CN110004050B - 太阳能热泵复合黑蒜制取系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种太阳能热泵复合黑蒜制取系统，包括空气循环系统、制冷循环系统和太阳能循环系统，所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室、风量调节阀、热管、蒸发器Ⅰ、冷凝器Ⅰ、风机Ⅱ和加湿器，制冷循环系统包括压缩机、冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ、膨胀阀Ⅰ、蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ；太阳能循环系统包括太阳能集热系统、加热器、水泵Ⅱ、流量调节阀Ⅱ和热交换器Ⅰ。本发明的优点：能够实现黑蒜制取不同阶段，对环境温度、湿度的精确控制，系统效率高；采用空气循环模式来实现室内温度、湿度控制，产品整体质量更高；采用热泵的冷凝热及绿色能源太阳能作为黑蒜发酵的驱动能源，并且在回风除湿过程中采用了热管技术，回收了回风的热量，因此系统节能效果显著。

Description

太阳能热泵复合黑蒜制取系统

技术领域

本发明涉及大蒜深加工技术领域，特别是指一种太阳能热泵复合黑蒜制取系统。

背景技术

黑蒜经过高温、高湿环境发酵后，其组成部分更容易被人体所吸收。随着人们生活水平的提高，黑蒜以它极高的营养价值和保健价值，逐渐博得消费者的青睐。黑蒜的发酵过程中，除温度的控制外，还要考虑湿度对其发酵的影响，湿度过大会导致黑蒜过早发霉变质，湿度过小会影响黑蒜的充分发酵，甚至黑蒜干涸变实。

黑蒜的加工的方法很多，大体可分为恒温保湿法和变温保湿法。恒温保湿法生产能耗较大，效率较低，因此目前国内的黑蒜生产多采用变温保湿的发酵方式。一般将黑蒜熟化过程分三个阶段，第一个阶段是酶促发酵，温度约为70 ~ 80℃，湿度75 ~ 85%，第二个阶段是中温发酵，温度约为50 ~ 70℃，湿度85%以下，第三个阶段是降温至45℃，相对湿度80%以下。

目前，用于生产黑蒜的发酵烘干装置中大多采用蒸汽锅炉等蒸汽产生装置将产生的高温湿蒸汽送入发酵室内，通过排风扇排出发酵室内的气体，系统能耗高，另外，由于蒸汽是通过管道送入发酵室，发酵室内的流场不均匀，影响黑蒜的发酵质量。另外，目前市场上还有一些小型黑蒜发酵设备，如使用电饭煲或电烤箱等作为发酵器具，但这类设备效率低，一次只能处理少量大蒜，产量过低，而且在发酵过程中密封性处理不好的话，易导致黑蒜发酵失败。

发明内容

本发明提出一种太阳能热泵复合黑蒜制取系统，解决了现有黑蒜发酵设备局限性较大的问题。该系统依据黑蒜发酵工艺可精准控制黑蒜发酵不同阶段所要求的环境温度、湿度，在保证产品质量的前提下，提高了黑蒜生产效率，便于实现黑蒜加工产业化。

本发明的技术方案是这样实现的：一种太阳能热泵复合黑蒜制取系统，包括空气循环系统、制冷循环系统和太阳能循环系统，所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室的回风口和进风口，回风口经过风量调节阀、热管的热通道、蒸发器Ⅰ、热管的冷通道、热交换器Ⅰ、冷凝器Ⅰ、风机Ⅱ、加湿器与进风口连通；制冷循环系统包括压缩机的进口和出口，出口经过冷凝器Ⅰ、膨胀阀Ⅰ、蒸发器Ⅰ与进口连通；太阳能循环系统包括热交换器Ⅰ和太阳能集热系统，热交换器Ⅰ的出口经过水箱、加热器、水泵Ⅱ、流量调节阀Ⅱ与热交换器Ⅰ的进口连通，太阳能集热系统经过水箱。

