CN110108098B - 一种多用途热泵烤房 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多用途热泵烤房，包括空气能热泵以及内部分隔为机组室和热风室的房体，所述空气能热泵的蒸发器机箱位于室外、冷凝器位于机组室内，冷凝器下方设有循环风机，蒸发器机箱内于蒸发器的两侧分别设有引气风扇和余热风箱，引气风扇与蒸发器之间设有可以移动的隔热板；热风室顶部和底部分别设有送风腔和排湿腔，所述送风腔的进风口位于机组室内，所述热风室靠近机组室的侧壁底部开设有循环风口，排湿腔的出风口通过排湿风机与余热风箱连接。本发明适用于各种农作物的烘干加工，同时能够有效防止排湿气体在排放过程中的无效散热，使得排湿气体的热量能够充分被空气能热泵的蒸发器最大限度吸收，提高热能利用率。
Description
技术领域
本发明属于农业加工装置领域，尤其涉及一种多用途热泵烤房。
背景技术
烤烟品种的烟叶从田地中采收后，还需要经过烘烤调制方可作为卷烟的原料使用。目前烤烟烟叶的烘烤调制皆在烤房内进行，利用与热源热交换后的高温循环风对烤房内的烟叶进行脱水和加热调制，使得烟叶内的化学组分发生反应而更加趋于协调。随着空气能热泵技术的发展，加之烟叶的烘烤季集中在光照充沛、室外温度较高的7-10月份，因此将空气能热泵用于烤房的技术不断被研发，现有技术中公开的很多专利文献和实际操作已经充分证明了空气能热泵能够很好地应用于烤房。但是现有技术中的空技能热泵烤房仍然存在一些问题，比如空气能热泵无法充分利用光能，而且现有的烤房内在排湿时仅是单单将其引向空气能热泵的蒸发器，而忽略了排湿气体中热量在该过程中会向外界进行无法被蒸发器中介质吸收的逸散，同时烤房的内部结构只适用于调节吊装的烟叶等。
发明内容
本发明的目的是提供一种多用途热泵烤房，本发明适用于各种农作物的烘干加工，同时能够有效防止排湿气体在排放过程中的无效散热，使得排湿气体的热量能够充分被空气能热泵的蒸发器最大限度吸收，提高热能利用率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种多用途热泵烤房，包括空气能热泵以及内部分隔为机组室和热风室的房体，所述空气能热泵的蒸发器机箱位于室外、冷凝器位于机组室内，冷凝器下方设有循环风机，蒸发器机箱内于蒸发器的两侧分别设有引气风扇和余热风箱，引气风扇与蒸发器之间设有隔热板，隔热板的板体上竖直设有第一齿条，蒸发器机箱顶部设有电机，电机的输出端设有与第一齿条啮合的第一齿轮；
热风室顶部和底部分别设有送风腔和排湿腔，所述送风腔的进风口位于机组室内，所述热风室靠近机组室的侧壁底部开设有循环风口，排湿腔的出风口通过排湿风机与余热风箱连接。
优选的，所述热风室贴靠和远离机组室的侧壁均呈夹层结构，且两侧壁之间由上至下设有至少三排支撑机构，每排支撑机构包括相互平行的数组支撑件组成，支撑件包括平行设置的主动杆和从动杆，主动杆和从动杆上均设有位于同一直线的两块支撑板，且杆体上分别于每块支撑块两侧设有挂杆，挂杆与支撑板的夹角呈90°，主动杆和从动杆上对应的挂杆交错设置。
优选的，所述余热风箱内由数个倾斜设置的隔板分隔出余热风道，余热风道的顶端与外界连通、底端设有导风板，导风板一端贴靠余热风箱箱壁、另一端朝向余热风道倾斜设置，余热风箱对应导风板的箱壁上开设有用于连接排湿风机出风口的余热风口。
优选的，所述主动杆和从动杆的一端分别设有相互啮合的主动轮和从动轮，主动杆上于主动轮的一侧还套设有链轮，每排支撑机构上竖直对应的主动杆上的链轮通过闭合的链条传动，且最下方一排支撑机构的主动杆上于链轮一侧套设有传动齿轮，传动齿轮与第二齿条啮合，第二齿条位于所述侧壁的夹层内，且第二齿条一端暴露至外界并设有拉柄。
