CN204154091U - 太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及太阳能农产品物料干燥技术领域，尤其是涉及一种太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统。包括太阳能光电系统、太阳能集热采集器、热泵系统、蓄热和供热水箱、换热系统、干燥系统及控制系统。通过太阳能光电、集热和热泵的联合使用，可以实现三种模式功能，三种模式最终要实现的是供热水箱的水温达到指定的温度，而后送入干燥室的换热系统，空气通过离心式风机加压后经过换热器进行热交换，最后进入干燥室对物料进行干燥。本实用新型采用太阳能光电与太阳能热泵组合能源干燥系统，具有清洁、高效、节能等优点，提高了物料干燥效率，降低了生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能农产品物料干燥技术领域，尤其是涉及一种太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统。
背景技术
我国是一个农业大国，干燥农产品物料是农副产品加工过程中一个必要的环节，且耗能巨大。现有的农产品干燥热源有燃煤锅炉、燃油锅炉和电。在干燥过程中，根据物料的干燥特性曲线，大多数农产品干燥所需的温度比较低(比如枸杞干燥温度为55℃左右)，如果继续采用燃煤锅炉、燃油锅炉和电供热，这种装置单位能耗高、自动化水平低、劳动工作量大，运行成本高，不符合节能减排的要求，并且换出的热风从料盘上表面横向通过，热风利用率大大降低。其次热风从风道向两边的隧道折回，热风在隧道中不均匀，烘干的物料就不均匀。而烘干完后须对物料分选再进行二次烘干，烘干成本高，煤炉无法做无烟处理，造成很大的能源浪费和环境污染。同时温度难以控制，降低干燥物料成品的品质。
发明内容
本实用新型的目的在于避免现有技术中的缺陷而提供一种太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，有效解决了现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特点是包括太阳能光电系统和太阳能集热采集器，所述的太阳能光电系统与控制系统相连，所述的太阳能集热采集器的进口端管路上连接有主循环泵，太阳能集热采集器的出口端与蓄热水箱和供热水箱相连通；热泵组与太阳能集热采集器并联连接，热泵组与蓄热水箱相 连通，蓄热水箱与供热水箱连通，蓄热水箱和供热水箱底部对应设置有蓄热水箱排水阀和供热水箱排水阀，蓄热水箱的顶部还设置有蓄热水箱温度传感器和蓄热水箱水位传感器，供热水箱的顶部还设置有供热水箱温度传感器和供热水箱水位传感器，供热水箱通过高温进水管与换热器连通，换热器设置在干燥房内部，离心式风机后置连接在换热器正后面，换热器通过低温回水管与蓄热水箱连通。
所述的太阳能光电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过控制器与蓄电池组相连，控制器和蓄电池组通过DC/AC逆变电源与交流负载相连，交流负载与太阳能热泵用电系统相连。
所述的太阳能集热采集器的进水管上设置有第一组电磁控制阀，进水管口上还设置有Y型过滤器，太阳能集热采集器的出水口处设置有第一组温度调节阀，太阳能集热采集器的出水管路通过三通阀分为两路，第一路通过第二组电磁控制阀接蓄热水箱，第二路上通过第二组温度调节阀和第三组电磁控制阀接供热水箱，所述的第一组电磁控制阀、第二组电磁控制阀、第三组电磁控制阀、第一组温度调节阀和第二组温度调节阀与控制系统连接。
所述的干燥房端部设置换热器，干燥房内在风机送风通道和主通风道的两侧对称设置有多个干燥室，干燥房的上部设有与风机送风通道相连通的上风道窗，干燥房的下部设有与主通风道连通的风门，主通风道的一端设有与热泵组相连的热交换装置，热交换装置的热风管道与主通风道连通；物料收集装置通过支架设于筛选输运机的上部，上料提升机的一端设于筛选输运机的出料口，上料提升机的另一端固定在主输料机的上部；主输料机安装在干燥房的上方，主输料机与双向输料机连接，双向输料机与干燥房顶部设有的进料口连通，干燥房的外侧还设有卸料口；所述的换热器经换热后通过低温回水管路流入蓄热水箱，其低温回水管路上设置有第六组电磁控制阀和回水循环泵，第六组电磁控制阀和回水循环泵与控制系统连接；所述的干燥房设置为钢结构，其内壁上设置有保温板，干燥房上还设置有卸料输送带和排湿 口。
