CN111879072A - 一种温室型多压缩机热泵烘干装置及分段干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温室型多压缩机热泵烘干装置由热泵循环和太阳能加热干燥循环组成，其中热泵循环包括至少两个压缩机、至少两个冷凝器、两个蒸发器、两个节流阀组成，太阳能加热干燥循环包括温室干燥箱、调节风门、风机等。通过热泵循环和太阳能加热循环联合干燥。温室干燥箱采用玻璃等太阳光易透射材料制作，可充分吸收太阳辐射热量对物料进行干燥，在风机驱动、调节风门调节作用下形成太阳能加热循环通路，提升空气温度用于产品干燥。本发明具有通过调节风门、压缩机变频等手段调节温度与湿度，对空气的调节更灵活，控制更精确，调节范围广，干燥过程卫生、高效、节能。

Description

一种温室型多压缩机热泵烘干装置及分段干燥方法

技术领域

本发明涉及一种温室型多压缩机热泵烘干装置及分段干燥方法，属于热泵烘干技术领域。

背景技术

在工农业生产过程中，产品的烘干是一个高耗能过程。热泵烘干设备利用逆卡诺原理，吸取周围环境的热量并将其转移到烘干室内，提高烘干房温度，内置的蒸发器可对湿热空气进行凝结除湿。热泵烘干设备能够精确调节空气的温湿度，实现物料的干燥。太阳能是一种清洁、无污染的可再生能源，在现有热泵烘干设备中的运用较少。充分利用太阳能对产品进行烘干，节能降耗意义重大，但太阳能容易受到天气、地理位置等因素的影响，有较大的不稳定性。单纯利用太阳能烘干的玻璃房存在热源单一、温度波动大、保温效果差、夜间或阴雨天无法连续烘干等问题，而利用太阳能和热泵技术联合对物料进行烘干，可以解决上述问题，具有更好的节能效果。

现有的设置了储热水箱、太阳能集热器的热泵烘干设备，利用热管式太阳能集热板在阳光充足的条件下加热热水并储存在储热水箱中，通过水泵驱动热水循环加热干燥室内的空气。此设备与利用太阳能直接加热的带温室干燥室相比，设备构造复杂，生产成本和运行成本较高。现有的采用电加热和燃料加热的太阳能烘干设备，烘干效率不高，能源浪费较严重，且温湿度不易控制尤其是湿度调节无法实现，还存在干燥不均匀的情况。

温湿度调节方便、节能效果好是热泵干燥的两大优势。但是现有的热泵干燥设备多采用定频压缩机，其对干燥空气热湿参数采用启停调节方式，有以下两个不足：其一，采用压缩机启停控制，当温度高于设定值，停止压缩机，当温度低于压缩机则开启压缩机，调节能力有限，被控干燥空气温度波动会较大，且对不同物料、不同干燥工艺的适应性差，影响物料干燥速度，也影响干燥产品品质；其二，干燥进行到一定阶段后，待干物料中水分脱除量降低，需要的热量会有降低，需热量相对于压缩机供热量较小，在保持干燥空气参数稳定的过程中会导致压缩机启停过于频繁。变频压缩机相对于定频压缩机具有更好的经济性能，它主要通过改变压缩机频率，调节制热量和耗功率，在频率较低时具有很高的性能系数，经济性更好。但是，当干燥进行到一定阶段尤其是干燥后期，采用单台变频压缩机时，为了满足较低的需热量，压缩机运行频率过低，对应性能系数也较低，也会影响热泵干燥的经济性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种温室型多压缩机热泵烘干装置及分段干燥方法。

