CN108895826A - 一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热量回收装备技术领域，具体涉及一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，包括能量交换机组、冷凝水箱、罗茨真空泵、烘房以及热水箱；所述能量交换机组的右侧上部设置有两个热回收接口，其中上部热回收接口通过水管密闭连接水流开关，水流开关的另一端密闭连通冷凝水箱左侧上部；其中下部热回收接口通过水管连接第一水环式真空泵，第一水环式真空泵与该热回收接口之间密闭连接有分叉管，分叉管上密闭安装有排水阀；所述第一水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通冷凝水箱的左侧下部；冷凝水箱的右侧下部通过管道密闭连通第二水环式真空泵。本申请能效高，余热回收效果好，具有较好的环保节能意义和推广价值。

Description

一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机

技术领域

本发明涉及热量回收装备技术领域，具体涉及一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机。

背景技术

枸杞子是茄科枸杞属的多分枝灌木植物，国内外均有分布，枸杞全身是宝，明李时珍《本草纲目》记载：“春采枸杞叶，名天精草；夏采花，名长生草；秋采子，名枸杞子；冬采根，名地骨皮”。果实称枸杞子，嫩叶称枸杞头，常见种类为枸杞，主要的药用种类为宁夏枸杞。枸杞有降低血糖、抗脂肪肝作用，并能抗动脉粥样硬化。此外，枸杞还可用园林作绿篱栽植、树桩盆栽以及用作水土保持的灌木等。枸杞的干燥对于枸杞的保质期和口感来说起着举足轻重的作用，因此烘干效率的提高有助于枸杞的销售，但是现有技术中的枸杞烘干技术较为不成熟，烘干的效率较低，且烘干机耗费的电能较大。

例如：申请号为201410733838.1的中国专利，公开了一种多层并联穿流式枸杞烘干机，该烘干机采用多层并联的形式，将多个热风通风子系统和多个冷风通风子系统组成。该烘干机虽然具有一定的烘干效果提高，但是其能量消耗相对较大，烘干效率依然需要进一步提高。

申请号为201410559054.1的中国专利，公开了一种枸杞太阳能热泵复合模块化烘干机，该烘干机采用太阳能作为主要热源为枸杞烘干提供热量，起到了节约能源的作用。但是，该专利不具备热量回收的效果，致使很多热量利用完毕之后，难以得到有效回收而浪费。

申请号为201610200044.8的中国专利，公开了一种节能回收余热的枸杞烘干机，该专利在枸杞烘干节能方面起到了一定效果，但是其预热回收效果仍然存在回收效率较低的问题，仍然需要进一步改进。

因此，基于上述，本申请提供一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，通过对能量交换机的整体结构进行合理改进和设计，充分利用电能、空气能、水能等综合资源，使能量交换机同时具备制热、制冷以及预热回收等多种功能，进一步提高余热回收效率和实现能源的循环利用效率，从而解决现有技术存在的不足和缺陷。

发明内容

本发明的目的就在于：针对目前存在的上述问题，提供一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，通过对能量交换机的整体结构进行合理改进和设计，充分利用电能、空气能、水能等综合资源，使能量交换机同时具备制热、制冷以及预热回收等多种功能，进一步提高余热回收效率和实现能源的循环利用效率，从而解决现有技术存在的不足和缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，包括能量交换机组、冷凝水箱、罗茨真空泵、干燥室以及热水箱；所述能量交换机组的右侧上部设置有两个热回收接口，其中上部热回收接口通过水管密闭连接水流开关，水流开关的另一端密闭连通冷凝水箱左侧上部；其中下部热回收接口通过水管连接第一水环式真空泵，第一水环式真空泵与该热回收接口之间密闭连接有分叉管，分叉管上密闭安装有排水阀；所述第一水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通冷凝水箱的左侧下部；冷凝水箱的右侧下部通过管道密闭连通第二水环式真空泵，第二水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通罗茨真空泵的出水口；罗茨真空泵的进水口通过水管密闭连通冷凝水箱的右侧上部；所述能量交换机组的右侧下部设置有两个制热接口，其中上部制热接口通过水管密闭连通水流开关，该水流开关的另一端通过水管密闭连通热水箱的左侧上部；下部制热接口通过水管密闭连通第三水环式真空泵，第三水环式真空泵与该制热接口之间的管道上密闭连通分叉管，该分叉管上密闭安装有排水阀，所述第三水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通热水箱的左侧下部；所述热水箱的右侧下部通过水管密闭连接第四水环式真空泵，第四水环式真空泵的另一端通过水管密闭连接散热器的进水端，散热器的出水端通过水管密闭连接热水箱的右侧上部；所述散热器设置在用于烘干枸杞的干燥室内部。