优选的，所述余热风箱底部设有与外界连通的排水道，导风板底部设有凝水管，且凝水管连通排水道和余热风箱内部空间。
优选的，所述主动杆和从动杆的两端皆位于热风室侧壁的夹层内，且所述主动轮、从动轮、链轮、传动齿轮以及链条设置于夹层内。
优选的，所述送风腔上沿其长度方向开设有数个开口朝下设置的送风孔，所述排湿腔上沿其长度方向开设有数个开口朝上设置的进风孔。
优选的，所述房体顶部还设有太阳能热风箱，太阳能热风箱顶面设有透光的钢化玻璃、底面铺设有黑色膜，且太阳能热风箱内由挡板隔出蛇形风道，蛇形风道一端与鼓风机的出风口连接、另一端通过送风管与送风腔的进风口连通。
优选的，所述送风管端部设有第一温度监控器，太阳能热风箱内设有第二温度监控器，第一、第二温度监控器与外界的温度数值显示装置数据连接。
本发明工作原理如下：
鼓风机将热风室内底层的气体鼓入太阳能热风箱的蛇形风道内，空气在蛇形风道内移动并被透过太阳能热风箱顶面钢化玻璃板的阳光而加热，同时太阳能热风箱内底面铺设的黑色膜可以降低阳光的反射率，提升太阳能的光热转换效率，而且蛇形风道的形状可以最大限度延长空气的流动路程，使得空气受热的时间得以延长进而提高空气的受热效果，受热后的空气进入机组室并进入从送风腔的进风口进入送风腔；
同时通过第一齿轮和第一齿条的啮合，使得隔热板保持处于外界的状态，引气风扇将外界的空气吹向蒸发器，使得蒸发器将外界空气的热能通过介质传递至冷凝器释放，循环风机将循环风吹向冷凝器使得循环风不断吸收冷凝器释放的热量而升温，并最终混合从太阳能热风箱吹出的热风后进入送风腔。
送风腔内的热风通过数个送风孔均匀向下吹出，并对烤房内的烟叶等作物加热后，携带着烟叶等作物外排的水分从循环风口重新进入机组室，并被循环风机鼓向冷凝器。
随着烟叶等作物不断的排水，当热风室内湿度达到一定程度时（可以通过现有技术中烤房的干湿球来显示），启动排湿风机同时启动电机，排湿风机将热风室内的湿润空气从排湿腔的进风孔吸入排湿腔内，并吹入余热风箱中，湿润空气受到导风板的导向而快速进入余热风道，并最终从余热风道顶端排放至外界；电机带动第一齿轮转动，与第一齿轮啮合的第一齿条带动隔热板下移至隔热板隔离引气风扇与蒸发器，使得蒸发器与余热风箱形成一个单独的热传递空间。在该过程中，倾斜设置的隔板所组成的余热风道不仅延长了湿润空气的流动路程，提高了湿润空气在余热风箱中的驻留时间，进而提高了蒸发器中介质对湿润空气中热量的吸收，同时单独的热传递空间，不仅使得蒸发器内的介质能够全力吸收湿润空气中的热量，同时还大幅度降低了湿润空气中的热量向外界逸散的程度。同时，湿润空气中的水分冷凝产生水会受到倾斜设置的隔板、导风板的导向而下排，最终通过凝水管进入排水道流至外界。
同时，作为更加优选的方案，通过第二温度监控器监测太阳能热风箱内的温度，如果太阳能热风箱内的温度低于热风室内温度，则工作人员可以停止鼓风机工作，仅依靠空气能热泵提供热源；通过第一温度监控器检测经过太阳能热风箱加热后的热风温度，如果热风温度达到烘烤需要的标准（即太阳能热风箱温度必定高于热风室内温度），则工作人员停止空气能热泵工作，仅依靠太阳能热风箱提供热源。
本发明中采用支撑机构对包括烟叶在内的多种农产品进行支撑，当对烟叶支撑时，通过拉柄使得第二齿条直线移动，与第二齿条啮合的传动齿轮会带动最下方支撑机构的所有主动杆转动，主动杆带动链轮转动并通过链条使得同一竖直线上的所有支撑件的主动杆转动，主动杆带动主动轮转动并通过与主动轮啮合的从动轮的带动从动杆转动，如此实现每个支撑件中主动杆和从动杆的同角度反向转动，使得主动杆和从动杆上的挂杆处于水平状态，且支撑板处于竖直状态，如此将编有烟叶的烟杆两端搭挂在挂杆上即可；