所述的热泵组与蓄热水箱通过两条管路连接，第一条管路为低温进水管路，低温进水管路上设置有第四组电磁控制阀和加热循环泵，第二条管路为高温蓄水管路，第四组电磁控制阀和加热循环泵与控制系统连接。
所述的蓄热水箱与供热水箱通过两条管路连接，第一条管路为高温水管路，高温水管路上设置有第三组温度调节阀；第二条管路为循环管路，循环管路上设置有循环热水泵和第四组温度调节阀，第三组温度调节阀、第四组温度调节阀和循环热水泵与控制系统连接。
所述的供热水箱与换热器相连的高温进水管上设置有第五组电磁控制阀、供热管路水温传感器和变频调速水泵，第五组电磁控制阀、供热管路水温传感器和变频调速水泵与控制系统连接。
所述的蓄热水箱低位水管路分为两条，第一条与热泵组相连，另一条与进水补给管路连接，进水补给管路上设置有第五组温度调节阀，蓄热水箱上的补给水管上还设置有第七组电磁控制阀，第五组温度调节阀和第七组电磁控制阀与控制系统连接。
所述的主循环泵蓄热水箱排水阀、供热水箱排水阀、蓄热水箱温度传感器、蓄热水箱水位传感器、供热水箱温度传感器和供热水箱水位传感器与控制系统连接。
所述的控制系统设有信息收集存储模块，每个模块对应一种运行模式，每个模块设有采集信息分析终端、干燥房温度检测、湿度检测和风量检测，其输出端连接智能控制模块，智能控制模块连接可视化屏幕。
本实用新型的有益效果是：所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其在现有的燃料干燥系统中引入太阳能光电与太阳能热泵联合供热干燥系统，解决了现有系统干燥成本高、污染严重的难题，提高了干燥物料的效率和品质；在太阳能光电与太阳能热泵联合热源供热干燥系统中引入可视化系统与自动控制系统，整个干燥过程采用三种模式工作状态，实现各干燥 房的精准控温、控湿、控风量，降低能源损失，全自动控制，避免了人员操作时的热能损失，提高了设备的机械自动化水平；整个供热干燥系统能量来源于太阳能，而且系统采用闭式循环，提高了热能利用率，大大降低了能耗，符合节能减排；系统中管路和水箱水量的进出是通过温度调节阀控制和电磁阀控制自动实现的，降低了劳动强度，操作方便，提高了设备的自动化水平；采用太阳能发电与太阳能热能技术，将能量储存，即使在太阳光不足或在阴天时，系统仍能正常运行。
附图说明
图1是本实用新型的总体结构示意图；
图2是本实用新型太阳能光电系统示意图；
图3是本实用新型干燥房主视结构示意图；
图4是本实用新型干燥房俯视结构示意图。
图中所示：1.太阳能光电系统，1.1.太阳能电池板，1.2.控制器，1.3.蓄电池组，1.4.DC/AC逆变电源，1.5.交流负载，1.6.太阳能热泵用电系统；2.太阳能集热采集器，3.热泵组，4.蓄热水箱，5.供热水箱，6.干燥房，6.1.物料收集装置，6.2.筛选输运机，6.3.上料提升机，6.4.热交换装置，6.4.1.风机送风通道，6.5.主输料机，6.6.双向输料机，6.7.上风道窗，6.8.卸料口，6.9.风门.6.10.卸料输送带，6.11.进料口，6.12.保温板，6.13.干燥室，6.14.排湿口；7.控制系统，8.换热器，9.第一组电磁控制阀，10.第一组温度调节阀，11.第二组电磁控制阀，12.第二组温度调节阀，13.第三组电磁控制阀，14.三通阀，15.第四组电磁控制阀，16.主循环泵，17.加热循环泵，18.第三组温度调节阀，19.第四组温度调节阀，20.循环热水泵，21.Y型过滤器，22.第五组电磁控制阀，23.变频调速水泵，24.蓄热水箱温度传感器，25.蓄热水箱水位传感器，26.蓄热水箱排水阀，27.供热水箱水位传感器，28.供热水箱温度传感器，29.供热水箱排水阀，30.供热管路水温传感器，31.第五组温 度调节阀，32.离心式风机，33.回水循环泵，34.第六组电磁控制阀，35.