CN110779282A - 太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器 - Google Patents

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CN110779282A CN201910999112.5A CN201910999112A CN110779282A CN 110779282 A CN110779282 A CN 110779282A CN 201910999112 A CN201910999112 A CN 201910999112A CN 110779282 A CN110779282 A CN 110779282A
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谷月明
何建发
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Abstract

本申请实施例提供一种太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器，涉及能源应用技术领域，其中，太阳能热泵混合烘干系统，包括：热泵系统、包含至少一个热交换回路的太阳能热交换系统，以及送风管和第一回风管；所述热泵系统的冷凝器出风口经所述送风管与烘干房的送风口连通，形成送风道；冷凝器入风口经所述第一回风管与所述烘干房的回风口连通，形成第一回风道；一个所述热交换回路贯穿所述冷凝器入风口，用于与所述冷凝器入风口处的空气进行热交换，该系统可提高烘干性能、提高系统可靠性，并兼顾减少对环境造成的污染。

Description

太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器
技术领域
本申请属于能源应用技术领域，具体涉及一种太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器。
背景技术
目前，对市场上的产品、物料进行烘干的方式大部分采用热风烘干的方式进行，而常用的烘干系统的热风加热方式一般为以下几种：1.电能，如用电直接加热、热泵加热；2.传统能源，如煤、天然气、木柴等燃烧加热；3.新能源，太阳能、地热能等加热。
采用新能源加热烘干的方式，零废气排放，不会污染环境，而且节约能源，但加热性能易受天气影响；而通过热泵加热的方式虽然受外界环境影响较小，但加热效率较低，且需要消耗大量资源，同时对环境造成一定污染。
发明内容
为至少在一定程度上解决现有烘干系统中由于单一加热方式导致的各种问题，本申请提供一种太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器，用于提高烘干性能、提高系统可靠性，并兼顾减少对环境造成的污染。
为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：
第一方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干系统，包括：热泵系统、包含至少一个热交换回路的太阳能热交换系统，以及送风管和第一回风管；
所述热泵系统的冷凝器出风口经所述送风管与烘干房的送风口连通，形成送风道；冷凝器入风口经所述第一回风管与所述烘干房的回风口连通，形成第一回风道；
一个所述热交换回路贯穿所述冷凝器入风口，用于与所述冷凝器入风口处的空气进行热交换。
在第一方面的第一种实施方式中，所述的太阳能热泵混合烘干系统还包括：第二回风管，所述热泵系统的蒸发器入风口经所述第二回风管与所述烘干房的回风口连通，蒸发器出风口经所述第一回风管与所述冷凝器入风口连通，形成第二回风道。
在第一方面的第二种实施方式中，所述第二回风管上还设置有新风口，用于经所述第二回风管向所述蒸发器入风口输入外部环境空气，形成新风道。
在第一方面的第三种实施方式中，一个所述热交换回路贯穿所述第二回风管上的新风口，用于与进入所述新风口的外部环境空气进行热交换。
在第一方面的第四种实施方式中，所述第一回风管的回风入口设置有第一风阀，所述第二回风管的回风入口设置有第二风阀、所述新风口设置有第三风阀，通过控制所述第一风阀、第二风阀以及第三风阀的开关状态，导通或者断开相应的所述第一回风道、所述第二回风道以及所述新风道。
在第一方面的第五种实施方式中，所述蒸发器与所述冷凝器之间设置有连通风道，且所述连通风道上设置有第四风阀，用于导通或者断开所述连通风道。
在第一方面的第六种实施方式中，所述蒸发器与外部环境之间设置有排风道，所述排风道上设置有第五风阀，用于控制所述蒸发器向外部环境进行排风。
在第一方面的第七种实施方式中，所述蒸发器出风口位置、所述冷凝器出风口位置分别设置有循环风机。
在第一方面的第八种实施方式中，所述热交换回路为水换热回路，所述太阳能热交换系统包括：太阳能蓄热装置、水泵、出水换向阀、空气-水换热器和回水换向阀；
所述出水换向阀、所述回水换向阀用于控制不同水换热回路之间的切换；
所述空气-水换热器布设在所述新风口和所述冷凝器入风口，用于利用水换热回路中水的热能与所述新风口和所述冷凝器入风口的空气进行热交换。
第二方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