当对其他农作物，如地瓜片等作物烘干时，同样通过拉柄使得第二齿条直线移动，同样的过程使得主动杆和从动杆上的支撑板不在处于竖直状态，利用主动杆和从动杆上的支撑板对作物进行支撑，同时可以对主动杆和从动杆的支撑板的夹角改变来调节支撑板的间距，进而适应不同作物的体积需求。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1）本发明结构简单，即能够独立使用光能和空气热源加热，也能同时利用光能和空气热源作为循环风的加热热源，提高循环风的加热效率，进而提高烤房的生产效率；
2）本发明可以适用于各种农作物的烘干加工，而不仅限于对烟叶的烘烤调制，提高本发明的应用范围和推广效益；
3）本发明能够有效防止排湿气体在排放过程中的无效散热，使得排湿气体的热量能够充分被空气能热泵的蒸发器最大限度吸收，提高热能利用率，同时在一个全封闭的环境下减少了作物致香物等有益物质在烘烤排湿过程中的损失。
附图说明
图1为具体实施方式中节能型热泵烤房处于非排湿状态的结构示意图；
图2为具体实施方式中节能型热泵烤房处于排湿状态的结构示意图；
图3为具体实施方式中太阳能热风箱的内部结构示意图；
图4为具体实施方式中余热风箱的内部结构示意图；
图5为具体实施方式中热风室内最下排支撑件的结构示意图；
图6为具体实施方式中热风室内非最下排支撑件处于支撑烟杆状态的结构示意图；
图7为具体实施方式中热风室内非最下排支撑件处于非支撑烟杆状态的结构示意图；
图8为图1中热风室侧壁的夹层内部结构示意图；
注：图2中支撑机构未画出，附图中箭头代表气流方向。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-8所示，一种多用途热泵烤房，包括空气能热泵3以及内部分隔为机组室11和热风室12的房体1，所述空气能热泵3的蒸发器机箱位于室外、冷凝器32位于机组室11内，冷凝器32下方设有循环风机111，蒸发器机箱内于蒸发器35的两侧分别设有引气风扇31和余热风箱39，引气风扇31与蒸发器35之间设有隔热板34，隔热板34的板体上竖直设有第一齿条341，蒸发器机箱顶部设有电机33，电机33的输出端设有与第一齿条341啮合的第一齿轮；
热风室12顶部和底部分别设有送风腔121和排湿腔122，所述送风腔121的进风口124位于机组室11内，所述热风室12靠近机组室的侧壁底部开设有循环风口125，送风腔121上沿其长度方向开设有数个开口朝下设置的送风孔，所述排湿腔122上沿其长度方向开设有数个开口朝上设置的进风孔。所述余热风箱39内由数个倾斜设置的隔板36分隔出余热风道，余热风道的顶端与外界连通、底端设有导风板37，导风板37一端贴靠余热风箱39箱壁、另一端朝向余热风道倾斜设置，余热风箱39对应导风板的箱壁上开设有用于连接排湿风机123出风口的余热风口391，排湿腔122的出风口与排湿风机123的进风口连接。余热风箱39底部设有与外界连通的排水道38，导风板37底部设有凝水管371，且凝水管371连通排水道38和余热风箱39内部空间。
