进行烘干；当烘干室内不需要高湿度时，由设定好的PLC控制程序自动关闭三通阀通向加湿器的支路、打开通向除湿器的支路，此时除湿器不启动，仅供热气流通过并流向烘干室。当烘干室需要干燥烘干时，湿度传感器检测到湿度高于要求时，除湿器启动，烘干室得到的是干燥的热风，烘干室的湿度降低。加湿器、除湿器的启动与停止会根据程序设置以及湿度传感器、温度传感器的信息反馈自动切换。而风冷蒸发器则不断的从冷藏室吸热，使得冷藏室温度降低。从烘干室底部喇叭形出风口吹出的热风，经过气流均衡分布格栅向上吹入烘干室，最后从烘干室上边内层壁与顶部的空隙进入内层壁与外层壁之间的环形空腔，并沿着环形挡板从回流风出口进入设备腔下部，为了利用这部分回流风的余热达到节能目的，外部进风格栅关闭，回流风经过内部进风格栅进入风冷冷凝器内吸热，再次循环进入烘干室，再经过环形空腔从回流风出口进入设备腔下部，如此不断循环。
本发明的优势：
（1）烘干与冷藏双功能，提高能源利用率，降低能耗。在进行空气能利用的时候，在制热的同时伴随着制冷，单一的利用制热或者制冷，白白浪费另一种伴随的用途。本发明设计的烘干和冷藏双功能设备，提高了能源利用率，降低了能耗；
（2）烘干室温度分布在空间上具有高度均一性，使得烘干室内各处烘干效果一致。本发明设计了一种气流均衡分布格栅，该格栅的格栅孔由中心向四周孔径逐渐增大，对应的喇叭形出风口吹出的风从中心向四周气压逐渐递减，即，中心气压高，格栅孔小，四周气压低，格栅孔大，这种设计，使得喇叭形出风口的热风经过气流均衡分布格栅后，同一水平截面上的气流速率各处都相等，使得烘干室温度分布在空间上具有高度均一性；
（3）烘干热风余热回收利用，达到节能的目的。烘干室环形空腔、环形挡板的设计，使得烘干室内烘干后的出风重新通过风冷冷凝器再次吸热并进入烘干室，使得烘干后的出风蕴含的余热得到回收利用，达到节能的目的；
（4）烘干室内温度、湿度可控。在热风管路上设置的两个支路分别设置有加湿器与除湿器，并且配合烘干室内设置的温度传感器与湿度传感器、以及PLC控制器，烘干室内的温度与湿度可以按照需要进行控制，满足不同的烘干条件需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明具体实施方式一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备的整体结构示意图。
图2为本发明具体实施方式烘干室外观示意图。
图3为本发明具体实施方式烘干室去除前侧面外层壁、顶部以及底部后显示内部结构的示意图。
图4为本发明具体实施方式烘干室去除整个外层壁、顶部以及底部显示其内部结构的示意图。
图5为本发明具体实施方式气流均衡分布格栅俯视示意图。
图中：1为PLC控制器，2为设备腔上层，2-1为压缩机，2-2为四通阀，2-3为管道，3为设备腔下层，3-1为外部进风格栅，3-2为内部进风格栅，3-3为风冷冷凝器，3-4为排水管，3-5为除湿器，3-6为三通阀，3-7为加湿器，3-8为热风出口，3-9为风扇，3-10为储液罐，3-11为过滤器，4为烘干室，4-1为回流风出口，4-2为环形挡板，4-3为温度传感器，4-4为湿度传感器，4-5为喇叭形出风口，4-6为气流均衡分布格栅，4-7为外层壁，4-8为内层壁，4-9为门，4-10为合并后的管道，5为冷藏室，5-1为对流格栅，6为风冷蒸发器，7为管道腔，7-1为气液分离器，7-2为膨胀阀。
具体实施方式
一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，由压缩机、风冷冷凝器、风冷蒸发器、阀门、管道、风扇、设备腔、烘干室、冷藏室等部件构成，压缩机的循环工质出口通过管道与风冷冷凝器的循环工质入口相连接且在二者之间的管道上设置有四通阀，风冷冷凝器的循环工质出口通过管道与冷藏室顶部的风冷蒸发器的循环工质入口相连接，且在风冷冷凝器到风冷蒸发器之间的管道上依次设置有储液罐、过滤器、膨胀阀，风冷蒸发器的循环工质出口通过管道与压缩机的循环工质入口相连接，且在风冷蒸发器到压缩机之间的管道上依次设置有四通阀、气液分离器，整个设备外壁上设置有一PLC控制器，烘干室内层壁向内的面上设置有温度传感器与湿度传感器，冷藏室内壁设置有温度传感器，烘干室与冷藏室的外壁均设置有门。设备腔、烘干室、冷藏室从左到右依次连接构成设备的主体部分，主体部分的顶部为管道腔，设备腔分为上下两层，上层安装有压缩机，下层安装有风冷冷凝器，冷藏室的顶部安装有风冷蒸发器，设备腔下层左侧外壁上设置有外部进风格栅，与外部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有内部进风格栅，与内部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有热风出口，热风出口通过管道从设备底部与烘干室连接。
烘干室与冷藏室的壁均由保温材料构成，相邻腔室之间的管道直接穿过其共有的壁，不相邻腔室之间的管道通过顶部的管道腔穿行。
风冷冷凝器热风出口处设置有风扇，风扇转动使得气流被强制从进风格栅通过风冷冷凝器吸热后流向烘干室。
与风冷冷凝器热风出口相连接的管道通过一个三通阀分成两个支管，其中一个支管上安装有加湿器，另一个支管上安装有除湿器，两个支管经由加湿器与除湿器后通过另一个三通阀合并为一个管道，合并后的管道由设备的底部通往烘干室，除湿器上另外安装有一条排水管通往设备外部。
烘干室由一水平设置的气流均衡分布格栅在空间上分为上下两个部分，上部分的壁又设置为双层，内层壁与外层壁之间形成环形空腔，内层壁与顶部不相连，外层壁位于设备腔下层处设置有一个回流风出口，内层壁与外层壁之间的环形空腔中设置有一个环形挡板，该环形挡板将环形空腔分割成上下两个空间，环形挡板的一边与回流风出口的下缘相切，远离回流风出口的环形挡板位置逐渐升高，但最高处仍低于内层壁的顶部。