在第二方面的第一种实施方式中，还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度大于所述烘干房室内温度，且温差小于第二温度阈值时，停止运行水泵；
其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
第三方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
停止运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
在第三方面的第一种实施方式中，还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度减去所述烘干房设定温度的差值小于所述第三温度阈值时，启动运行所述热泵系统。
在第三方面的第二种实施方式中，还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度大于外部环境温度时，控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
第四方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第二回风道；关闭所述新风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第五方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述新风道、所述连通风道；关闭所述第一回风道、所述第二回风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第六方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：
在蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述第二回风道、所述新风道、所述排风道；关闭所述连通风道；
启动运行水泵并控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
第七方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：第一温度检测模块和第一控制模块；
所述第一温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时，触发所述第一控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第八方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：第二温度检测模块和第二控制模块；
所述第二温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时，触发所述第二控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
停止运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第九方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：第三温度检测模块和第三控制模块；
所述第三温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时，触发所述第三控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第二回风道；关闭所述新风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第十方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：第四温度检测模块和第四控制模块；
所述第四温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时，触发所述第四控制模块控制执行如下步骤：
导通所述新风道、所述连通风道；关闭所述第一回风道、所述第二回风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
第十一方面，提供了一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于第一方面所述的太阳能热泵混合烘干系统，包括：第五温度检测模块和第五控制模块；
所述第五温度检测模块，用于在检测到蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时，触发所述第五控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述第二回风道、所述新风道、所述排风道；关闭所述连通风道；
启动运行水泵并控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
