CN114184025A - 热泵草捆的干燥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热泵技术领域，提供一种热泵草捆的干燥系统，包括依次设置的上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，上料单元、针刺单元、热泵干燥单元以及冷却单元内设置有连接的传送结构；其中，每个热泵干燥单元内设置有余热回收单元。本发明提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，实现了对高水分的草捆进行加热、冷却，进而使草捆干燥，避免了草捆因内部发热导致变质的问题，提高了草捆干燥后的品质。同时，本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置余热回收单元，可对热泵干燥单元内的废热进行回收，降低了热泵草捆的干燥系统的能源损耗。

Description

热泵草捆的干燥系统
技术领域
本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种热泵草捆的干燥系统。
背景技术
干燥是工业能耗主要的耗能部分，约占加工过程总能耗的15％。国内环境因素导致牧草易遭受雨水的损害，导致其干燥品质得不到保障。因此，研发一种能够提高牧草的干燥品质和干燥效率的干燥技术具有重要的意义。
发明内容
本发明提供一种热泵草捆的干燥系统，用以解决现有技术中草捆干燥品质差、干燥效率低的缺陷。
本发明提供一种热泵草捆的干燥系统，包括依次设置的上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，所述上料单元、所述针刺单元、所述热泵干燥单元以及所述冷却单元内设置有连接的传送结构；其中，每个所述热泵干燥单元内设置有余热回收单元。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，所述针刺单元内设置有至少一排针刺杆，所述针刺杆的排列方向与草捆的长度方向相同，所述针刺杆能够往复移动。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，每个所述热泵干燥单元包括：第一壳体和热泵机组，所述热泵机组的部分设置在所述第一壳体的外部，所述热泵机组的部分设置在所述第一壳体的内部。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，所述热泵机组包括：压缩机，所述压缩机设置在所述第一壳体的外部；冷凝器，所述冷凝器设置在所述第一壳体内，所述冷凝器与所述压缩机连接；蒸发器，所述蒸发器设置在所述第一壳体外，所述蒸发器与所述冷凝器和所述压缩机连接。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，每个所述热泵干燥单元还包括：第一风机，所述第一风机与所述冷凝器邻近设置，所述冷凝器和所述第一风机的一侧连接有隔板；第二风机，所述第二风机设置在所述第一壳体的外部，所述第二风机与所述蒸发器邻近设置。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，每个所述余热回收单元包括：换热器，所述换热器设置在所述第一壳体内，所述换热器设置有第一风阀；第二风阀，所述第一壳体上设有进风口，所述第二风阀设置在所述进风口，所述进风口与所述换热器连接。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，还包括控制器，所述控制器与所述热泵机组、所述第一风机、所述第二风机、所述第一风阀以及所述第二风阀电性连接。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，每个所述第一壳体设有第一开口。
根据本发明提供的一种热泵草捆的干燥系统，所述冷却单元包括：第二壳体和冷风机，所述冷风机设置在所述第二壳体内，并位于所述传送结构的下方。
本发明提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，实现了对高水分的草捆进行加热、冷却，进而使草捆干燥，避免了草捆因内部发热导致变质的问题，提高了草捆干燥后的品质。同时，本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置余热回收单元，可对热泵干燥单元内的废热进行回收，降低了热泵草捆的干燥系统的能源损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的热泵草捆的干燥系统的主视图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中示出的A-A的剖面图；