所述的冷凝器Ⅰ与膨胀阀Ⅰ之间设有并联的电磁流量阀和冷凝器Ⅱ。

所述的冷凝器Ⅱ处设有风机Ⅰ。

所述的膨胀阀Ⅰ和蒸发器Ⅰ并联有膨胀阀Ⅱ和蒸发器Ⅱ。

所述的蒸发器Ⅱ处设有风机Ⅲ。

所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器的进水口和出水口，出水口经过热交换器Ⅱ、水泵Ⅰ、流量调节阀Ⅰ与进水口连通，热交换器Ⅱ置于水箱中。

所述的加热器为电加热式。

当黑蒜发酵室需要除湿时，膨胀阀Ⅰ、风量调节阀开启，膨胀阀Ⅱ关闭，压缩机、风机Ⅱ、加湿器运行。

当黑蒜发酵室需要保湿时，膨胀阀Ⅱ、风量调节阀开启，膨胀阀Ⅰ关闭，压缩机、风机Ⅱ、加湿器运行。

当太阳能循环系统满足发酵所需热量时，制冷循环系统停止。

当冷凝器Ⅰ热量大于发酵所需热量时，电磁流量阀关闭，风量调节阀开启，压缩机、风机Ⅱ、加湿器运行。

当冷凝器Ⅰ热量小于发酵所需热量时，电磁流量阀开启，风量调节阀开启，压缩机、风机Ⅱ、加湿器运行。

本发明的优点：能够实现黑蒜制取不同阶段，对环境温度、湿度的精确控制，系统效率高；采用空气循环模式来实现室内温度、湿度控制，相比与其他黑蒜发酵设备，发酵室内流场更均匀，室内各点温度、湿度更接近，产品整体质量更高；采用热泵的冷凝热及绿色能源太阳能作为黑蒜发酵的驱动能源，并且在回风除湿过程中采用了热管技术，回收了回风的热量，因此系统节能效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图。

图中：1为压缩机，2为冷凝器Ⅰ，3为冷凝器Ⅱ，4为电磁流量阀，5为风机Ⅰ，6为膨胀阀Ⅰ，7为蒸发器Ⅰ，8为膨胀阀Ⅱ，9为蒸发器Ⅱ，10为太阳能集热器，11为流量调节阀Ⅰ，12为水泵Ⅰ，13为水箱，14为加热器，15为水泵Ⅱ，16为流量调节阀Ⅱ，17为热交换器Ⅰ，18为风机Ⅱ，19为加湿器，20为热管，21为风量调节阀，22为风机Ⅲ，23为热交换器Ⅱ，24为黑蒜发酵室。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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付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。

如图1所示，一种太阳能热泵复合黑蒜制取系统，包括空气循环系统、制冷循环系统和太阳能循环系统，所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室24的回风口和进风口，回风口经过风量调节阀21、热管20的热通道、蒸发器Ⅰ7、热管20的冷通道、热交换器Ⅰ17、冷凝器Ⅰ2、风机Ⅱ18、加湿器19与进风口连通；制冷循环系统包括压缩机1的进口和出口，出口经过冷凝器Ⅰ2、膨胀阀Ⅰ6、蒸发器Ⅰ7与进口连通，冷凝器Ⅰ2与膨胀阀Ⅰ6之间设有并联的电磁流量阀4和冷凝器Ⅱ3，冷凝器Ⅱ3处设有风机Ⅰ5，膨胀阀Ⅰ6和蒸发器Ⅰ7并联有膨胀阀Ⅱ8和蒸发器Ⅱ9，蒸发器Ⅱ9处设有风机Ⅲ22；太阳能循环系统包括热交换器Ⅰ17和太阳能集热系统，热交换器Ⅰ17的出口经过水箱13、加热器14、水泵Ⅱ15、流量调节阀Ⅱ16与热交换器Ⅰ17的进口连通，太阳能集热系统经过水箱13，太阳能集热系统包括太阳能集热器10的进水口和出水口，出水口经过热交换器Ⅱ23、水泵Ⅰ12、流量调节阀Ⅰ11与进水口连通，热交换器Ⅱ23置于水箱13中，水箱内的大量的水能够起到储能作用。