第十二方面，提供了一种控制器，用于执行上述任一项所述太阳能热泵混合烘干方法。
本发明实施例提供的一种太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器，通过将热泵系统以及太阳能热交换系统的热交换回路进行有机结合完成烘干处理过程，可有效提高烘干性能、提高系统可靠性，并兼顾减少对环境造成的污染。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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申请的一些实施例，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为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干系统结构原理图；
图2为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干系统工程原理图；
图3为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干方法流程图一；
图4为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干方法流程图二；
图5为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干方法流程图三；
图6为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干方法流程图四；
图7为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干方法流程图五；
图8为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干装置结构示意图一；
图9为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干装置结构示意图二；
图10为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干装置结构示意图三；
图11为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干装置结构示意图四；
图12为本申请实施例中太阳能热泵混合烘干装置结构示意图五。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
实施例一
在本申请的一个实施例中，本申请提供了一种太阳能热泵混合烘干系统，参见图1、图2所示，该系统具体包括：热泵系统1、包含至少一个热交换回路的太阳能热交换系统2，以及送风管3和第一回风管4，其中：
如图1中所示，热泵系统1可具体包括：冷凝器11、电子膨胀阀12、蒸发器13以及压缩机14构成的循环回路，箭头循环方向为制冷剂的流动方向。热泵系统1的冷凝器出风口经送风管3与烘干房的送风口连通，形成送风道；冷凝器入风口经第一回风管4与烘干房的回风口连通，形成第一回风道；第一回风道的一个基本用途是将烘干房内排出的回风直接通过冷凝器11进行加热，而不需要经过蒸发器13。烘干房中的空气经过第一回风道被传送到冷凝器11加热后，通过送风道输送到烘干房，从而对烘干房进行烘干。
上述一个热交换回路贯穿冷凝器入风口，用于与冷凝器入风口处的空气进行热交换，以对该位置处的空气进行加热。其中，热交换回路的热交换供热原理在本实施例中不做限定，可以但不局限为图1中的水换热回路，即利用收集的太阳能提高水温后，再利用高温热水对目标对象进行加热。
在一具体实施例中，如图1中所示，该太阳能热交换系统2可包括：太阳能蓄热装置21、水泵22、出水换向阀23(如图中的电动三通阀V-2，用于切换热水流出太阳能蓄热装置21的流出方向)、空气-水换热器(如图1中的空气-水换热器24、空气-水换热器25)和回水换向阀26(如图中的电动三通阀V-1，用于切换冷水流回太阳能蓄热装置21的流入方向)。出水换向阀23、回水换向阀26用于控制不同水换热回路之间的切换。
例如，出水换向阀23和回水换向阀26可以为电动三通阀，当控制出水换向阀23的a、b端导通，回水换向阀26的a、c端导通时，则对应有空气-水换热器24所在的水换热回路导通、空气-水换热器25所在的水换热回路关闭；当控制出水换向阀23的b、c端导通，回水换向阀26的a、b端导通时，则对应有空气-水换热器24所在的水换热回路关闭、空气-水换热器25所在的水换热回路导通，从而完成不同水换热回路的切换。
本实施例中的空气-水换热器根据加热需求进行布设，例如可布设在冷凝器入风口，例如空气-水换热器24，以用于形成一个贯穿冷凝器入风口的热交换回路。这样，从烘干房出来的回风可先通过空气-水换热器24先进行加热形成中温空气，再经过冷凝器11加热形成高温空气，完成二级加热，实现强效烘干模式。
