CN111197928A - 一种基于多流体热管的粮食烘干系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于多流体热管的粮食烘干系统，包括：烘干机、新风口、蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀，烘干机通过排风管路连接排风口，排风管路上设有第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的蒸发端；蒸发器连接蓄水池；冷凝器设置在送风管内，压缩机和膨胀阀的两端分别连接冷凝器和蒸发器；第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的冷凝端设置在新风口内。采用多流体热管换热装置，对新风进行预热。再利用多流体套管式热管加热套管中流着温度相对较低的水，作为水源热泵的热源，通过水源热泵对预热后的新风进行再热达到粮食烘干机的进风要求，本系统提高了烘干机排风余热的回收利用率，可以用于对粮食或种子的烘干。
Description
技术领域
本发明涉及粮食烘干系统，尤其是涉及一种基于多流体热管的粮食烘干系统。
背景技术
刚收上来的粮食所含水份高，由于粮食数量较多，难以集中晾晒处理，容易霉变造成损失。而热泵干燥技术是一种缓和的、接近自然的干燥方式，能最大限度地保留干燥物内的营养成分且不破坏其原有结构。又因为所需的干燥时间较短，所以对粮食发芽率影响低。因此，现有的粮食烘干渐渐的采用热泵烘干，同时，使用热泵系统干燥，可杜绝因燃烧而产生的废气、废渣污染。
热泵干燥是一种新型的干燥技术，以消耗一部分的高品位能量为代价，实现把低温热源中的热量转移到高温热源中。热泵干燥正成为我国粮食干燥技术及设备发展的一个方向。
热泵烘干过程中会产生大量热的排风，一般都直接外排到大气环境中。该排风温度高，直接排入大气造成能量浪费。目前国内部分热泵型烘干系统，部分烘干机直接将蒸发器直接放置在排风环境中，利用烘干机排出的热风作为热源，因为排风含有大量的灰尘、杂质，需要对排风进行除尘处理或对蒸发器进行间隔性清洗，造成余热资源的浪费，同时运行费用相对较高，为了解决上述问题，国内部分热管型烘干系统，利用多流体套管式热管实现了热管对新风和回风的简易换热，简易换热后的新风可达到25度以上，而烘干机的进风温度是大于55°，经过简易换热的新风明显达不到烘干机的进风温度，还需要对新风再次加热，费时费力。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种基于多流体热管的粮食烘干系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于多流体热管的粮食烘干系统，包括：烘干机、新风口、蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀，其中，
所述烘干机通过排风管路连接排风口，所述烘干机与排风口间的排风管路上依次设有第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的蒸发端，所述第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置上的第二端口均通过多流体热管换热装置出水管连接蓄水池一端，所述烘干机还通过送风管连接进风通道；
所述蒸发器设置在烘干机一侧，所述蒸发器通过多流体热管换热装置进水管连接至第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的第一端口，所述蒸发器还连接蓄水池；
所述冷凝器设置在送风管内，且压缩机的两端分别连接冷凝器和蒸发器，所述膨胀阀的两端也分别连接冷凝器和所述蒸发器；
所述新风口连接进风通道，且所述第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的冷凝端设置在新风口内。
在本发明的一个较佳实施例中，第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的蒸发端设置第二端口，所述第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置的冷凝端设有第一端口。
在本发明的一个较佳实施例中，第一多流体热管换热装置和第二多流体热管换热装置内均设有多个多流体套管式热管，所述多流体套管式热管为带内套管的重力式热管。
在本发明的一个较佳实施例中，蓄水池底端通过水源热泵进水管和循环泵连接蒸发器。
在本发明的一个较佳实施例中，蓄水池连接自来水补水管。
在本发明的一个较佳实施例中，多流体套管式热管6包括热管本体601和贯穿设置在热管本体601内的内套管602，所述热管本体601与内套管602间相对密封设置，所述内套管602底端连通进水管，顶端连通出水管，所述热管本体内设有工质。
在本发明的一个较佳实施例中，热管本体601外表面上整齐排列有多个翅片。