优选的，所述能量交换机组包括所述能量交换机组包括高温复叠空气源热泵以及水源热泵；所述高温复叠空气源热泵包括风冷盘管、第一压缩机以及热回收换热器；所述水源热泵包括第二压缩机、水氟交换器以及储液罐；所述水源热泵固定安装在所述高温复叠空气源热泵的上部。

优选的，所述风冷盘管的右端管口通过管道密闭连通第一压缩机，第一压缩机右侧连接中间换热器，中间换热器右侧连接第二压缩机；所述风冷盘管左端管口通过管道密闭连通第二膨胀阀，第二膨胀阀与风冷盘管之间的管道上安装有有用于测量管内水温的传感器，所述传感器通过信号线连接用于控制第一切换阀和第二切换阀的外部控制器，所述控制器与第一切换阀、第二切换阀之间建立控制信号连接；第一切换阀的一端通过管道密闭连通第一压缩机和风冷盘管之间的管道，第一切换阀的另一端通过管道密闭连通热回收换热器；热回收换热器左下侧接口密闭连通第二水泵，第二水泵的左端接口与下部热回收接口密闭连通，热回收换热器的左上侧接口通过管道密闭连通上部热回收接口；第二切换阀的一端通过管道密闭连接第二膨胀阀，第二切换阀的另一端通过管道密闭连通第一压缩机的右端接口；所述第一切换阀下端的管道和第二切换阀右端的管道之间呈十字交叉连通；所述第二压缩机的右侧密闭连通水氟交换器；第二压缩机的左端接口通过管道密闭连通第一膨胀阀，第一膨胀阀的右端通过管道密闭连通储液罐，储液罐的右端接口密闭连通第二压缩机的右端接口；所述水氟交换器的右下侧密闭连通第一水泵，第一水泵的右端开口通过管道密闭连通下部制热收接口，水氟交换器的右上侧接口通过管道密闭连通上部制热接口。

优选的，所述水管包括塑料软管或金属管，水管与其两端连接的零部件之间均为密闭固定连通结构。

优选的，所述管道包括金属管或塑料管，管道与其两端连接的部件之间均为密闭固定连通结构。

优选的，所述冷凝水箱以及热水箱的外形均为圆柱形桶状结构或长方体箱体结构。

优选的，所述干燥室的外形为方形结构，干燥室内部为密闭干燥室空间，散热器固定安装在干燥室内壁上。

优选的，每个所述水流开关的出水端均设置有用于探测出水温度的温度显示器，所述第一水环式真空泵和第三水环式真空泵的进水端均设置有用于探测进水温度的温度显示器。

需要说明的是，本申请中使用的控制器与传感器为现有技术产品，其主要作用为：通过传感器探测内水的温度，并将温度信息实时传递给控制器。当水温超过控制器设定的上限温度数值范围时，传感器将温度信号传输给控制器，控制器控制第一切换阀关闭，第二切换阀接通，使管道内部的水流通过风冷盘管进行制冷降温，达到设定的温度范围，然后水流通过第二水泵的作用输送到热回收换热器；当水温低于或达到控制器设定的温度范围时，接通第一切换阀，关闭第二切换阀，使水流不再进行风冷盘管降温，直接在第二水泵的作用下流向热回收换热器，实现热量的回收利用。其中，控制器的型号可以采用QSQ1-100型控制器进行工作，也可以根据具体需要进行定制控制器，采用控制器接收温度信号，并根据温度信号进行判断，输出信号控制切换开关的接通和关闭，属于控制领域能够实现的技术手段，在此特别说明清楚。控制器的整体外形结构，可为长方体或正方体结构，且控制器安装在能量交换机组的外部，具体位置根据具体需要进行选择固定安装，以操作方便为准。