本实施例中的太阳能热泵混合烘干系统，在通过热泵系统中的冷凝器对烘干房进行烘干之前，可先通过一个热交换回路对冷凝器入风口的空气进行加热，从而实现分级加热过程，有效提高烘干性能、节省资源、减少对环境的污染。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中还可包括第二回风管5，热泵系统1的蒸发器入风口经第二回风管5与烘干房的回风口连通，蒸发器出风口经第一回风管4与冷凝器入风口连通，形成第二回风道。第二回风道的一个基本用途是将烘干房内排出的回风先通过蒸发器13降温除湿，然后经第一回风管4到达冷凝器11加热。烘干房中的空气经过第二回风道被传送到蒸发器13除湿后，被送至冷凝器11加热，最后通过送风道输送到烘干房，从而对烘干房进行除湿。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，在第二回风管5上还设置有新风口，用于经第二回风管5向蒸发器入风口输入外部环境空气，形成新风道。这里所述的外部环境为太阳能热泵混合烘干系统的外部周围环境；相比较于从烘干室出来的回风，从外部环境进入第二回风管5的风称为新风。新风道的一个基本用途是将从外部环境引入的新风传递到蒸发器13。新风可作为蒸发器13工作的低温热源，可用于热泵系统运行，也可应用于对烘干房的强效除湿过程。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，一个热交换回路贯穿第二回风管5上的新风口，用于与进入新风口的外部环境空气进行热交换，以对即将进入蒸发器13的外部环境空气进行加热。例如，可将一个水换热回路的空气-水换热器(如空气-水换热器25)布设在新风口，用于利用水换热回路中水的热能与新风口的空气进行热交换，以对待进入蒸发器13的新风进行加热。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，第一回风管4的回风入口设置有第一风阀6，第二回风管5的回风入口设置有第二风阀7、新风口设置有第三风阀8，通过控制第一风阀6、第二风阀7以及第三风阀8的开关状态，导通或者断开相应的第一回风道、第二回风道以及新风道。
例如，开启第一风阀6，关闭第二风阀7，可导通第一回风道；开启第一风阀6，第二风阀7，关闭第三风阀8，可导通第二回风道；开启第三风阀8，可导通新风道。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，蒸发器13与冷凝器11之间可设置有连通风道，且连通风道上设置有第四风阀9，用于导通或者断开连通风道。连通风道的一个基本用途，是连通蒸发器13与冷凝器11的风通道，使得经蒸发器13的空气可直接通过连通风道流向冷凝器11，而不需要经过第一回风道或第二回风道流向冷凝器11。这样，当在强效除湿模式下，就可以关闭第一回风道、第二回风道；开启新风道以及连通风道，从而利用外部环境空气替代烘干房的潮湿空气，进行强效排湿。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，蒸发器13与外部环境之间设置有排风道，排风道上设置有第五风阀10，用于控制蒸发器13向外部环境进行排风。排风道的一个基本用途，是连通蒸发器13与外部环境的风通路。这样，当在除霜模式下，就可以开启新风道，并将加热后的新风穿过蒸发器13后，再从排风道排到外部环境中，从而实现对蒸发器13的除霜模式，且该除霜过程无需切换热泵系统的热循环方向。
在一具体实施例中，如图2所示，上述太阳能热泵混合烘干系统中，蒸发器出风口位置、冷凝器出风口位置可分别设置有循环风机，例如图中的第一循环风机F1和第二循环风机F2。循环风机的作用是加速相应位置风道中空气的流动。例如，第一循环风机F1可用于将蒸发器出口风通过排风道排到外部环境中，或者将蒸发器出口风经第一回风道传送给冷凝器11进行加热；第二循环风机F2可用于将冷凝器出口风通过送风道传送到烘干房。另外为了配合强效除湿过程中，将烘干房的高湿空气排出，还可以在烘干房设置排湿风机F3。
本方案提供的太阳能热泵混合烘干系统，通过控制不同风道导通/关闭状态，热泵系统的运行/停止状态，以及太阳能热交换系统中热交换回路的切换状态，可以实现多种工作模式，且性能高、稳定性好。
实施例二
为配合操作上述实施例一中所示太阳能热泵混合烘干系统结构，本实施例提供了多种模式下，控制该系统完成烘干过程的方法过程。需要说明的是，以下未说明具体状态的风阀、循环风机默认为是关闭状态。
强效烘干模式：
在一具体实施例中，如图3所示，为强效烘干模式下的太阳能热泵混合烘干方法，在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时控制执行如下步骤：
S310，导通第一回风道、新风道；关闭第二回风道、连通风道以及排风道。
S320，启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
例如，结合图1、图2所示，在太阳能热泵混合烘干系统开机后，检测：T烘干房室内温度、T太阳能蓄热装置出水温度；当温差ΔT1≥α(ΔT1＝T太阳能蓄热装置出水温度–T烘干房室内温度，α为第一温度阈值)时；
控制：
第一风阀6、第三风阀8、第一循环风机F1、第二循环风机F2开启，以实现导通第一回风道、新风道，并关闭第二回风道、连通风道以及排风道；电动三通阀V-1的a端与c端连通，电动三通阀V-2的a端与b端连通，以使得贯穿于冷凝器11入风口的水换热回路导通。