本发明提供的技术方案如下：一种温室型多压缩机热泵烘干装置，其特征在于其包括温室干燥箱、一台第一变频压缩机、一个第一冷凝器，两个节流阀、两个蒸发器、两个电磁阀、两个风机、三个调节风门以及至少个压缩冷凝单元，每个压缩冷凝单元均包括一台第二变频压缩机、一个第二冷凝器和三个单向阀，三个单向阀分别为第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀；两个节流阀分别为第一节流阀、第二节流阀；两个蒸发器分别为外置蒸发器、内置蒸发器；两个电磁阀分别为第一电磁阀、第二电磁阀；两个风机分别为第一风机、第二风机；三个调节风门分别为第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门；第一变频压缩机的出口通过制冷剂管道与第一冷凝器相连接；每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机前后的制冷剂管道上设有第一单向阀和第二单向阀，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机的出口通过制冷剂管道、第二单向阀与第二冷凝器相连接，每个压缩冷凝单元的第二冷凝器出口的制冷剂管道上设有第三单向阀，每个压缩冷凝单元的第二冷凝器出口的制冷剂管道和第一冷凝器出口的制冷剂管道汇合后与第一电磁阀和第一节流阀相连接，第一节流阀连接内置蒸发器的进口；在第一电磁阀前与内置蒸发器出口之间，有一段并联于内置蒸发器的制冷剂管道，该管道上设有第二电磁阀和第二节流阀，该管道和内置蒸发器出口的制冷剂管道汇合后与外置蒸发器入口相连接，外置蒸发器出口通过制冷剂管道与每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机和第一变频压缩机入口相连接；

温室干燥箱出来的热湿干燥空气通路分为三路，第一路上依次设有第一调节风门和第二风机，第二路上依次设有第二调节风门和内置蒸发器，第三路上设有第三调节风门，第一风机设在最末端压缩冷凝单元的第二冷凝器后的空气通路上。

一种温室型多压缩机热泵烘干装置的分段干燥方法，其具体包括如下步骤：

第一阶段：当白天太阳光照充足时，温室干燥箱吸收太阳辐射热量能够达到要求的干燥空气温度，该装置运行太阳能加热干燥模式，当干燥空气湿度超过设定值后，再启动除湿模式运行；太阳能加热干燥模式运行时，关闭第一风机、第二调节风门、第三调节风门、每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机、第一变频压缩机、第一电磁阀和第二电磁阀、第一节流阀和第二节流阀，开启第二风机和第一调节风门，在第二风机的驱动下，干燥空气循环依次经第二风机、温室干燥箱、第一调节风门流动，带走物料中的水分；除湿模式运行时，开启第一风机、第二风机、第一变频压缩机、第一电磁阀、第一节流阀和第一调节风门、第二调节风门，关闭第三调节风门、第二电磁阀、第二节流阀、每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机，通过控制第一调节风门和第二调节风门的开度来调节风量分配，在第一变频压缩机驱动下，制冷剂进入第一冷凝器凝结放热，进入第一电磁阀、第一节流阀节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器吸收空气的热量气化后，进入外置蒸发器，再进入第一变频压缩机完成制冷剂循环；空气通路在第一风机、第二风机驱动下，从温室干燥箱出来的热湿干燥空气，一路经第一调节风门，另一路经第二调节风门进入内置蒸发器除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，经第一冷凝器加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器、第一风机，与第一路混合后进入温室干燥箱干燥产品；

第二阶段：当白天光照不足或夜间运行时，干燥空气的温度低于设定值，这时每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机关闭，第一变频压缩机开启且低频运行，第一节流阀、第二节流阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一风机、第二风机、第三调节风门开启，第二调节风门、第一调节风门关闭； 在第一变频压缩机驱动下，制冷剂进入第一冷凝器凝结放热，分成两路，一路进入第一电磁阀、第一节流阀节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀、第二节流阀节流后，与第一路混合，再进入外置蒸发器，再进入第一变频压缩机完成制冷剂循环；空气通路在第一风机、第二风机驱动下，从温室干燥箱出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门，另一路经第二调节风门进入内置蒸发器除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门，经第一冷凝器加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器、第一风机，与第一路混合后进入温室干燥箱干燥产品；当干燥空气温度低于设定值时，以5Hz间隔增加第一变频压缩机频率，利用第一冷凝器的散热量，提升干燥空气温度，如果第一变频压缩机频率增加至最大频率120Hz后，干燥空气温度仍不满足要求，则运行第三阶段，反之，当干燥空气温度高于设定值时，以5Hz间隔减少第一变频压缩机频率，当第一变频压缩机频率减少到最低运行频率20-30Hz时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门，同时减少第三调节风门开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门，同时关闭第二电磁阀、第二节流阀，让制冷剂都从内置蒸发器流过，通过除湿吸热量，使得空气湿度快速降低；当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门，直至湿度满足要求，当第二调节风门全关时，此时开启第二电磁阀、第二节流阀，关闭第一电磁阀、第一节流阀；