本发明的有益效果是：本发明结构合理，首先采用多流体热管换热装置，利用烘干机的排风与新风进行热量交换，对新风进行预热，此过程不需要消耗电能，新风温度升高。再利用多流体套管式热管加热套管中流着温度相对较低的水，作为水源热泵的热源，通过水源热泵对预热后的新风进行再热达到粮食烘干机的进风要求；与利用空气源热泵或电加热对新风再次进行加热相比，本系统利用水源热泵对新风进行在家加热，节能环保，且水源可循环利用，实现对烘干机排风余热的深度利用，提高了排风余热回收的利用率，减少碳排放。从而解决了传统烘干方式的高能源消耗问题，提高了系统的能量利用率，其干燥方式更温和，可以用于对粮食或种子的烘干。
本系统利用烘干机排风同时加热新风和水，换热时运行阻力小，可以将热管换热与热泵提热相结合，可实现烘干机排风的深度提热，简化了排风余热利用，运行成本低，节能环保，具有很好的实用性。本系统中蓄水池内具有一定温度的水作为水源热泵的低温热源，实现了排风余热的充分利用，达到节能目的，还可以通过调整蓄水池的大小，利用多流体套管式热管进行蓄热或利用自来水等进行外部补热。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明多流体套管式热管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1和图2所示一种基于多流体热管的粮食烘干系统，包括：烘干机1、新风口7、蒸发器15、冷凝器18、压缩机16和膨胀阀17，其中，
所述烘干机1通过排风管路2连接排风口8，所述烘干机1与排风口8间的排风管路2上依次设有第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的蒸发端，所述第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5上的第二端口均通过多流体热管换热装置出水管9连接蓄水池10一端，所述烘干机1还通过送风管19连接进风通道3；
所述蒸发器15设置在烘干机1一侧，所述蒸发器15通过多流体热管换热装置进水管12连接至第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的第一端口，所述蒸发器15还连接蓄水池10；
所述冷凝器18设置在送风管19内，且压缩机16的两端分别连接冷凝器18和蒸发器15，所述膨胀阀17的两端也分别连接冷凝器18和所述蒸发器15；
所述新风口7连接进风通道3，且所述第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端设置在新风口7内。
第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5内均设有多个多流体套管式热管6，多流体套管式热管6为带内套管的重力式热管，多流体套管式热管6下部为蒸发端，上部为冷凝端，如图2所示，多流体套管式热管6包括热管本体601和贯穿设置在热管本体601内的内套管602，所述热管本体601与内套管602间相对密封设置，所述内套管602底端连通进水管，顶端连通出水管，所述热管本体内设有热管工质。热管本体601外表面上整齐规律的排列有多个翅片603。
内套管602内的水被热管本体601的热管工质加热，热管工质是一种类似于制冷剂的气液混合工质，通过内套管602顶端和底端的出水口、进水口实现内套管602内水的循环加热，实现蓄水池内的水的加热，最终实现新风的再次水源热泵加热。
第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的蒸发端设置第二端口，所述第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端设有第一端口。
粮食在烘干机1内通过热风烘干之后产生的相对温度较高的排风通过排风管路2中设置的第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5蒸发端再进入排风口8。在第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的蒸发端中，多流体套管式热管的蒸发端吸收了排风的热量，降低了排风的温度后直接排放。
第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5中设有若干多流体套管式热管6，多流体套管式热管6中流着温度相对较低的水，在排风经过后被排风加热，在第二端口通过多流体热管换热装置出水管9进入蓄水池10中。
蓄水池10底端通过水源热泵进水管13和循环泵14连接蒸发器15。即在循环泵14的作用下，蓄水池10中具有一定温度的水在蓄水池10的底部通过水源热泵进水管13与15蒸发器连通；将热量传递给制冷剂工质后，蒸发器15通过多流体热管换热装置进水管12与第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的第一端口连通；将热量传递给蒸发器后的水再次进入多流体套管式热管6再次吸热，从而形成水源热泵的取热循环。
蓄水池10还接有自来水补水管11，保证水源热泵的取热循环所需的用水量。