若干秒后，水泵22开启，热泵系统1的压缩机14启动运行。太阳能热交换系统中太阳能蓄热装置21原理为收集太阳能将循环水加热，热水通过水泵22提供的动力经过空气-水换热器24回到太阳能蓄热装置21。烘干房出来的回风经过空气-水换热器24时，先被加热为中温热空气，中温热空气经过冷凝器11后，被加热为高温空气经过送风管3进入烘干房。
相比较于传统烘干系统，本方案中的太阳能热泵混合烘干系统通过双级加热空气(太阳能热水和热泵冷凝器)，使得烘干房室内温度升温速度更快。
在一具体实施例中，在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差小于第二温度阈值时，停止运行水泵；其中，第一温度阈值大于第二温度阈值。
例如，随着上述双级加热空气，烘干房室内温度升高，室内温度与热水的温度越来越接近，热水无法再向空气传热。当检测到温差ΔT1＜β(β为第二温度阈值)，可控制水泵22停止运行。此时热泵系统1可根据烘干房室内温度控制开停。
在强效烘干模式下，太阳能热泵混合烘干系统中的热泵系统和太阳能热交换系统均启动，通过双级加热空气，可提高烘干效率。
节能烘干模式：
在一具体实施例中，如图4所示，为节能烘干模式下的太阳能热泵混合烘干方法，在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时控制执行如下步骤：
S410，导通第一回风道、新风道；关闭第二回风道、连通风道以及排风道。
S420，停止运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
例如，结合图1、图2所示，在太阳能热泵混合烘干系统开机后，检测：T烘干房设定温度、T太阳能蓄热装置出水温度；当温差ΔT2≥γ(ΔT2＝T太阳能蓄热装置出水温度–T烘干房设定温度，γ为第三温度阈值)；
控制：
第一风阀6、第三风阀8、第一循环风机F1、第二循环风机F2开启，以实现导通第一回风道、新风道，并关闭第二回风道、连通风道以及排风道；电动三通阀V-1的a端与c端连通，电动三通阀V-2的a端与b端连通，以使得贯穿于冷凝器11入风口的水换热回路导通。
但是，与强效烘干模式不同的是，热泵系统处于待机状态，太阳能热交换系统正常工作，使用太阳能热水对烘干房进行升温，既节约能源，对环境也无污染。
在一具体实施例中，在太阳能蓄热装置出水温度减去烘干房设定温度的差值小于第三温度阈值时，启动运行热泵系统。
例如，当温差ΔT2＜γ，表明太阳能热水由于热交换过程而温度降低，无法对烘干房进行加热烘干，需要启动运行热泵系统来完成对烘干房的烘干过程。
在一具体实施例中，在太阳能蓄热装置出水温度大于外部环境温度时，控制贯穿于新风口的水换热回路导通。
例如，在启动运行热泵系统之后，如果T太阳能蓄热装置出水温度＞T环境温度(通常为室外温度)，则可以利用太阳能热水对蒸发器入风口处的空气加热，来提高热泵系统性能。
对应图2中的操作为：控制电动三通阀V-1的a端与b端连通，电动三通阀V-2的b端与c端连通，以导通空气-水换热器25、关闭空气-水换热器24。由此，在太阳能热水温度大于环境温度时，可以利用热水对即将进入蒸发器13的新风进行加热，提高热泵性能。热水通过水泵提供的动力经过空气-水换热器25回到太阳能蓄热装置21，室外空气先经过空气-水换热器25被加热，温度升高后的空气再经过蒸发器13。
通过加热经过蒸发器的空气，可以提高热泵系统的蒸发度，热泵系统的节能效果更好，低压缩比运行对于压缩机运行而言，可靠性也大大提高。
在节能烘干模式下，主要利用太阳能热泵混合烘干系统中的太阳能热交换系统对回风进行加热完成烘干过程，节省资源；当太阳能热交换系统烘干效果下降到一定程度，可启动热泵系统进行烘干操作，并利用太阳能热交换系统加热经过蒸发器的空气，以提高热泵系统的蒸发度，使热泵系统的节能效果更好，低压缩比运行对于压缩机运行而言，可靠性也大大提高。
普通除湿模式：
在一具体实施例中，如图5所示，为普通除湿模式下的太阳能热泵混合烘干方法，在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时控制执行如下步骤：
S510，导通第二回风道；关闭新风道、连通风道以及排风道；
S520，启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
例如，结合图1、图2所示，在太阳能热泵混合烘干系统开机后，检测：T烘干房设定温度、T太阳能蓄热装置出水温度；当温差ΔT2≥α1(α1为第四温度阈值)；
控制：
第一风阀6、第二风阀7、第一循环风机F1开启，以实现导通第二回风道，并关闭新风道、连通风道以及排风道；电动三通阀V-1的a端与c端连通，电动三通阀V-2的a端与b端连通，以使得贯穿于冷凝器11入风口的水换热回路导通。回风经过空气-水换热器24时，先被加热为中温热空气，中温热空气经过冷凝器11后，被加热为高温空气经过送风管3进入烘干房，避免了传统的烘干系统除湿过程中烘干房温度波动剧烈问题。
在普通除湿模式下，需要关闭新风道，让回风道经过蒸发器除湿，同时可以通过太阳能热水加热空气，以弥补除湿过程中烘干房温度波动剧烈的缺陷。
强效除湿模式：
在一具体实施例中，如图6所示，为强效除湿模式下的太阳能热泵混合烘干方法，太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时控制执行如下步骤：