第三阶段：随着干燥的进行，当压缩机低频运行达不到设定温湿度要求时，第一变频压缩机启动并开始调频运行以满足干燥空气的温湿度要求；此时，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机、第一变频压缩机开启，第一节流阀、第二节流阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第一风机、第二风机、第三调节风门开启，第一调节风门、第二调节风门关闭； 在第二变频压缩机和第一变频压缩机驱动下，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机出口的制冷剂分别经第二单向阀进入第二冷凝器，流经第三单向阀，第一变频压缩机出口的制冷剂进入第一冷凝器凝结放热，流出后与第三单向阀出口制冷剂混合后，分成两路，一路进入第一电磁阀、第一节流阀节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀、第二节流阀节流后，与第一路混合后进入外置蒸发器，再分成两路，一路经每个压缩冷凝单元的第一单向阀进入第二变频压缩机，另一路进入第一变频压缩机完成制冷剂循环；空气通路在第一风机、第二风机驱动下，从温室干燥箱出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门、第二调节风门、第三调节风门的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门，另一路经第二调节风门进入内置蒸发器除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门，与第二路混合后经第一冷凝器加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器、第一风机，与第一路混合后进入温室干燥箱干燥产品；由于第一变频压缩机满负荷运行后干燥空气温度仍低于设定值时，此时，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机开启运行，第二冷凝器散热增加空气回路热量，提升干燥空气温度，直至温度满足要求，当干燥空气温度高于设定值时，减少第二变频压缩机频率，若第二变频压缩机频率低于最低频率20-30Hz Hz后，干燥空气温度仍高于设定值，则降低第一变频压缩机频率，当第一变频压缩机频率减少到最低运行频率20-30Hz Hz时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门，同时减少第三调节风门开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门，同时关闭第二电磁阀、第二节流阀，让制冷剂都从内置蒸发器流过，当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门，直至湿度满足要求，当第二调节风门全关时，此时开启第二电磁阀、第二节流阀，关闭第一电磁阀、第一节流阀。

本发明的有益效果是：

本发明一种温室型多压缩机热泵烘干装置由热泵循环和太阳能加热干燥循环组成，其中热泵循环包括至少两个变频压缩机、至少两个冷凝器、两个蒸发器、两个节流阀及附属部件组成，太阳能加热干燥循环包括温室干燥箱、调节风门、风机等。通过热泵循环和太阳能加热干燥循环联合干燥。温室干燥箱1箱体采用玻璃等太阳光易透射材料制作，可充分吸收太阳辐射热量对物料进行干燥，同时，在风机驱动、调节风门调节作用下形成太阳能加热循环通路，提升空气温度用于产品干燥。

热泵循环和太阳能加热联合能充分适应干燥空气热湿负荷变化情况，根据要求的干燥空气温度与湿度参数，启动干燥运行。当太阳能加热能满足干燥空气温度要求时，则由太阳能加热进行干燥；否则，当太阳能加热（白天）不足、夜间或阴雨天等太阳辐射强度较低时需要将热泵循环投入干燥运行，这时要根据干燥空气温度调节压缩机的频率和运行台数，首先投入一台并逐步提高其频率直至温度满足要求，当一台压缩机以最大频率运行也不能满足温度要求时，则启动第二台压缩机并逐步提高其频率，直至温度满足要求。对多于两台压缩机的，在温度低于设定值时，可接着启动下一台压缩机，直至温度满足要求。变频压缩机以及对应的冷凝器、节流阀分阶段投入变频运行，冷凝器的台数要与压缩机台数相对应，两台同时运行时，通过双冷凝器分阶段加热空气。干燥空气湿度的调节通过内置蒸发器的冷凝除湿实现，并跟旁通干燥空气混合以调节干燥空气的湿度，内置蒸发器除湿过程中同时回收余热。当干燥空气湿度高于设定值时，调节风门增加经过内置蒸发器的空气流量，否则降低其流量。只要需要内置蒸发器除湿运行，则至少一台变频压缩机就要运行。

首先，本装置利用热泵和太阳能作为热源，在白天光照充足时，带温室干燥箱可充分吸收太阳辐射热量加热干燥空气，实现低能耗干燥运行；在黑夜或连续阴雨天以及太阳能热量不足时，热泵作为热源加热干燥空气，克服了单一太阳能热源不稳定的缺点，提高了系统的可靠性，实现了物料的连续干燥，提高了烘干效率。