制冷工质在蒸发器15中汽化成低温低压的蒸汽，经过压缩机16变成高温高压的蒸汽后排入冷凝器18，在冷凝器18中放热，变为低温高压的液体，经膨胀阀17节流减压，再次进入蒸发器15吸收汽化变成低温低压的气态制冷剂，吸入压缩机16达到循环制冷的目的。制冷工质在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程构成一个循环。
新风通过新风口7进入第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端内，多流体套管式热管6的冷凝端放出热量，对新风进行预热。被预热后的新风通过进风通道3进入冷凝器18进风口与制冷工质进行热量交换，产生的高温热风通过送风管19路送入烘干机1中，对粮食进行干燥，由此为一个干燥循环，粮食干燥产生的高温高湿的排风余热得到充分的回收利用。
实施例1：在环境温度10度时，粮食烘干机通常排风温度高于35度，而粮食烘干的进风要求是不低于55度，通过本发明中的第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端放出热量，对新风进行预热，预热后新风的温度通常可以达到30度，再利用水源热泵再次将新风加热到60度以上，以满足粮食烘干机的进风温度要求；
实施例2：在环境温度0度时，粮食烘干机通常排风温度高于35度，通过本系统中第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端内，多流体套管式热管6的冷凝端放出热量，对新风进行预热，预热后的新风通常可以达到28度，再利用水源热泵的再次加热到57度以上，以满足粮食烘干机的进风温度要求；
实施例3：在环境温度-5度时，粮食烘干机通常排风温度高于30度，通过本第一多流体热管换热装置4和第二多流体热管换热装置5的冷凝端内，多流体套管式热管6的冷凝端放出热量，对新风进行预热，预热后的新风通常可以达到25度，再利用水源热泵的再次加热到55度以上，以满足粮食烘干机的进风温度要求。
需要强调的是：以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，包括：烘干机(1)、新风口(7)、蒸发器(15)、冷凝器(18)、压缩机(16)和膨胀阀(17)，其中，
所述烘干机(1)通过排风管路(2)连接排风口(8)，所述烘干机(1)与排风口(8)间的排风管路(2)上依次设有第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)的蒸发端，所述第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)上的第二端口均通过多流体热管换热装置出水管(9)连接蓄水池(10)一端，所述烘干机(1)还通过送风管(19)连接进风通道(3)；
所述蒸发器(15)设置在烘干机(1)一侧，所述蒸发器(15)通过多流体热管换热装置进水管(12)连接至第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)的第一端口，所述蒸发器(15)还连接蓄水池(10)；
所述冷凝器(18)设置在送风管(19)内，且压缩机(16)的两端分别连接冷凝器(18)和蒸发器(15)，所述膨胀阀(17)的两端也分别连接冷凝器(18)和所述蒸发器(15)；
所述新风口(7)连接进风通道(3)，且所述第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)的冷凝端设置在新风口(7)内。
2.根据权利要求1所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)的蒸发端设置第二端口，所述第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)的冷凝端设有第一端口。
3.根据权利要求1所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述第一多流体热管换热装置(4)和第二多流体热管换热装置(5)内均设有多个多流体套管式热管(6)，所述多流体套管式热管(6)为带内套管的重力式热管。
4.根据权利要求1所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述蓄水池(10)底端通过水源热泵进水管(13)和循环泵(14)连接蒸发器(15)。
5.根据权利要求4所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述蓄水池(4)连接自来水补水管(11)。
6.根据权利要求3所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述多流体套管式热管(6)包括热管本体(601)和贯穿设置在热管本体(601)内的内套管(602)，所述热管本体(601)与内套管(602)间相对密封设置，所述内套管(602)底端连通进水管，顶端连通出水管，所述热管本体内设有热管工质。
7.根据权利要求6任一权利要求所述基于多流体热管的粮食烘干系统，其特征在于，所述热管本体(601)外表面上规律性排列有多个翅片(603)。
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