本申请在具体实施工作过程中，首先将无碱枸杞置于干燥室内部，通过外部真空泵对干燥室内部进行抽真空。然后启动能量交换机组工作，无碱枸杞在真空状态下通过散热器加热至60℃，对无碱枸杞进行加热。罗茨真空泵叶轮旋转所产生的热能以及水环式真空泵叶轮旋转产生的热能，通过循环水管中的水排放至冷凝水箱，冷凝水箱内部温度不断升高，能量交换机组中的水源热泵将冷凝水箱中的热量提取，通过第二压缩机压缩冷凝，并通过高温复叠空气源热泵把水源热泵回收的热量、空气中吸收的热量交换回收到热水箱，热水箱再将热水供给干燥室内部的散热器，通过散热器进行枸杞干燥，达到能源循环利用的目的。经实际测试结果显示，该方案的能效远高于现有技术，能效高达300％。当热水的温度超过设定的温度时，传感器将温度信号传输给控制器，控制器控制第一切换阀关闭，第二切换阀接通，使管道内部的水流通过风冷盘管进行制冷降温，达到设定的温度范围，然后水流通过第二水泵的作用输送到热回收换热器；当温度低于或达到控制器设定的温度范围时，接通第一切换阀，关闭第二切换阀，使水流不再进行风冷盘管降温，直接在第二水泵的作用下流向热回收换热器，实现热量的回收利用。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本申请的技术方案，一方面通电能、空气能、水能的综合能源利用，具备制热、制冷、预热回收多项功能，与现有技术相比，本申请的技术方案具备较高的预热回收效率，将现有的余热回收效率从70％-80％提高到现在的98％，起到了很好的热量回收效果。

另一方面，本申请的技术方案，具备较高的能源循环利用效率，能源利用效率高达300％，为现有能源利用效率的3倍以上，起到了很好的节能、绿色环保效果。

再一方面，本申请的技术方案，通过控制器以及传感器的使用，提高了循环水温度控制的智能化程度，避免了人为调整控制操作的麻烦，利于无碱枸杞的快速高效烘干。

附图说明

图1为本发明的整体系统结构示意图；

图2为本发明的能量交换机组内部结构示意图。

图中：1、能量交换机组；2、冷凝水箱；3、罗茨真空泵；4、热水箱；5、干燥室；6、散热器；7、排水阀；8、风冷盘管；9、第一压缩机；10、第二压缩机；11、水氟交换器；12、第一水泵；13、储液罐；14、第一膨胀阀；15、传感器；16、第二膨胀阀；17、第二切换阀；18、第一切换阀；19、热回收换热器；20、第二水泵。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，如图1-2所示：

一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，包括能量交换机组1、冷凝水箱2、罗茨真空泵3、干燥室5以及热水箱4；所述能量交换机组1的右侧上部设置有两个热回收接口，其中上部热回收接口通过水管密闭连接水流开关，水流开关的另一端密闭连通冷凝水箱2左侧上部；其中下部热回收接口通过水管连接第一水环式真空泵，第一水环式真空泵与该热回收接口之间密闭连接有分叉管，分叉管上密闭安装有排水阀7；所述第一水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通冷凝水箱2的左侧下部；冷凝水箱2的右侧下部通过管道密闭连通第二水环式真空泵，第二水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通罗茨真空泵3的出水口；罗茨真空泵3的进水口通过水管密闭连通冷凝水箱2的右侧上部；所述能量交换机组1的右侧下部设置有两个制热接口，其中上部制热接口通过水管密闭连通水流开关，该水流开关的另一端通过水管密闭连通热水箱4的左侧上部；下部制热接口通过水管密闭连通第三水环式真空泵，第三水环式真空泵与该制热接口之间的管道上密闭连通分叉管，该分叉管上密闭安装有排水阀7，所述第三水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通热水箱4的左侧下部；所述热水箱4的右侧下部通过水管密闭连接第四水环式真空泵，第四水环式真空泵的另一端通过水管密闭连接散热器6的进水端，散热器6的出水端通过水管密闭连接热水箱4的右侧上部；所述散热器6设置在用于烘干枸杞的干燥室5内部。