烘干室的门，门框的顶部位置低于环形挡板，内层壁与外层壁上门的开口边缘的夹缝用材料填充使得烘干室内部与内外层壁之间的环形空腔隔离。
气流均衡分布格栅为一格栅板，且其上设置的格栅孔由中心向四周孔径逐渐增大。
烘干室气流均衡分布格栅下部的空间设置有一个喇叭形出风口，居于气流均衡分布格栅下部正中，喇叭形出风口的大开口朝向气流均衡分布格栅，喇叭形出风口的小开口通过管道与风冷冷凝器热风出口处合并后的管道相连通。
风冷蒸发器正下方设置有一个风扇，风扇下方设置有一个对流格栅，对流格栅将冷藏室在空间上分为上下两部分，风扇的转动使得冷藏室下部的气流从对流格栅的边缘处流向风冷冷凝器、与风冷冷凝器进行热交换后的气流由中部通过对流格栅流向冷藏室的下部。
外部进风格栅可以关闭。
各个三通阀、四通阀均为电磁阀，设备的自动运行通过PLC控制器控制。
Claims (10)
1.一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，由压缩机、风冷冷凝器、风冷蒸发器、阀门、管道、风扇、设备腔、烘干室、冷藏室等部件构成，压缩机的循环工质出口通过管道与风冷冷凝器的循环工质入口相连接且在二者之间的管道上设置有四通阀，风冷冷凝器的循环工质出口通过管道与冷藏室顶部的风冷蒸发器的循环工质入口相连接，且在风冷冷凝器到风冷蒸发器之间的管道上依次设置有储液罐、过滤器、膨胀阀，风冷蒸发器的循环工质出口通过管道与压缩机的循环工质入口相连接，且在风冷蒸发器到压缩机之间的管道上依次设置有四通阀、气液分离器，整个设备外壁上设置有一PLC控制器，烘干室内层壁向内的面上设置有温度传感器与湿度传感器，冷藏室内壁设置有温度传感器，烘干室与冷藏室的外壁均设置有门，烘干室与冷藏室的壁均由保温材料构成，其特征在于，设备腔、烘干室、冷藏室从左到右依次连接构成设备的主体部分，主体部分的顶部为管道腔，设备腔分为上下两层，上层安装有压缩机，下层安装有风冷冷凝器，冷藏室的顶部安装有风冷蒸发器，设备腔下层左侧外壁上设置有外部进风格栅，与外部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有内部进风格栅，与内部进风格栅相对应的风冷冷凝器外壁上设置有热风出口，热风出口通过管道从设备底部与烘干室连接，外部进风格珊可以关闭。
2.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，相邻腔室之间的管道直接穿过其共有的壁，不相邻腔室之间的管道通过顶部的管道腔穿行。
3.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的风冷冷凝器热风出口处设置有风扇，风扇转动使得气流被强制从进风格栅通过风冷冷凝器吸热后流向烘干室。
4.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的与风冷冷凝器热风出口相连接的管道通过一个三通阀分成两个支管，其中一个支管上安装有加湿器，另一个支管上安装有除湿器，两个支管经由加湿器与除湿器后通过另一个三通阀合并为一个管道，合并后的管道由设备的底部通往烘干室，除湿器上另外安装有一条排水管通往设备外部。
5.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的烘干室由一水平设置的气流均衡分布格栅在空间上分为上下两个部分，上部分的壁又设置为双层，内层壁与外层壁之间形成环形空腔，内层壁与顶部不相连，外层壁位于设备腔下层处设置有一个回流风出口，内层壁与外层壁之间的环形空腔中设置有一个环形挡板，该环形挡板将环形空腔分割成上下两个空间，环形挡板的一边与回流风出口的下缘相切，远离回流风出口的环形挡板位置逐渐升高，但最高处仍低于内层壁的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的烘干室的门，门框的顶部位置低于环形挡板，内层壁与外层壁上门的开口边缘的夹缝用材料填充使得烘干室内部与内外层壁之间的环形空腔隔离。
7.根据权利要求5所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的气流均衡分布格栅为一格栅板，且其上设置的格栅孔由中心向四周孔径逐渐增大。
8.根据权利要求5所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的烘干室气流均衡分布格栅下部的空间设置有一个喇叭形出风口，居于气流均衡分布格栅下部正中，喇叭形出风口的大开口朝向气流均衡分布格栅，喇叭形出风口的小开口通过管道与风冷冷凝器热风出口处合并后的管道相连通。
9.根据权利要求1所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的风冷蒸发器正下方设置有一个风扇，风扇下方设置有一个对流格栅，对流格栅将冷藏室在空间上分为上下两部分，风扇的转动使得冷藏室下部的气流从对流格栅的边缘处流向风冷冷凝器、与风冷冷凝器进行热交换后的气流由中部通过对流格栅流向冷藏室的下部。
10.根据权利要求1或4所述的一种利用空气能进行烘干与冷藏的双功能设备，其特征在于，所述的各个三通阀、四通阀均为电磁阀，设备的自动运行通过PLC控制器控制。
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