图4是图1中示出的B-B的剖面图；
附图标记：
10：上料单元； 20：针刺单元； 21：针刺杆；
30：热泵干燥单元； 31：第一壳体； 32：冷凝器；
33：第一风机； 34：第二风机； 35：换热器；
36：第一风阀； 37：蒸发器； 38：第二风阀；
39：热泵机组； 40：冷却单元； 41：第二壳体；
42：冷风机； 50：传送结构。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面结合图1-图4描述本发明的热泵草捆的干燥系统。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，热泵草捆的干燥系统包括依次设置的上料单元10、针刺单元20、多个热泵干燥单元30以及冷却单元40，上料单元10、针刺单元20、热泵干燥单元30以及冷却单元40内设置有连接的传送结构50，其中，每个热泵干燥单元30内设置有余热回收单元。
具体来说，高水分的草捆经过上料单元10的传送结构50进入针刺单元20，针刺单元20内设置有多个针刺杆21，用于在草捆上形成气流通道，草捆由针刺单元20内的传送结构50送入热泵干燥单元30内进行干燥，干燥后的草捆由热泵干燥单元30内的传送结构50传送至冷却单元40进行降温，实现草捆的干燥。进一步地，热泵干燥单元30内设置有余热回收单元，用于将与草捆进行热交换后的高温高湿空气进行回收，以回收废气中的废热，避免造成能源浪费。
进一步地，在本实施例中，多个热泵干燥单元30串联，每个热泵干燥单元30内的温度可单独控制，实现了干燥系统的温度动态控制。
进一步地，在本发明的一个实施例中，传送结构50可以为传送带。
本发明提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，实现了对高水分的草捆进行加热、冷却，进而使草捆干燥，避免了草捆因内部发热导致变质的问题，提高了草捆干燥后的品质。同时，本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置余热回收单元，可对热泵干燥单元内的废热进行回收，降低了热泵草捆的干燥系统的能源损耗。
进一步地，如图1所示，在本发明的一个实施例中，针刺单元20内设置有至少一排针刺杆21，针刺杆21的排列方向与草捆的长度方向相同，针刺杆21能够往复移动。
具体来说，针刺单元20内设置有至少一排针刺杆21，针刺杆21能够往复移动，当草捆进入针刺单元20后，针刺杆21运动，插入草捆内，形成气流通道，然后针刺杆21向相反方向运动，离开草捆。
进一步地，针刺杆21可由液压系统带动往复运动，也可以由气泵等传动机构带动往复运动。
本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过在针刺单元内设置多个针刺杆，能够在草捆内部形成多孔的气流通道，增强了热空气与草捆内部物料之间的热传递，提高了干燥效率。
如图1和图3所示，在本发明的一个实施例中，每个热泵干燥单元30包括：第一壳体31和热泵机组39，热泵机组39的部分设置在第一壳体31的外部，热泵机组39的部分设置在第一壳体31的内部，热泵机组39用于调节第一壳体31内循环空气的温度。
具体来说，热泵机组39包括压缩机、膨胀阀、冷凝器32和蒸发器37等部件。低压制冷剂在压缩机中增压后进入冷凝器32，冷凝器32将第一壳体31内的循环空气加热，热的循环空气与草捆进行热交换，热交换后的湿空气被蒸发器37吸热，将湿空气中的余热进行回收。进一步地，压缩机可用于对第一壳体31内的温度进行调节，可通过调节压缩机的频率或者启停等方式来进行温度调控。进一步地，在本发明的实施例中，每个热泵干燥单元30均设置有一个热泵机组39，每个热泵机组39可对本热泵干燥单元30内的温度进行调控，以使多个热泵干燥单元30组成温度可动态调控的干燥系统。
进一步地，第一壳体31内还设置有温度传感器，用于检测第一壳体31内的温度，热泵机组39可根据温度传感器检测的温度数据，对第一壳体31内的温度进行调控。进一步地，第一壳体31内还设置有湿度传感器，用于检测第一壳体31内的湿度。