所述的加热器14为电加热式。

当黑蒜发酵室24需要除湿时，膨胀阀Ⅰ6、风量调节阀21开启，膨胀阀Ⅱ8关闭，压缩机1、风机Ⅱ18、加湿器19运行。黑蒜发酵室24的回风经过流量调节阀21后，进入热管20热通道，被冷却后进入蒸发器Ⅰ7，与其中的制冷剂换热，被冷凝除湿，除湿后的低温空气，进入热管20冷通道，被加热后，进入热交换器Ⅰ17与其中的热水进行换热，被加热后，进入冷凝器Ⅰ2与其中制冷剂进行换热，空气被再次加热升温后，在风机18作用下，流经加湿器19进行必要加湿，然后送入黑蒜发酵室24，从而完成一个循环。压缩机1排出的高温高压制冷剂，进入冷凝器Ⅰ2与空气换热被冷却后，通过电磁流量阀4进入膨胀阀Ⅰ6节流降压后，流经蒸发器Ⅰ7与通过风机Ⅰ5的空气进行换热，吸收空气中的热量后，制冷剂在蒸发器Ⅰ7中气化，然后进入压缩机1被再次压缩。

当黑蒜发酵室24需要保湿时，膨胀阀Ⅱ8、风量调节阀21开启，膨胀阀Ⅰ6关闭，压缩机1、风机Ⅱ18、加湿器19运行。黑蒜发酵室24的回风经过流量调节阀21后，由于蒸发器I不工作，空气不发生换热，直接通过热管20、蒸发器Ⅰ7、热管20进入热交换器Ⅰ17，与其中的热水进行换热，被加热后，进入冷凝器Ⅰ2与其中制冷剂进行换热，空气被再次加热升温后，在风机18作用下，流经加湿器19进行必要加湿，然后送入黑蒜发酵室24，从而完成一个循环。压缩机1排出的高温高压制冷剂，进入冷凝器Ⅰ2与空气换热被冷却后，通过电磁流量阀4，进入电子膨胀阀Ⅱ8节流降压后，流经蒸发器Ⅱ9与通过风机22的空气换热，吸收空气中的热量后，制冷剂在蒸发器Ⅱ9中气化，然后进入压缩机1被再次压缩，从而完成了一个循环。

当发酵进行保湿时，蒸发器Ⅰ7不工作，如果同时太阳能充足，太阳能循环系统能满足发酵所需温度时，压缩机1停止运行，制冷循环停止运行。

当冷凝器Ⅰ2热量大于发酵所需热量时，电磁流量阀4关闭，风量调节阀21开启，压缩机1、风机Ⅱ18、加湿器19运行。低温低压制冷剂气体经压缩机1压缩，压缩后的高温高压气体进入冷凝器Ⅰ2，与流经其的空气进行换热，被冷却后凝结成高压液体，然后通过冷凝器Ⅱ3，室外空气进行换热，被再次冷却，从而减少冷凝器Ⅰ2热量的提供，然后流向膨胀阀Ⅱ8节流降压后，流经蒸发器Ⅱ9与通过风机Ⅲ22的空气进行换热，吸收空气中的热量后，制冷剂在蒸发器Ⅱ9中气化，然后进入压缩机1被再次压缩。

当冷凝器Ⅰ2热量小于发酵所需热量时，电磁流量阀4开启，风量调节阀21开启，压缩机1、风机Ⅱ18、加湿器19运行。低温低压制冷剂气体经压缩机1压缩，压缩后的高温高压气体进入冷凝器Ⅰ2与流经其的空气进行换热，被冷却后凝结成高压液体，经过电磁流量阀4后，流向膨胀阀Ⅱ8节流降压，然后流经蒸发器Ⅱ9与通过风机Ⅲ22的空气进行换热，吸收空气中的热量后，制冷剂在蒸发器Ⅱ9中气化，然后进入压缩机1被再次压缩。