其次，本发明中的温室干燥箱直接利用太阳能辐射热量，无需储热水箱、太阳能集热器、循环水管等设备，装置简易，安装方便，生产成本和运行费用低。另外，由温室干燥箱1、第二风机82、第一调节风门91组成的空气循环可以让干燥空气不断吸热，在干燥产品表面循环流动，通过强化对流传热传质，强化干燥，效果优于无风机的自然对流方式。

再次，由第二变频压缩机21、第一变频压缩机22、第二冷凝器31、第一冷凝器32、第一节流阀41、第二节流阀42、外置蒸发器51、内置蒸发器52组成的热泵干燥系统具有高效节能，控制方便，环境友好等优点，且采用第二变频压缩机21、第一变频压缩机22的多压缩机结构，输出热量调节范围更宽，干燥空气热湿负荷调节能力更强，对不同干燥工艺要求的适应性更好，同时还解决了不同干燥阶段常规热泵干燥存在的频繁启停问题，如在干燥初期或热量需求较大、温度需求较高时全部高频投入运行，随着干燥的进行，热量或温度需求下降，这时可以通过降低压缩机频率、减少冷凝器投入运行台数实现热量或温度调节，热量需求低于50%时，可以采用一台压缩机及对应冷凝器运行模式，克服变频压缩机频率过低时性能系数较低的缺点，以充分利用压缩机的变频节能优势，也克服了定频压缩机频繁启停所造成的电网电路冲击甚至引发故障的问题。

第四，该装置采用分段干燥方法适应不同干燥工艺的要求，系统可根据不同干燥工艺的要求，调节压缩机的频率以及调节风门开度，双变频压缩机根据干燥空气热湿负荷分阶段变频运行，通过控制调节风门开度来调节风量分配比例，还可调节太阳能加热循环空气流量，精确调节空气的温湿度，显著降低系统能耗，使干燥设备在满足干燥工艺参数要求的同时，实现干燥设备的高效节能运行。内置蒸发器52的设置可以利用制冷剂的吸热特性，对干燥空气进行凝结除湿，处理后的空气与流经第三调节风门93的空气混合获得需要的干燥空气湿度。可见，通过调节风门、压缩机变频等手段调节温度与湿度，对空气的调节更灵活，控制更精确，调节范围广，干燥过程卫生、高效、节能，这种复合系统和调节手段还可以有效避免传统太阳暴晒烘干和传统燃料烘烤影响产品品质的缺点，最大程度上保留了干燥物料的色泽和营养成分。

最后，本装置的内置蒸发器52在对空气进行冷凝除湿处理的同时，与另一个蒸发器一起回收吸收空气余热，不仅实现干燥空气的循环利用，还加速物料干燥，减少热量散失，降低能耗，对湿度的控制精度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中至始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种温室型多压缩机热泵烘干装置， 其包括温室干燥箱1、一台第一变频压缩机22、一个第一冷凝器32，两个节流阀、两个蒸发器、两个电磁阀、两个风机、三个调节风门以及至少1个压缩冷凝单元，每个压缩冷凝单元均包括一台第二变频压缩机21、一个第二冷凝器31和三个单向阀，三个单向阀分别为第一单向阀71、第二单向阀72、第三单向阀73；两个节流阀分别为第一节流阀41、第二节流阀42；两个蒸发器分别为外置蒸发器51、内置蒸发器52；两个电磁阀分别为第一电磁阀61、第二电磁阀62；两个风机分别为第一风机81、第二风机82；三个调节风门分别为第一调节风门91、第二调节风门92、第三调节风门93。本实施例中压缩冷凝单元的数量为1个。

本装置的温室干燥箱1采用玻璃等太阳光易透射材料制作，压缩冷凝单元的第二变频压缩机21和第一变频压缩机22并联连接，第二变频压缩机21前后的制冷剂管道上设有第一单向阀71和第二单向阀72，第二变频压缩机21的出口通过制冷剂管道、第二单向阀72与第二冷凝器31相连接，第一变频压缩机22的出口通过制冷剂管道与第一冷凝器32相连接。第二冷凝器31出口的制冷剂管道上设有第三单向阀73，第二冷凝器31出口的制冷剂管道和第一冷凝器32出口的制冷剂管道汇合后与第一电磁阀61和第一节流阀41相连接，第一节流阀41连接内置蒸发器52的进口。在第一电磁阀61前与内置蒸发器52出口之间，有一段并联于内置蒸发器52的制冷剂管道，该管道上设有第二电磁阀62和第二节流阀42，该管道和内置蒸发器52出口的制冷剂管道汇合后与外置蒸发器51入口相连接，这是利用第二节流阀42流出的制冷剂液体吸收内置蒸发器52出口制冷剂的过热，避免压缩机吸气温度过高影响其性能，还可以在第一节流阀41开度最低时制冷剂仍可通过第二节流阀42节流，保障热泵循环的顺利进行。外置蒸发器51出口通过制冷剂管道与第二变频压缩机21和第一变频压缩机22入口相连接。