S610，导通新风道、连通风道；关闭第一回风道、第二回风道以及排风道；
S620，启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
例如，结合图1、图2所示，在太阳能热泵混合烘干系统开机后，检测：T烘干房设定温度、T太阳能蓄热装置出水温度；当温差ΔT2≥β1(β1为第五温度阈值)；
控制：
第三风阀8、第四风阀9、排湿风机F3开启，以实现导通新风道、连通风道，并关闭第一回风道、第二回风道以及排风道；电动三通阀V-1的a端与c端连通，电动三通阀V-2的a端与b端连通，以使得贯穿于冷凝器11入风口的水换热回路导通。新风通过第三风阀8进入第二回风管5，先经过热泵系统蒸发器1除湿，然后经过空气-水换热器24，被加热为中温热空气，再经过冷凝器11后，被加热为高温空气经过送风管3进入烘干房。
在强效除湿模式下，除湿过程可在快速降低烘干房湿度的同时，避免了传统的烘干系统除湿过程中烘干房温度波动剧烈问题。
除霜模式：
在一具体实施例中，如图7所示，为除霜模式下的太阳能热泵混合烘干方法，在蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时控制执行如下步骤：
S710，导通第一回风道、第二回风道、新风道、排风道；关闭连通风道；
S720，启动运行水泵并控制贯穿于新风口的水换热回路导通。
例如，结合图1、图2所示，在太阳能热泵混合烘干系统开机后，检测：T蒸发器温度、T外部环境温度；当温差ΔT3≥γ1(ΔT3＝T蒸发器温度–T外部环境温度，γ1为第六温度阈值)；
控制：
第一风阀6、第二风阀7、第三风阀8、第五风阀10、第二循环风机F2开启，以实现导通第一回风道、第二回风道、新风道、排风道，并关闭连通风道；电动三通阀V-1的a端与b端连通，电动三通阀V-2的b端与c端连通，以使得贯穿于新风口的水换热回路导通。新风通过第三风阀8进入第二回风管5后，经过空气-水换热器25被加热成中温空气，然后经过蒸发器13换热，除掉蒸发器13的霜后，空气被第二循环风机F2经第五风阀10排到外部环境中。
在除霜模式下，使用太阳能产生的热水热量除霜，不需热泵系统中的四通阀换向除霜，元器件可靠性提高，同时避免了热泵烘干系统化霜过程中烘干房温度波动剧烈问题。
在实际应用场景中，可以根据不同烘干需求，控制太阳能热泵混合烘干系统的工作状态在不同模式间进行切换。
实施例三
为配合实现上述不同模式下的太阳能热泵混合烘干方法，本发明实施例提供多种太阳能热泵混合烘干装置。
强效烘干模式：
如图8所示，为强效烘干模式，执行太阳能热泵混合烘干方法的装置结构示意图，包括：第一温度检测模块810和第一控制模块820；
第一温度检测模块810，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时，触发第一控制模块820控制执行如下步骤：
导通第一回风道、新风道；关闭第二回风道、连通风道以及排风道；
启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
在一具体实施例中，第一控制模块820，还可用于在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差小于第二温度阈值时，停止运行水泵；其中，
第一温度阈值大于第二温度阈值。
节能烘干模式：
如图9所示，为节能烘干模式，执行太阳能热泵混合烘干方法的装置结构示意图，包括：第二温度检测模块910和第二控制模块920；
第二温度检测模块910，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时，触发第二控制模块920控制执行如下步骤：
导通第一回风道、新风道；关闭第二回风道、连通风道以及排风道；
停止运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
在一具体实施例中，第二控制模块920，还可用于在太阳能蓄热装置出水温度减去烘干房设定温度的差值小第三温度阈值时，启动运行热泵系统。
在一具体实施例中，第二温度检测模块910，还可用于检测外部环境温度；并在太阳能蓄热装置出水温度大于外部环境温度时，触发第二控制模块920控制贯穿于新风口的水换热回路导通。
普通除湿模式：
如图10所示，为普通除湿模式，执行太阳能热泵混合烘干方法的装置结构示意图，包括：第三温度检测模块101和第三控制模块102；
第三温度检测模块101，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时，触发第三控制模块102控制执行如下步骤：
导通第二回风道；关闭新风道、连通风道以及排风道；
启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
强效除湿模式：
如图11所示，为强效除湿模式下，执行太阳能热泵混合烘干方法的装置结构示意图，包括：第四温度检测模块111和第四控制模块112；
第四温度检测模块111，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时，触发第四控制模块112控制执行如下步骤：