优选的，所述能量交换机组1包括高温复叠空气源热泵以及水源热泵；高温复叠空气源热泵包括风冷盘管8、第一压缩机9以及热回收换热器19；风冷盘管8的右端管口通过管道密闭连通第一压缩机9，第一压缩机9右侧连接中间换热器，中间换热器右部连接第二压缩机10；所述风冷盘管8左端管口通过管道密闭连通第二膨胀阀16，第二膨胀阀16与风冷盘管8之间的管壁上设置有用于测量管壁温度的传感器15，所述传感器15通过信号线连接用于控制第一切换阀18和第二切换阀17的外部控制器，所述控制器与第一切换阀18、第二切换阀17之间建立控制信号连接；第一切换阀18的一端通过管道密闭连通第一压缩机9和风冷盘管8之间的管道，第一切换阀18的另一端通过管道密闭连通热回收换热器19；热回收换热器19左下侧接口密闭连通第二水泵20，第二水泵20的左端接口与下部热回收接口密闭连通，热回收换热器19的左上侧接口通过管道密闭连通上部热回收接口；第二切换阀17的一端通过管道密闭连接第二膨胀阀16，第二切换阀17的另一端通过管道密闭连通第一压缩机9的右端接口；所述第一切换阀18下端的管道和第二切换阀17右端的管道之间呈十字交叉连通；所述第二压缩机10的右侧密闭连通水氟交换器11；第二压缩机10的左端接口通过管道密闭连通第一膨胀阀14，第一膨胀阀14的右端通过管道密闭连通储液罐13，储液罐13的右端接口密闭连通第二压缩机10的右端接口；所述水氟交换器11的右下侧密闭连通第一水泵12，第一水泵12的右端开口通过管道密闭连通下部制热收接口，水氟交换器11的右上侧接口通过管道密闭连通上部制热接口。

优选的，所述水管包括塑料软管或金属管，水管与其两端连接的零部件之间均为密闭固定连通结构。

优选的，所述管道包括金属管或塑料管，管道与其两端连接的部件之间均为密闭固定连通结构。

优选的，所述冷凝水箱2以及热水箱4的外形均为圆柱形桶状结构或长方体箱体结构。

优选的，所述干燥室5的外形为方形结构。

优选的，每个所述水流开关的出水端均设置有用于探测出水温度的温度显示器，所述第一水环式真空泵和第三水环式真空泵的进水端均设置有用于探测进水温度的温度显示器。

需要说明的是，本申请中使用的控制器与传感器15为现有技术产品，其主要作用为：通过传感器15探测管壁温度，并将温度信息实时传递给控制器。当管壁温度超过控制器设定的上限温度数值范围时，传感器15将温度信号传输给控制器，控制器控制第一切换阀18关闭，第二切换阀17接通，使管道内部的水流通过风冷盘管8进行制冷降温，达到设定的温度范围，然后水流通过第二水泵20的作用输送到热回收换热器19；当温度低于或达到控制器设定的温度范围时，接通第一切换阀18，关闭第二切换阀17，使水流不再进行风冷盘管8降温，直接在第二水泵20的作用下流向热回收换热器19，实现热量的回收利用。其中，控制器的型号可以采用QSQ1-100型控制器进行工作。如果方便公司可以添加一个合适的型号上去替换，也可以根据具体需要进行定制控制器，采用控制器接收温度信号，并根据温度信号进行判断，输出信号控制切换开关的接通和关闭，属于控制领域能够实现的技术手段，在此特别说明清楚。控制器的整体外形结构，可为长方体或正方体结构，且控制器安装在能量交换机组1的外部，具体位置根据具体需要进行选择固定安装，以操作方便为准。

本申请在具体工作过程中，首先将无碱枸杞置于干燥室5内部，通过外部连接的水环式真空泵对干燥室5内部进行抽真空。无碱枸杞在真空状态下通过散热器6加热至60℃，内部水分被负压气化蒸发，与干燥室5内部的热量一起被外部水环式真空泵吸收排放至冷凝水箱2。水环式真空泵叶轮旋转所产生的热能以及罗茨真空泵叶轮旋转所产生的热能，也通过循环水管中的水排放至冷凝水箱2，冷凝水箱2内部温度不断升高，能量交换机组中的水源热泵将冷凝水箱2中的热量提取，通过第二压缩机10压缩冷凝，并通过高温复叠空气源热泵把水源热泵回收的热量、空气中吸收的热量交换回收到热水箱4，热水箱4再将热水供给干燥室5内部的散热器6，通过散热器6进行枸杞干燥，达到能源循环利用的目的。经实际测试结果显示，该方案的能效远高于现有技术，能效高达300％。当热水的温度超过设定的温度时，传感器15将温度信号传输给控制器，控制器控制第一切换阀18关闭，第二切换阀17接通，使管道内部的水流通过风冷盘管8进行制冷降温，达到设定的温度范围，然后水流通过第二水泵20的作用输送到热回收换热器19；当温度低于或达到控制器设定的温度范围时，接通第一切换阀18，关闭第二切换阀17，使水流不再进行风冷盘管8降温，直接在第二水泵20的作用下流向热回收换热器19，实现热量的回收利用。