所述热风室12靠近及远离机组室11的侧壁均呈夹层结构，且两侧壁之间由上至下设有至少三排支撑机构，每排支撑机构包括相互平行的数组支撑件组成，支撑件包括平行设置的主动杆41和从动杆42，主动杆41和从动杆42上均设有位于同一直线的两块支撑板43，且杆体上分别于每块支撑块两侧设有挂杆44，挂杆44与支撑板43的夹角呈90°，主动杆41和从动杆42上对应的挂杆44交错设置，所述主动杆41和从动杆42的一端分别设有相互啮合的主动轮45和从动轮46，主动杆上于主动轮45的一侧还套设有链轮47，每排支撑机构上竖直对应的主动杆上的链轮47通过闭合的链条471传动，且最下方一排支撑机构的主动杆上于链轮47一侧套设有传动齿轮48，传动齿轮48与第二齿条49啮合，第二齿条49位于所述侧壁的夹层内，且第二齿条49一端暴露至外界并设有拉柄491。所述主动杆和从动杆的两端皆位于热风室侧壁的夹层内，且所述主动轮、从动轮、链轮、传动齿轮以及链条设置于夹层内。
所述房体1顶部还设有太阳能热风箱2，太阳能热风箱顶面采用透光的钢化玻璃板封闭、底面铺设有黑色膜21，且太阳能热风箱内由挡板22隔出蛇形风道，蛇形风道一端与鼓风机23的出风口连接、另一端通过送风管与送风腔121的进风口124连通。
本发明工作原理如下：
鼓风机将热风室内底层的气体鼓入太阳能热风箱的蛇形风道内，空气在蛇形风道内移动并被透过太阳能热风箱顶面钢化玻璃板的阳光而加热，同时太阳能热风箱内底面铺设的黑色膜可以降低阳光的反射率，提升太阳能的光热转换效率，而且蛇形风道的形状可以最大限度延长空气的流动路程，使得空气受热的时间得以延长进而提高空气的受热效果，受热后的空气进入机组室并进入从送风腔的进风口进入送风腔；
同时通过第一齿轮和第一齿条的啮合，使得隔热板保持处于外界的状态，引气风扇将外界的空气吹向蒸发器，使得蒸发器将外界空气的热能通过介质传递至冷凝器释放，循环风机将循环风吹向冷凝器使得循环风不断吸收冷凝器释放的热量而升温，并最终混合从太阳能热风箱吹出的热风后进入送风腔。
送风腔内的热风通过数个送风孔均匀向下吹出，并对烤房内的烟叶等作物加热后，携带着烟叶等作物外排的水分从循环风口重新进入机组室，并被循环风机鼓向冷凝器。
随着烟叶等作物不断的排水，当热风室内湿度达到一定程度时（可以通过现有技术中烤房的干湿球来显示），启动排湿风机同时启动电机，排湿风机将热风室内的湿润空气从排湿腔的进风孔吸入排湿腔内，并吹入余热风箱中，湿润空气受到导风板的导向而快速进入余热风道，并最终从余热风道顶端排放至外界；电机带动第一齿轮转动，与第一齿轮啮合的第一齿条带动隔热板下移至隔热板隔离引气风扇与蒸发器，使得蒸发器与余热风箱形成一个单独的热传递空间。在该过程中，倾斜设置的隔板所组成的余热风道不仅延长了湿润空气的流动路程，提高了湿润空气在余热风箱中的驻留时间，进而提高了蒸发器中介质对湿润空气中热量的吸收，同时单独的热传递空间，不仅使得蒸发器内的介质能够全力吸收湿润空气中的热量，同时还大幅度降低了湿润空气中的热量向外界逸散的程度。同时，湿润空气中的水分冷凝产生水会受到倾斜设置的隔板、导风板的导向而下排，最终通过凝水管进入排水道流至外界。
本发明中采用支撑机构对包括烟叶在内的多种农产品进行支撑，当对烟叶支撑时，通过拉柄使得第二齿条直线移动，与第二齿条啮合的传动齿轮会带动最下方支撑机构的所有主动杆转动，主动杆带动链轮转动并通过链条使得同一竖直线上的所有支撑件的主动杆转动，主动杆带动主动轮转动并通过与主动轮啮合的从动轮的带动从动杆转动，如此实现每个支撑件中主动杆和从动杆的同角度反向转动，使得主动杆和从动杆上的挂杆处于水平状态，且支撑板处于竖直状态，如此将编有烟叶的烟杆两端搭挂在挂杆上即可；