第七组电磁控制阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1至4所示，所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特点是包括太阳能光电系统1和太阳能集热采集器2，所述的太阳能光电系统1与控制系统7相连，所述的太阳能集热采集器2的进口端管路上连接有主循环泵16，太阳能集热采集器2的出口端与蓄热水箱4和供热水箱5相连通；热泵组3与太阳能集热采集器2并联连接，热泵组3与蓄热水箱4相连通，蓄热水箱4与供热水箱5连通，蓄热水箱4和供热水箱5底部对应设置有蓄热水箱排水阀26和供热水箱排水阀29，蓄热水箱4的顶部还设置有蓄热水箱温度传感器24和蓄热水箱水位传感器25，供热水箱5的顶部还设置有供热水箱温度传感器28和供热水箱水位传感器27，供热水箱5通过高温进水管与换热器8连通，换热器8设置在干燥房6内部，离心式风机32后置连接在换热器8正后面，换热器8通过低温回水管与蓄热水箱4连通。
所述的太阳能光电系统1包括太阳能电池板1.1，太阳能电池板1.1通过控制器1.2与蓄电池组1.3相连，控制器1.2和蓄电池组1.3通过DC/AC逆变电源1.4与交流负载1.5相连，交流负载1.5与太阳能热泵用电系统1.6相连。
所述的太阳能集热采集器2的进水管上设置有第一组电磁控制阀9，进水管口上还设置有Y型过滤器21，太阳能集热采集器2的出水口处设置有第一组温度调节阀10，太阳能集热采集器2的出水管路通过三通阀14分为两路，第一路通过第二组电磁控制阀11接蓄热水箱4，第二路上通过第二组温度调节阀12和第三组电磁控制阀13接供热水箱5，所述的第一组电磁控 制阀9、第二组电磁控制阀11、第三组电磁控制阀13、第一组温度调节阀10和第二组温度调节阀12与控制系统连接。
所述的干燥房6端部设置换热器8，干燥房6内在风机送风通道6.4.1和主通风道的两侧对称设置有多个干燥室6.13，干燥房6的上部设有与风机送风通道6.4.1相连通的上风道窗6.7，干燥房6的下部设有与主通风道连通的风门6.9，主通风道的一端设有与热泵组3相连的热交换装置6.4，热交换装置6.4的热风管道与主通风道连通；物料收集装置6.1通过支架设于筛选输运机6.2的上部，上料提升机6.3的一端设于筛选输运机6.2的出料口，上料提升机6.3的另一端固定在主输料机6.5的上部；主输料机6.5安装在干燥房6的上方，主输料机6.5与双向输料机6.6连接，双向输料机6.6与干燥房6顶部设有的进料口6.11连通，干燥房6的外侧还设有卸料口6.8；所述的换热器8经换热后通过低温回水管路流入蓄热水箱4，其低温回水管路上设置有第六组电磁控制阀34和回水循环泵33，第六组电磁控制阀34和回水循环泵33与控制系统7连接；所述的干燥房6设置为钢结构，其内壁上设置有保温板6.12，干燥房6上还设置有卸料输送带6.10和排湿口6.14。
所述的热泵组3与蓄热水箱4通过两条管路连接，第一条管路为低温进水管路，低温进水管路上设置有第四组电磁控制阀15和加热循环泵17，第二条管路为高温蓄水管路，第四组电磁控制阀15和加热循环泵17与控制系统7连接。
所述的蓄热水箱4与供热水箱5通过两条管路连接，第一条管路为高温水管路，高温水管路上设置有第三组温度调节阀18；第二条管路为循环管路，循环管路上设置有循环热水泵20和第四组温度调节阀19，第三组温度调节阀18、第四组温度调节阀19和循环热水泵20与控制系统7连接。
所述的供热水箱5与换热器8相连的高温进水管上设置有第五组电磁控制阀22、供热管路水温传感器30和变频调速水泵23，第五组电磁控制阀22、供热管路水温传感器30和变频调速水泵23与控制系统7连接。
所述的蓄热水箱4低位水管路分为两条，第一条与热泵组3相连，另一条与进水补给管路连接，进水补给管路上设置有第五组温度调节阀31，蓄热水箱4上的补给水管上还设置有第七组电磁控制阀35，第五组温度调节31阀和第七组电磁控制阀35与控制系统7连接。
所述的主循环泵16、蓄热水箱排水阀26、供热水箱排水阀29、蓄热水箱温度传感器24、蓄热水箱水位传感器25、供热水箱温度传感器28和供热水箱水位传感器27与控制系统7连接。
所述的控制系统7设有信息收集存储模块，每个模块对应一种运行模式，每个模块设有采集信息分析终端、干燥房温度检测、湿度检测和风量检测，其输出端连接智能控制模块，智能控制模块连接可视化屏幕。
所述的太阳能光电系统1在晴朗天气向用电系统提供电力，同时给蓄电池组充电，电能输出口与控制系统接入。