从温室干燥箱1出来的热湿干燥空气分为三路，第一路上依次设有第一调节风门91和第二风机82，第二路上依次设有第二调节风门92和内置蒸发器52，第三路上设有第三调节风门93，第一风机81设在第二冷凝器31后的空气通路上。在第一风机81、第二风机82驱动下，从温室干燥箱1出来的热湿干燥空气一路可通过第一调节风门91，另一路可经第二调节风门92进入内置蒸发器52除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路可经第三调节风门93，与第二路混合后经第一冷凝器32加热，再经第二冷凝器31、第一风机81，与第一路混合后进入温室干燥箱1干燥产品。

热泵烘干系统的热泵回路包括变频压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器和制冷剂管道等。热泵运行时，热泵工质经压缩机压缩后变为高温高压气体，进入冷凝器，工质在冷凝器中与空气换热后变为高温高压液体，再经节流阀节流后变为低温低压气体，再进入蒸发器吸收热量后全部气化，再进入压缩机继续完成下一循环。

一种温室型多压缩机热泵烘干的分段干燥方法，其具体包括如下步骤：

第一阶段：当白天太阳光照充足时，温室干燥箱1吸收太阳辐射热量能够达到要求的干燥空气温度，则该装置运行太阳能加热干燥模式，当干燥空气湿度超过设定值后，再启动除湿模式运行。太阳能加热干燥模式运行时，关闭第一风机81、第二调节风门92、第三调节风门93、第二变频压缩机21、第一变频压缩机22、第一电磁阀61和第二电磁阀62、第一节流阀41和第二节流阀42，开启第二风机82和第一调节风门91，在第二风机82的驱动下，干燥空气循环依次经第二风机82、温室干燥箱1、第一调节风门91流动，带走物料中的水分，以强制对流方式，达到烘干物料的目的。除湿模式运行时，开启第一风机81、第二风机82、第一变频压缩机22、第一电磁阀61、第一节流阀41和第一调节风门91、第二调节风门92，关闭第三调节风门93、第二电磁阀62、第二节流阀42、第二变频压缩机21，通过控制第一调节风门91和第二调节风门92的开度来调节风量分配，在第一变频压缩机22驱动下，制冷剂进入第一冷凝器32凝结放热，进入第一电磁阀61、第一节流阀41节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器52吸收空气的热量气化后，进入外置蒸发器51，外置蒸发器51起进一步吸收环境热量的作用，再进入第一变频压缩机22完成制冷剂循环。空气通路在第一风机81、第二风机82驱动下，从温室干燥箱1出来的热湿干燥空气，一路经第一调节风门91，另一路经第二调节风门92进入内置蒸发器52除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，经第一冷凝器32加热，再经第二冷凝器31、第一风机81，与第一路混合后进入温室干燥箱1干燥产品。