更进一步地，本申请中使用的罗茨真空泵3、散热器6、水氟交换器11、压缩机、储液罐13、膨胀阀、热回收换热器19以及水泵均为现有技术能够生产和定制的产品，在此特别说明清楚。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：包括能量交换机组、冷凝水箱、罗茨真空泵、干燥室以及热水箱；所述能量交换机组的右侧上部设置有两个热回收接口，其中上部热回收接口通过水管密闭连接水流开关，水流开关的另一端密闭连通冷凝水箱左侧上部；其中下部热回收接口通过水管连接第一水环式真空泵，第一水环式真空泵与该热回收接口之间密闭连接有分叉管，分叉管上密闭安装有排水阀；所述第一水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通冷凝水箱的左侧下部；冷凝水箱的右侧下部通过管道密闭连通第二水环式真空泵，第二水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通罗茨真空泵的出水口；罗茨真空泵的进水口通过水管密闭连通冷凝水箱的右侧上部；所述能量交换机组的右侧下部设置有两个制热接口，其中上部制热接口通过水管密闭连通水流开关，该水流开关的另一端通过水管密闭连通热水箱的左侧上部；下部制热接口通过水管密闭连通第三水环式真空泵，第三水环式真空泵与该制热接口之间的管道上密闭连通分叉管，该分叉管上密闭安装有排水阀，所述第三水环式真空泵的另一端通过水管密闭连通热水箱的左侧下部；所述热水箱的右侧下部通过水管密闭连接第四水环式真空泵，第四水环式真空泵的另一端通过水管密闭连接散热器的进水端，散热器的出水端通过水管密闭连接热水箱的右侧上部；所述散热器设置在用于烘干枸杞的干燥室内部。

2.如权利要求1所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述能量交换机组包括所述能量交换机组包括高温复叠空气源热泵以及水源热泵；所述高温复叠空气源热泵包括风冷盘管、第一压缩机以及热回收换热器；所述水源热泵包括第二压缩机、水氟交换器以及储液罐；所述水源热泵固定安装在所述高温复叠空气源热泵的上部。

3.如权利要求2所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述风冷盘管的右端管口通过管道密闭连通第一压缩机，第一压缩机右侧连接中间换热器，中间换热器右侧连接第二压缩机；所述风冷盘管左端管口通过管道密闭连通第二膨胀阀，第二膨胀阀与风冷盘管之间的管道上安装有用于测量管内水温的传感器，所述传感器通过信号线连接用于控制第一切换阀和第二切换阀的外部控制器，所述控制器与第一切换阀、第二切换阀之间建立控制信号连接；第一切换阀的一端通过管道密闭连通第一压缩机和风冷盘管之间的管道，第一切换阀的另一端通过管道密闭连通热回收换热器；热回收换热器左下侧接口密闭连通第二水泵，第二水泵的左端接口与下部热回收接口密闭连通，热回收换热器的左上侧接口通过管道密闭连通上部热回收接口；第二切换阀的一端通过管道密闭连接第二膨胀阀，第二切换阀的另一端通过管道密闭连通第一压缩机的右端接口；所述第一切换阀下端的管道和第二切换阀右端的管道之间呈十字交叉连通；所述第二压缩机的右侧密闭连通水氟交换器；第二压缩机的左端接口通过管道密闭连通第一膨胀阀，第一膨胀阀的右端通过管道密闭连通储液罐，储液罐的右端接口密闭连通第二压缩机的右端接口；所述水氟交换器的右下侧密闭连通第一水泵，第一水泵的右端开口通过管道密闭连通下部制热收接口，水氟交换器的右上侧接口通过管道密闭连通上部制热接口。

4.如权利要求1所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述水管包括塑料软管或金属管，水管与其两端连接的零部件之间均为密闭固定连通结构。

5.如权利要求3所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述管道包括金属管或塑料管，管道与其两端连接的部件之间均为密闭固定连通结构。

6.如权利要求1所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述冷凝水箱以及热水箱的外形均为圆柱形桶状结构或长方体箱体结构。

7.如权利要求1所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：所述干燥室的外形为方形结构，干燥室内部为密闭干燥室空间，散热器固定安装在干燥室内壁上。

8.如权利要求1所述的一种无碱枸杞干燥机专用能量交换机，其特征在于：每个所述水流开关的出水端均设置有用于探测出水温度的温度显示器，所述第一水环式真空泵和第三水环式真空泵的进水端均设置有用于探测进水温度的温度显示器。