本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置多个热泵干燥单元，通过在每个热泵干燥单元设置热泵机组，实现了干燥工艺的微元化，达到了时空协同的作用，以保证干燥过程的温度环境的精确调控。
如图1和图3所示，在本发明的一个实施例中，每个热泵干燥单元30包括：第一风机33，冷凝器32和第一风机33设置在第一壳体31的一侧，冷凝器32和第一风机33的另一侧连接有隔板。
具体来说，低压制冷剂在压缩机中增压后进入冷凝器32，冷凝器32将第一壳体31内的循环空气加热，循环空气在第一风机33的驱动下，可以向第一壳体31的上部循环，也可以向第一壳体31的下部循环。第一壳体31的上部形成有顶部稳压区，第一壳体31的下部形成有底部稳压区。第一壳体31的内壁与隔板之间形成干燥区，循环空气在第一风机33的驱动下经过顶部稳压区和底部稳压区后进入干燥区对草捆进行干燥。循环空气与草捆中的湿空气进行热交换后，干燥的空气回到冷凝器32侧被冷凝器32再次加热，进行下一个循环；温度高的湿空气被余热回收单元回收。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，每个热泵干燥单元30还包括第二风机34，第二风机34设置在第一壳体31的外部，第二风机34与蒸发器37邻近设置。
具体来说，第一壳体31内的循环空气与草捆热交换后，湿空气由第二风机34排出，湿空气与蒸发器37进行热交换，实现废气中废热的回收。
如图1、图2和图3所示，在本发明的一个实施例中，每个余热回收单元包括：换热器35、第一风阀36和第二风阀38。换热器35设置在第一壳体31内，换热器35上设置有第一风阀36，第一壳体31上设有进风口，第二风阀38设置在进风口，该进风口与换热器35连接。
具体来说，第二风阀38用于控制新风进入，新风由第二风阀38进入后进入换热器35，被换热器35加热后，由换热器35的出口排出，预热后的新风由冷凝器32加热后，与草捆进行热交换，以对草捆进行干燥。
进一步地，与草捆进行热交换后的空气，若其温度高于预设值，则此部分空气由第一风阀36进入换热器35中，由换热器35进行预热，预热后的空气由换热器35的出口排出，经过冷凝器32加热后，继续与草捆进行热交换，以对草捆进行干燥。
进一步地，第一风阀36和第二风阀38的开度可根据第一壳体31内的温度和湿度进行调节。
在本发明的一个实施例中，热泵草捆的干燥系统还包括控制器，控制器与热泵机组39、第一风机33、第二风机34、第一风阀36以及第二风阀38电性连接。具体来说，控制器可根据温度传感器检测到的温度数据控制热泵机组39的频率或启停，如第一壳体31内循环空气的温度较高，控制器可控制热泵机组39降低运行频率。控制器也可根据温度传感器检测到的温度数据，控制第一风机33的转速，如第一壳体31内循环空气的温度较高，控制器可加快第一风机33的转速，以提高第一壳体31内循环空气的流动。控制器也可以根据湿度传感器检测到的湿度数据，控制第二风机34的转速，如第一壳体31内湿度较高，控制器可加快第二风机34的转速，加快湿空气的流动。控制器还可以根据温度传感器检测到的温度数据控制第一风阀36和第二风阀38的开度，当温度传感器检测到热交换后的空气温度超过预设值时，控制器控制第一风阀36打开，热交换后的空气进入换热器35中进行预热，预热后再次被冷凝器32加热，再次与草捆发生热交换。
进一步地，在本发明的一个实施例中，每个第一壳体31设有第一开口，第一开口用于清理热泵干燥单元30底部的碎料和对传送结构50进行检修。
如图1和图4所示，在本发明的一个实施例中，冷却单元40包括第二壳体41和冷风机42。冷风机42设置在第二壳体41内，并位于传送结构50的下方。
具体来说，干燥后的草捆由传送结构50传送至冷却单元40内，冷却单元40底部的冷风机42将环境中的冷空气排入冷却单元40，并进入草捆内部与草捆内部的热空气进行热交换，达到降低草捆内部物料温度的目的。
进一步地，在本发明的一个实施例中，第二壳体41上设有第二开口，用于清理冷却单元40内底部的破碎和对冷却单元40内的传送结构50进行检修。
本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，通过设置冷却单元，利用环境冷风对草捆内部进行降温，避免了草捆内部因温度较高而发热变质的问题；通过在热泵干燥单元和冷却单元上设置开口，可有效降低牧草叶片脱落和破碎，降低晾晒周期，提高种植茬数，同时避免了环境因素对牧草品质的破坏。同时，本发明实施例提供的热泵草捆的干燥系统，解决了低温下热泵系统性能偏低的问题，利用半开式运行模型，提高了热泵草捆的干燥系统的能效，减弱了外部环境对热泵性能的影响。