第二阶段：当白天光照不足或夜间运行时，干燥空气的温度低于设定值，这时第二变频压缩机21关闭，第一变频压缩机22开启且低频运行，第一节流阀41、第二节流阀42、第一电磁阀61、第二电磁阀62、第一风机81、第二风机82、第三调节风门93开启，第二调节风门92、第一调节风门91关闭。 在第一变频压缩机22驱动下，制冷剂进入第一冷凝器32凝结放热，分成两路，一路进入第一电磁阀61、第一节流阀41节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器52吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀62、第二节流阀42节流后，此时由于第二路节流后温度降低，与第一路混合，可起到降低蒸发器出口温度的作用，再进入外置蒸发器51，再进入第一变频压缩机22完成制冷剂循环。空气通路在第一风机81、第二风机82驱动下，在温室干燥箱1吸收物料中的水分，出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门91、第二调节风门92、第三调节风门93的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门91，另一路经第二调节风门92进入内置蒸发器52除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门93，经第一冷凝器32加热，再经第二冷凝器31、第一风机81，与第一路混合后进入温室干燥箱1干燥产品；当干燥空气温度低于设定值时，增加第一变频压缩机22频率，通过第一冷凝器32的散热量，提升干燥空气温度，如果第一变频压缩机22频率增加至最大频率如120Hz后，干燥空气温度仍不满足要求，则运行第三阶段，反之，当干燥空气温度高于设定值时，减少第一变频压缩机22频率，当第一变频压缩机22频率减少到最低运行频率（如30Hz）时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门91直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门92，同时减少第三调节风门93开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门92开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门93，同时关闭第二电磁阀62、第二节流阀42，让制冷剂都从内置蒸发器52流过，通过除湿吸热，使得空气湿度快速降低；当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门92，直至湿度满足要求，当第二调节风门92全关时，表明干燥空气湿度处于较低范围，有利于干燥除湿，此时开启第二电磁阀62、第二节流阀42，关闭第一电磁阀61、第一节流阀41

第三阶段：随着干燥的进行，当压缩机低频运行达不到设定温湿度要求时，第一变频压缩机22启动并开始调频运行以满足干燥空气的温湿度要求；此时，第二变频压缩机21、第一变频压缩机22开启，第一节流阀41、第二节流阀42、第一电磁阀61、第二电磁阀62、第一风机81、第二风机82、第三调节风门93开启，第一调节风门91、第二调节风门92关闭； 在第二变频压缩机21和第一变频压缩机22驱动下，第二变频压缩机21出口的制冷剂分别经第二单向阀72进入第二冷凝器31，流经第三单向阀73，第一变频压缩机22出口的制冷剂进入第一冷凝器32凝结放热，流出后与第三单向阀73出口制冷剂混合后，分成两路，一路进入第一电磁阀61、第一节流阀41节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器52吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀62、第二节流阀42节流后，与第一路混合后进入外置蒸发器51，再分成两路，一路经第一单向阀71进入第二变频压缩机21，另一路进入第一变频压缩机22完成制冷剂循环；空气通路在第一风机81、第二风机82驱动下，从温室干燥箱1出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门91、第二调节风门92、第三调节风门93的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门91，另一路经第二调节风门92进入内置蒸发器52除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门93，与第二路混合后经第一冷凝器32加热，再经第二冷凝器31、第一风机81，与第一路混合后进入温室干燥箱1干燥产品；由于第一变频压缩机22满负荷运行后干燥空气温度仍低于设定值时，此时，第二变频压缩机21开启运行，第二冷凝器31散热增加空气回路热量，提升干燥空气温度，直至温度满足要求，当干燥空气温度高于设定值时，减少第二变频压缩机21频率，若第二变频压缩机21频率低于最低频率（20-30Hz）后，干燥空气温度仍高于设定值，则降低第一变频压缩机22频率，当第一变频压缩机22频率减少到最低运行频率（如30Hz）时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门91直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门92，同时减少第三调节风门93开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门92开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门93，同时关闭第二电磁阀62、第二节流阀42，让制冷剂都从内置蒸发器52流过，增加除湿吸热量，使得空气湿度快速降低，当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门92，直至湿度满足要求，当第二调节风门92全关时，表明干燥空气湿度处于较低范围，有利于干燥除湿，此时开启第二电磁阀62、第二节流阀42，关闭第一电磁阀61、第一节流阀41。