所述太阳能光电与太阳能热泵联合能源供热干燥系统，其工作有三种模式，该模式权属控制系统7，每一种模式对应一个信息收集和程式指令模块，三种模式按照不同的工况条件独立运行，且一种模式运行时其他模式处于停止状态。在模式一下工作时(即在太阳充足的条件下)，太阳能光电系统1开启工作，太阳能光电产生的电能一部分供给系统所消耗电能的设备上，另一部分电能储存在蓄电池组1.3中。系统通过自检蓄热水箱4或供热水箱5的水位信息并将信息反馈到控制系统7中的模式一，水位未达到设定值时，第一组电磁控制阀9开启，同时主循环泵16将启动，此时主循环泵16由太阳能集热采集器2温度(由第一组温度调节阀10反馈信息)、供热水箱5和蓄热水箱4温度控制运行，待水箱水位到设定值，第一组电磁控制阀9自动关闭，若太阳能集热采集器2温度高于水箱温度的某一设定值时，主循环泵16继续工作，太阳能集热采集器2吸收太阳能热量使来自水箱的水温继续升高，直至水箱温度与太阳能集热采集器2的温度接近或相等时，主循环泵16停止工作。同时，第五组电磁控制阀22开启，变频调速水泵23启动，供热 水箱5的集热水送至换热器8，离心风机32向换热器8送风，通过热交换将热风输送到干燥房6，热风进入干燥房6的上风道窗6.7加热被干燥物料，干燥房6含有若干个干燥室6.13，每个干燥室的顶部都设有上风道窗6.7，下面设有风门6.9，湿热风由风门6.9出来，从干燥房末端排湿口6.14排出，以此完成干燥。通过换热器8热交换后的低温水由回水循环泵33送至蓄热水箱4中，然后主循环泵16再启动，如此循环，不断的将太阳能转化为热能并储存到蓄热水箱4或供热水箱5中，实现了干燥系统的连续工作。在模式二下工作时(即在夜晚或没有太阳的条件下)，蓄电池组1.3供给系统用电设备。控制系统7自检后，蓄热水箱4或供热水箱5水位未达到设定值时，第七组电磁控制阀35打开并向蓄热水箱4补给水，到设定水位上第七组电磁控制阀35自动关闭。同时，第四组电磁控制阀15开启，加热循环泵17启动，该循环泵由蓄热水箱4中的水位和温度来控制运行。热泵组3开始工作并加热循环水，经加热的高温水进入蓄热水箱4的顶部，蓄热水箱4温度升高，当水箱温度达到设定值时，第三组温度调节阀18开启，高温水进入供热水箱5，若蓄热水箱4的水温低于设定值或供热水箱水位达到设定值时，第三组温度调节阀18关闭。供热水箱5底部蓄热水箱4连接，在供热水箱5中的水温低于设定值时，第四组温度调节阀19开启，加热循环泵17启动，直至供热水箱5中的水温在设定值以上，第四组温度调节阀19关闭，同时加热循环泵17停止工作。至此，供热水箱5中的水温达到干燥所需的温度，第五组电磁控制阀22开启，干燥开始，实现模式二工况的工作。在模式三下工作时(即在太阳不充足的条件下)，太阳能光电系统1开启工作，仅将太阳能转存为蓄电池组1.3，利用存储的电能提供系统用电。系统自检后，水箱水位达不到预设值时，第一组电磁控制阀9开启，同时主循环泵16将启动，太阳能集热采集器2吸收热量，第一组温度调节阀10在设定值内开启，介质水在三通阀14处分为两路，若将第二组温度调节阀12设定为某一值，水温达到该值第二组温度调节阀12开启，第三组电磁控制阀13将打开， 介质水进入供热水箱5，若水温达不到该值，第二组温度调节阀12关闭，第二组电磁控制阀11将打开，介质水进入蓄热水箱4。同时，热泵组3开始运行，第四组电磁控制阀15开启，热泵组3向蓄热水箱4供高温水，水箱上部的水温高于第三组温度调节阀18的设定值时，阀组开启。水箱下部的水温低于第一组温度调节阀10的设定值时，第五组温度调节阀31开启，介质水循环至太阳能集热采集器2。此模式下，太阳能提供低位能能量，而后热泵组再提供高位能能量，如此循环使供热水箱中的介质水达到干燥所需温度，物料干燥开始，实现模式三工况下的工作。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征是包括太阳能光电系统和太阳能集热采集器，所述的太阳能光电系统与控制系统相连，所述的太阳能集热采集器的进口端管路上连接有主循环泵，太阳能集热采集器的出口端与蓄热水箱和供热水箱相连通；热泵组与太阳能集热采集器并联连接，热泵组与蓄热水箱相连通，蓄热水箱与供热水箱连通，蓄热水箱和供热水箱底部对应设置有蓄热水箱排水阀和供热水箱排水阀，蓄热水箱的顶部还设置有蓄热水箱温度传感器和蓄热水箱水位传感器，供热水箱的顶部还设置有供热水箱温度传感器和供热水箱水位传感器，供热水箱通过高温进水管与换热器连通，换热器设置在干燥房内部，离心式风机后置连接在换热器正后面，换热器通过低温回水管与蓄热水箱连通。