循环水进入太阳能集热器10被加热后，流经热交换器Ⅱ23与水箱13中的水换热，被冷却后，在水泵Ⅰ12作用下，通过流量调节阀Ⅰ11，然后进入太阳能集热器10完成一个循环。水箱13中的热水通过加热器14后，在水泵Ⅱ15作用下，经过流量调节阀Ⅱ16，然后流经热交换器Ⅰ17与空气进行换热，被冷却后进入水箱13，从而完成一个循环，其中加热器14仅在冬季天气非常寒冷，系统无法满足黑蒜发酵室所需温度时启用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.太阳能热泵复合黑蒜制取系统，包括空气循环系统、制冷循环系统和太阳能循环系统，其特征在于：所述的空气循环系统包括黑蒜发酵室（24）的回风口和进风口，回风口依次经过风量调节阀（21）、热管（20）的热通道、蒸发器Ⅰ（7）、热管（20）的冷通道、热交换器Ⅰ（17）、冷凝器Ⅰ（2）、风机Ⅱ（18）和加湿器（19）与进风口连通；太阳能循环系统包括热交换器Ⅰ（17）和太阳能集热系统，热交换器Ⅰ（17）的出口依次经过水箱（13）、加热器（14）、水泵Ⅱ（15）和流量调节阀Ⅱ（16）与热交换器Ⅰ（17）的进口连通，太阳能集热系统经过水箱（13）；

所述的制冷循环系统包括压缩机（1）的进口和出口，出口依次经过冷凝器Ⅰ（2）、膨胀阀Ⅰ（6）和蒸发器Ⅰ（7）与进口连通；所述的冷凝器Ⅰ（2）与膨胀阀Ⅰ（6）之间设有并联的电磁流量阀（4）和冷凝器Ⅱ（3）；所述的膨胀阀Ⅰ（6）和蒸发器Ⅰ（7）并联有膨胀阀Ⅱ（8）和蒸发器Ⅱ（9）；所述的太阳能集热系统包括太阳能集热器（10）的进水口和出水口，出水口经过热交换器Ⅱ（23）、水泵Ⅰ（12）、流量调节阀Ⅰ（11）与进水口连通，热交换器Ⅱ（23）置于水箱（13）中。

2.根据权利要求1所述的太阳能热泵复合黑蒜制取系统，其特征在于：当黑蒜发酵室（24）需要除湿时，膨胀阀Ⅰ（6）和风量调节阀（21）开启，膨胀阀Ⅱ（8）关闭，压缩机（1）、风机Ⅱ（18）和加湿器（19）运行。

3.根据权利要求1所述的太阳能热泵复合黑蒜制取系统，其特征在于：当黑蒜发酵室（24）需要保湿时，膨胀阀Ⅱ（8）和风量调节阀（21）开启，膨胀阀Ⅰ（6）关闭，压缩机（1）、风机Ⅱ（18）和加湿器（19）运行。

4.根据权利要求3所述的太阳能热泵复合黑蒜制取系统，其特征在于：当太阳能循环系统满足发酵所需热量时，制冷循环系统停止。

5.根据权利要求1所述的太阳能热泵复合黑蒜制取系统，其特征在于：当冷凝器Ⅰ（2）热量大于发酵所需热量时，电磁流量阀（4）关闭，风量调节阀（21）开启，压缩机（1）、风机Ⅱ（18）和加湿器（19）运行。

6.根据权利要求1所述的太阳能热泵复合黑蒜制取系统，其特征在于：当冷凝器Ⅰ（2）热量小于发酵所需热量时，电磁流量阀（4）开启，风量调节阀（21）开启，压缩机（1）、风机Ⅱ（18）和加湿器（19）运行。

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