对多于两个压缩冷凝单元的系统，上述调节中，当某一个压缩冷凝单元的压缩机频率增加至最大频率后，干燥空气温度仍不满足要求，则开始启动下一台压缩机，且将其频率从最低值开始增加，直至温度满足要求。当干燥空气温度高于设定值后，则开始降低其中一个压缩冷凝单元的压缩机的频率，直至干燥空气温度满足要求，如果压缩机频率已降至最低值则该压缩机停机。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术，尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种温室型多压缩机热泵烘干装置，其特征在于其包括温室干燥箱（1）、一台第一变频压缩机（22）、一个第一冷凝器（32），两个节流阀、两个蒸发器、两个电磁阀、两个风机、三个调节风门以及至少1个压缩冷凝单元，每个压缩冷凝单元均包括一台第二变频压缩机（21）、一个第二冷凝器（31）和三个单向阀，三个单向阀分别为第一单向阀（71）、第二单向阀（72）、第三单向阀（73）；两个节流阀分别为第一节流阀（41）、第二节流阀（42）；两个蒸发器分别为外置蒸发器（51）、内置蒸发器（52）；两个电磁阀分别为第一电磁阀（61）、第二电磁阀（62）；两个风机分别为第一风机（81）、第二风机（82）；三个调节风门分别为第一调节风门（91）、第二调节风门（92）、第三调节风门（93）；第一变频压缩机（22）的出口通过制冷剂管道与第一冷凝器（32）相连接；每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）前后的制冷剂管道上设有第一单向阀（71）和第二单向阀（72），每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）的出口通过制冷剂管道、第二单向阀（72）与第二冷凝器（31）相连接，每个压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）出口的制冷剂管道上设有第三单向阀（73），每个压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）出口的制冷剂管道和第一冷凝器（32）出口的制冷剂管道汇合后与第一电磁阀（61）和第一节流阀（41）相连接，第一节流阀（41）连接内置蒸发器（52）的进口；在第一电磁阀（61）前与内置蒸发器（52）出口之间，有一段并联于内置蒸发器（52）的制冷剂管道，该管道上设有第二电磁阀（62）和第二节流阀（42），该管道和内置蒸发器（52）出口的制冷剂管道汇合后与外置蒸发器（51）入口相连接，外置蒸发器（51）出口通过制冷剂管道与每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）和第一变频压缩机（22）入口相连接；

温室干燥箱（1）出来的热湿干燥空气通路分为三路，第一路上依次设有第一调节风门（91）和第二风机（82），第二路上依次设有第二调节风门（92）和内置蒸发器（52），第三路上设有第三调节风门（93），第一风机（81）设在最末端压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）后的空气通路上。

2.权利要求1所述的一种温室型多压缩机热泵烘干装置的分段干燥方法，其具体包括如下步骤：

第一阶段：当白天太阳光照充足时，温室干燥箱（1）吸收太阳辐射热量能够达到要求的干燥空气温度，该装置运行太阳能加热干燥模式，当干燥空气湿度超过设定值后，再启动除湿模式运行；太阳能加热干燥模式运行时，关闭第一风机（81）、第二调节风门（92）、第三调节风门（93）、每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）、第一变频压缩机（22）、第一电磁阀（61）和第二电磁阀（62）、第一节流阀（41）和第二节流阀（42），开启第二风机（82）和第一调节风门（91），在第二风机（82）的驱动下，干燥空气循环依次经第二风机（82）、温室干燥箱（1）、第一调节风门（91）流动，带走物料中的水分；除湿模式运行时，开启第一风机（81）、第二风机（82）、第一变频压缩机（22）、第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）和第一调节风门（91）、第二调节风门（92），关闭第三调节风门（93）、第二电磁阀（62）、第二节流阀（42）、每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21），通过控制第一调节风门（91）和第二调节风门（92）的开度来调节风量分配，在第一变频压缩机（22）驱动下，制冷剂进入第一冷凝器（32）凝结放热，进入第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器（52）吸收空气的热量气化后，进入外置蒸发器（51），再进入第一变频压缩机（22）完成制冷剂循环；空气通路在第一风机（81）、第二风机（82）驱动下，从温室干燥箱（1）出来的热湿干燥空气，一路经第一调节风门（91），另一路经第二调节风门（92）进入内置蒸发器（52）除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，经第一冷凝器（32）加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）、第一风机（81），与第一路混合后进入温室干燥箱（1）干燥产品；