2.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的太阳能光电系统包括太阳能电池板，太阳能电池板通过控制器与蓄电池组相连，控制器和蓄电池组通过DC/AC逆变电源与交流负载相连，交流负载与太阳能热泵用电系统相连。
3.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的太阳能集热采集器的进水管上设置有第一组电磁控制阀，进水管口上还设置有Y型过滤器，太阳能集热采集器的出水口处设置有第一组温度调节阀，太阳能集热采集器的出水管路通过三通阀分为两路，第一路通过第二组电磁控制阀接蓄热水箱，第二路上通过第二组温度调节阀和第三组电磁控制阀接供热水箱，所述的第一组电磁控制阀、第二组电磁控制阀、第三组电磁控制阀、第一组温度调节阀和第二组温度调节阀与控制系统连接。
4.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的干燥房端部设置换热器，干燥房内在风机送风通道和主通风道的两侧对称设置有多个干燥室，干燥房的上部设有与风机送风通道相连通 的上风道窗，干燥房的下部设有与主通风道连通的风门，主通风道的一端设有与热泵组相连的热交换装置，热交换装置的热风管道与主通风道连通；物料收集装置通过支架设于筛选输运机的上部，上料提升机的一端设于筛选输运机的出料口，上料提升机的另一端固定在主输料机的上部；主输料机安装在干燥房的上方，主输料机与双向输料机连接，双向输料机与干燥房顶部设有的进料口连通，干燥房的外侧还设有卸料口；所述的换热器经换热后通过低温回水管路流入蓄热水箱，其低温回水管路上设置有第六组电磁控制阀和回水循环泵，第六组电磁控制阀和回水循环泵与控制系统连接；所述的干燥房设置为钢结构，其内壁上设置有保温板，干燥房上还设置有卸料输送带和排湿口。
5.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的热泵组与蓄热水箱通过两条管路连接，第一条管路为低温进水管路，低温进水管路上设置有第四组电磁控制阀和加热循环泵，第二条管路为高温蓄水管路，第四组电磁控制阀和加热循环泵与控制系统连接。
6.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的蓄热水箱与供热水箱通过两条管路连接，第一条管路为高温水管路，高温水管路上设置有第三组温度调节阀；第二条管路为循环管路，循环管路上设置有循环热水泵和第四组温度调节阀，第三组温度调节阀、第四组温度调节阀和循环热水泵与控制系统连接。
7.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的供热水箱与换热器相连的高温进水管上设置有第五组电磁控制阀、供热管路水温传感器和变频调速水泵，第五组电磁控制阀、供热管路水温传感器和变频调速水泵与控制系统连接。
8.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的蓄热水箱低位水管路分为两条，第一条与热泵组相连，另一条与进水补给管路连接，进水补给管路上设置有第五组温度调节阀，蓄热水 箱上的补给水管上还设置有第七组电磁控制阀，第五组温度调节阀和第七组电磁控制阀与控制系统连接。
9.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的主循环泵蓄热水箱排水阀、供热水箱排水阀、蓄热水箱温度传感器、蓄热水箱水位传感器、供热水箱温度传感器和供热水箱水位传感器与控制系统连接。
10.如权利要求1所述的太阳能光电和热泵联合能源供热干燥系统，其特征在于：所述的控制系统设有信息收集存储模块，每个模块对应一种运行模式，每个模块设有采集信息分析终端、干燥房温度检测、湿度检测和风量检测，其输出端连接智能控制模块，智能控制模块连接可视化屏幕。
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