导通新风道、连通风道；关闭第一回风道、第二回风道以及排风道；
启动运行热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于冷凝器入风口的水换热回路导通。
除霜模式：
如图12所示，为除霜模式下，执行太阳能热泵混合烘干方法的装置结构示意图，包括：第五温度检测模块121和第五控制模块122；
第五温度检测模块121，用于在检测到蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时，触发第五控制模块122控制执行如下步骤：
导通第一回风道、第二回风道、新风道、排风道；关闭连通风道；
启动运行水泵并控制贯穿于新风口的水换热回路导通。
在实际应用场景中，可以根据不同烘干需求，将上述任意两种及以上的太阳能热泵混合烘干装置进行组合，组合后的装置可以用于控制太阳能热泵混合烘干系统的工作状态在不同模式间进行切换。
进一步的，本实施例还提供一种控制器，用于执行上述任一项所述太阳能热泵混合烘干方法。
本申请实施例中提供的一种太阳能热泵混合烘干系统、烘干方法、装置及控制器，通过将热泵系统以及太阳能热交换系统的热交换回路进行有机结合完成烘干处理过程，可有效提高烘干性能、提高系统可靠性，并兼顾减少对环境造成的污染。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (26)

1.一种太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：热泵系统、包含至少一个热交换回路的太阳能热交换系统，以及送风管和第一回风管；
所述热泵系统的冷凝器出风口经所述送风管与烘干房的送风口连通，形成送风道；冷凝器入风口经所述第一回风管与所述烘干房的回风口连通，形成第一回风道；
一个所述热交换回路贯穿所述冷凝器入风口，用于与所述冷凝器入风口处的空气进行热交换。
2.根据权利要求1所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，还包括：第二回风管，所述热泵系统的蒸发器入风口经所述第二回风管与所述烘干房的回风口连通，蒸发器出风口经所述第一回风管与所述冷凝器入风口连通，形成第二回风道。
3.根据权利要求2所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述第二回风管上还设置有新风口，用于经所述第二回风管向所述蒸发器入风口输入外部环境空气，形成新风道。
4.根据权利要求3所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，一个所述热交换回路贯穿所述第二回风管上的新风口，用于与进入所述新风口的外部环境空气进行热交换。
5.根据权利要求4所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述第一回风管的回风入口设置有第一风阀，所述第二回风管的回风入口设置有第二风阀、所述新风口设置有第三风阀，通过控制所述第一风阀、第二风阀以及第三风阀的开关状态，导通或者断开相应的所述第一回风道、所述第二回风道以及所述新风道。
6.根据权利要求4所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述蒸发器与所述冷凝器之间设置有连通风道，且所述连通风道上设置有第四风阀，用于导通或者断开所述连通风道。
7.根据权利要求6所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述蒸发器与外部环境之间设置有排风道，所述排风道上设置有第五风阀，用于控制所述蒸发器向外部环境进行排风。
8.根据权利要求6所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述蒸发器出风口位置、所述冷凝器出风口位置分别设置有循环风机。
9.根据权利要求8所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，所述热交换回路为水换热回路，所述太阳能热交换系统包括：太阳能蓄热装置、水泵、出水换向阀、空气-水换热器和回水换向阀；
所述出水换向阀、所述回水换向阀用于控制不同水换热回路之间的切换；
所述空气-水换热器布设在所述新风口和所述冷凝器入风口，用于利用水换热回路中水的热能与所述新风口和所述冷凝器入风口的空气进行热交换。
10.一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度大于所述烘干房室内温度，且温差小于第二温度阈值时，停止运行水泵；
其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
12.一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
停止运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度减去所述烘干房设定温度的差值小于所述第三温度阈值时，启动运行所述热泵系统。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述太阳能蓄热装置出水温度大于外部环境温度时，控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