当对其他农作物，如地瓜片等作物烘干时，同样通过拉柄使得第二齿条直线移动，同样的过程使得主动杆和从动杆上的支撑板不在处于竖直状态，利用主动杆和从动杆上的支撑板对作物进行支撑，同时可以对主动杆和从动杆的支撑板的夹角改变来调节支撑板的间距，进而适应不同作物的体积需求。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，还增加了如下技术手段，所述送风管端部设有第一温度监控器，太阳能热风箱内设有第二温度监控器，第一、第二温度监控器与外界的温度数值显示装置数据连接。
本实施例通过第二温度监控器监测太阳能热风箱内的温度，如果太阳能热风箱内的温度低于热风室内温度，则工作人员可以停止鼓风机工作，仅依靠空气能热泵提供热源；通过第一温度监控器检测经过太阳能热风箱加热后的热风温度，如果热风温度达到烘烤需要的标准（即太阳能热风箱温度必定高于热风室内温度），则工作人员停止空气能热泵工作，仅依靠太阳能热风箱提供热源。其他与实施例1所述技术方案的作业方式相同。
Claims (6)
1.一种多用途热泵烤房，包括空气能热泵以及内部分隔为机组室和热风室的房体，所述空气能热泵的蒸发器机箱位于室外、冷凝器位于机组室内，其特征在于，冷凝器下方设有循环风机，蒸发器机箱内于蒸发器的两侧分别设有引气风扇和余热风箱，引气风扇与蒸发器之间设有隔热板，隔热板的板体上竖直设有第一齿条，蒸发器机箱顶部设有电机，电机的输出端设有与第一齿条啮合的第一齿轮；
热风室顶部和底部分别设有送风腔和排湿腔，所述送风腔的进风口位于机组室内，所述热风室靠近机组室的侧壁底部开设有循环风口，排湿腔的出风口通过排湿风机与余热风箱连接；
所述热风室贴靠和远离机组室的侧壁均呈夹层结构，且两侧壁之间由上至下设有至少三排支撑机构，每排支撑机构包括相互平行的数组支撑件组成，支撑件包括平行设置的主动杆和从动杆，主动杆和从动杆上均设有位于同一直线的两块支撑板，且杆体上分别于每块支撑块两侧设有挂杆，挂杆与支撑板的夹角呈90°，主动杆和从动杆上对应的挂杆交错设置；
所述主动杆和从动杆的一端分别设有相互啮合的主动轮和从动轮，主动杆上于主动轮的一侧还套设有链轮，每排支撑机构上竖直对应的主动杆上的链轮通过闭合的链条传动，且最下方一排支撑机构的主动杆上于链轮一侧套设有传动齿轮，传动齿轮与第二齿条啮合，第二齿条位于所述侧壁的夹层内，且第二齿条一端暴露至外界并设有拉柄；
所述余热风箱内由数个倾斜设置的隔板分隔出余热风道，余热风道的顶端与外界连通、底端设有导风板，导风板一端贴靠余热风箱箱壁、另一端朝向余热风道倾斜设置，余热风箱对应导风板的箱壁上开设有用于连接排湿风机出风口的余热风口。
2.如权利要求1述的多用途热泵烤房，其特征在于，所述余热风箱底部设有与外界连通的排水道，导风板底部设有凝水管，且凝水管连通排水道和余热风箱内部空间。
3.如权利要求1所述的多用途热泵烤房，其特征在于，所述主动杆和从动杆的两端皆位于热风室侧壁的夹层内，且所述主动轮、从动轮、链轮、传动齿轮以及链条设置于夹层内。
4.如权利要求1所述的多用途热泵烤房，其特征在于，所述送风腔上沿其长度方向开设有数个开口朝下设置的送风孔，所述排湿腔上沿其长度方向开设有数个开口朝上设置的进风孔。
5.如权利要求1所述的多用途热泵烤房，其特征在于，所述房体顶部还设有太阳能热风箱，太阳能热风箱顶面设有透光的钢化玻璃、底面铺设有黑色膜，且太阳能热风箱内由挡板隔出蛇形风道，蛇形风道一端与鼓风机的出风口连接、另一端通过送风管与送风腔的进风口连通。
6.如权利要求5述的多用途热泵烤房，其特征在于，所述送风管端部设有第一温度监控器，太阳能热风箱内设有第二温度监控器，第一、第二温度监控器与外界的温度数值显示装置数据连接。
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