以下以图1所示的实施例为例，详细说明本发明提供的热泵草捆的干燥系统的工作过程。
高水分的草捆经过上料单元10的传送结构50进入针刺单元20，针刺单元20内的针刺杆21运动插入草捆内，在草捆上形成气流通道，之后，针刺杆21恢复至原来的位置。
草捆由针刺单元20内的传送结构50送入热泵干燥单元30内进行干燥。具体地，冷凝器32将第一壳体31内的循环空气加热，循环空气在第一风机33的驱动下，可以向第一壳体31的上部循环，也可以向第一壳体31的下部循环。第一壳体31的上部形成有顶部稳压区，第一壳体31的下部形成有底部稳压区。第一壳体31的内壁与隔板之间形成干燥区，循环空气在第一风机33的驱动下经过顶部稳压区和底部稳压区后进入干燥区对草捆进行干燥。循环空气与草捆中的湿空气进行热交换后，干燥的空气回到冷凝器32侧被冷凝器32再次加热，进行下一个循环。湿空气由第二风机34排出与蒸发器37进行热交换。
与草捆进行热交换后的空气，若其温度高于预设值，则此部分空气由第一风阀36进入换热器35中，由换热器35进行预热，预热后的空气由换热器35的出口排出，经过冷凝器32加热后，继续与草捆进行热交换。新风由第二风阀38进入后进入换热器35，被换热器35加热后，由换热器35的出口排出，预热后的新风由冷凝器32加热后，与草捆进行热交换。
干燥后的草捆由传送结构50传送至冷却单元40内，冷却单元40底部的冷风机42将环境中的冷空气排入冷却单元40，并进入草捆内部与草捆内部的热空气进行热交换，达到降低草捆内部物料温度的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种热泵草捆的干燥系统，其特征在于，包括依次设置的上料单元、针刺单元、多个热泵干燥单元以及冷却单元，所述上料单元、所述针刺单元、所述热泵干燥单元以及所述冷却单元内设置有连接的传送结构；其中，每个所述热泵干燥单元内设置有余热回收单元。
2.根据权利要求1所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，所述针刺单元内设置有至少一排针刺杆，所述针刺杆的排列方向与草捆的长度方向相同，所述针刺杆能够往复移动。
3.根据权利要求1所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，每个所述热泵干燥单元包括：第一壳体和热泵机组，所述热泵机组的部分设置在所述第一壳体的外部，所述热泵机组的部分设置在所述第一壳体的内部。
4.根据权利要求3所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，所述热泵机组包括：
压缩机，所述压缩机设置在所述第一壳体的外部；
冷凝器，所述冷凝器设置在所述第一壳体内，所述冷凝器与所述压缩机连接；
蒸发器，所述蒸发器设置在所述第一壳体外，所述蒸发器与所述冷凝器和所述压缩机连接。
5.根据权利要求4所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，每个所述热泵干燥单元还包括：
第一风机，所述第一风机与所述冷凝器邻近设置，所述冷凝器和所述第一风机的一侧连接有隔板；
第二风机，所述第二风机设置在所述第一壳体的外部，所述第二风机与所述蒸发器邻近设置。
6.根据权利要求5所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，每个所述余热回收单元包括：
换热器，所述换热器设置在所述第一壳体内，所述换热器设置有第一风阀；
第二风阀，所述第一壳体上设有进风口，所述第二风阀设置在所述进风口，所述进风口与所述换热器连接。
7.根据权利要求6所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述热泵机组、所述第一风机、所述第二风机、所述第一风阀以及所述第二风阀电性连接。
8.根据权利要求3所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，所述第一壳体上设有第一开口。
9.根据权利要求1所述的热泵草捆的干燥系统，其特征在于，所述冷却单元包括：第二壳体和冷风机，所述冷风机设置在所述第二壳体内，并位于所述传送结构的下方。
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