15.一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第二回风道；关闭所述新风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
16.一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：
在太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述新风道、所述连通风道；关闭所述第一回风道、所述第二回风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
17.一种太阳能热泵混合烘干方法，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：
在蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述第二回风道、所述新风道、所述排风道；关闭所述连通风道；
启动运行水泵并控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
18.一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：第一温度检测模块和第一控制模块；
所述第一温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房室内温度，且温差大于或等于第一温度阈值时，触发所述第一控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，
所述第一控制模块，还用于在所述太阳能蓄热装置出水温度大于所述烘干房室内温度，且温差小于第二温度阈值时，停止运行水泵；
其中，所述第一温度阈值大于所述第二温度阈值。
20.一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：第二温度检测模块和第二控制模块；
所述第二温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第三温度阈值时，触发所述第二控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述新风道；关闭所述第二回风道、所述连通风道以及所述排风道；
停止运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，
所述第二控制模块，还用于在所述太阳能蓄热装置出水温度减去所述烘干房设定温度的差值小于所述第三温度阈值时，启动运行所述热泵系统。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，
所述第二温度检测模块，还用于检测外部环境温度；并在所述太阳能蓄热装置出水温度大于外部环境温度时，触发所述第二控制模块控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
23.一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：第三温度检测模块和第三控制模块；
所述第三温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第四温度阈值时，触发所述第三控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第二回风道；关闭所述新风道、所述连通风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
24.一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：第四温度检测模块和第四控制模块；
所述第四温度检测模块，用于在检测到太阳能蓄热装置出水温度大于烘干房设定温度，且温差大于或等于第五温度阈值时，触发所述第四控制模块控制执行如下步骤：
导通所述新风道、所述连通风道；关闭所述第一回风道、所述第二回风道以及所述排风道；
启动运行所述热泵系统，启动运行水泵并控制贯穿于所述冷凝器入风口的所述水换热回路导通。
25.一种太阳能热泵混合烘干装置，适用于权利要求9所述的太阳能热泵混合烘干系统，其特征在于，包括：第五温度检测模块和第五控制模块；
所述第五温度检测模块，用于在检测到蒸发器温度大于外部环境温度，且温差大于或等于第六温度阈值，太阳能蓄热装置出水温度大于第七温度阈值时，触发所述第五控制模块控制执行如下步骤：
导通所述第一回风道、所述第二回风道、所述新风道、所述排风道；关闭所述连通风道；
启动运行水泵并控制贯穿于所述新风口的所述水换热回路导通。
26.一种控制器，其特征在于，用于执行权利要求10-17任一项所述太阳能热泵混合烘干方法。
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