第二阶段：当白天光照不足或夜间运行时，干燥空气的温度低于设定值，这时每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）关闭，第一变频压缩机（22）开启且低频运行，第一节流阀（41）、第二节流阀（42）、第一电磁阀（61）、第二电磁阀（62）、第一风机（81）、第二风机（82）、第三调节风门（93）开启，第二调节风门（92）、第一调节风门（91）关闭； 在第一变频压缩机（22）驱动下，制冷剂进入第一冷凝器（32）凝结放热，分成两路，一路进入第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器（52）吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀（62）、第二节流阀（42）节流后，与第一路混合，再进入外置蒸发器（51），再进入第一变频压缩机（22）完成制冷剂循环；空气通路在第一风机（81）、第二风机（82）驱动下，从温室干燥箱（1）出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门（91）、第二调节风门（92）、第三调节风门（93）的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门（91），另一路经第二调节风门（92）进入内置蒸发器（52）除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门（93），经第一冷凝器（32）加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）、第一风机（81），与第一路混合后进入温室干燥箱（1）干燥产品；当干燥空气温度低于设定值时，以5Hz间隔增加第一变频压缩机（22）频率，利用第一冷凝器（32）的散热量，提升干燥空气温度，如果第一变频压缩机（22）频率增加至最大频率120Hz后，干燥空气温度仍不满足要求，则运行第三阶段，反之，当干燥空气温度高于设定值时，以5Hz间隔减少第一变频压缩机（22）频率，当第一变频压缩机（22）频率减少到最低运行频率20-30Hz时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门（91）直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门（92），同时减少第三调节风门（93）开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门（92）开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门（93），同时关闭第二电磁阀（62）、第二节流阀（42），让制冷剂都从内置蒸发器（52）流过，通过除湿吸热量，使得空气湿度快速降低；当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门（92），直至湿度满足要求，当第二调节风门（92）全关时，此时开启第二电磁阀（62）、第二节流阀（42），关闭第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）；

第三阶段：随着干燥的进行，当压缩机低频运行达不到设定温湿度要求时，第一变频压缩机（22）启动并开始调频运行以满足干燥空气的温湿度要求；此时，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）、第一变频压缩机（22）开启，第一节流阀（41）、第二节流阀（42）、第一电磁阀（61）、第二电磁阀（62）、第一风机（81）、第二风机（82）、第三调节风门（93）开启，第一调节风门（91）、第二调节风门（92）关闭； 在第二变频压缩机（21）和第一变频压缩机（22）驱动下，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）出口的制冷剂分别经第二单向阀（72）进入第二冷凝器（31），流经第三单向阀（73），第一变频压缩机（22）出口的制冷剂进入第一冷凝器（32）凝结放热，流出后与第三单向阀（73）出口制冷剂混合后，分成两路，一路进入第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）节流后变为两相制冷剂，再进入内置蒸发器（52）吸收空气的热量气化后，另一路经第二电磁阀（62）、第二节流阀（42）节流后，与第一路混合后进入外置蒸发器（51），再分成两路，一路经每个压缩冷凝单元的第一单向阀（71）进入第二变频压缩机（21），另一路进入第一变频压缩机（22）完成制冷剂循环；空气通路在第一风机（81）、第二风机（82）驱动下，从温室干燥箱（1）出来的热湿干燥空气，会根据第一调节风门（91）、第二调节风门（92）、第三调节风门（93）的开关情况形成经过开启风门的流动，一路经第一调节风门（91），另一路经第二调节风门（92）进入内置蒸发器（52）除湿，空气中的水蒸气凝结并排走，第三路经第三调节风门（93），与第二路混合后经第一冷凝器（32）加热，再经每个压缩冷凝单元的第二冷凝器（31）、第一风机（81），与第一路混合后进入温室干燥箱（1）干燥产品；由于第一变频压缩机（22）满负荷运行后干燥空气温度仍低于设定值时，此时，每个压缩冷凝单元的第二变频压缩机（21）开启运行，第二冷凝器（31）散热增加空气回路热量，提升干燥空气温度，直至温度满足要求，当干燥空气温度高于设定值时，减少第二变频压缩机（21）频率，若第二变频压缩机（21）频率低于最低频率20-30Hz后，干燥空气温度仍高于设定值，则降低第一变频压缩机（22）频率，当第一变频压缩机（22）频率减少到最低运行频率20-30Hz时，干燥空气温度仍高于设定值，则逐渐开启第一调节风门（91）直至温度满足要求；当干燥空气湿度高于设定值时，打开第二调节风门（92），同时减少第三调节风门（93）开度，直至湿度满足要求；当第二调节风门（92）开至最大时，干燥空气湿度仍高于设定值时，则关闭第三调节风门（93），同时关闭第二电磁阀（62）、第二节流阀（42），让制冷剂都从内置蒸发器（52）流过，当干燥空气湿度低于设定值时，则关小第二调节风门（92），直至湿度满足要求，当第二调节风门（92）全关时，此时开启第二电磁阀（62）、第二节流阀（42），关闭第一电磁阀（61）、第一节流阀（41）。

Images