CN206683380U - 一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，包括太阳能空气集热器、空气换热器、干燥室、引风机、进风机、排风机、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、风管、四个风阀、三个三通。本干燥系统可实现太阳能干燥模式、太阳能与热泵联合回热干燥模式、热泵开式循环双回热干燥模式、热泵闭式循环除湿干燥模式四种运行模式，能满足不同气候条件下和不同干燥工艺下的连续干燥作业，可根据气候条件和干燥工艺的综合要求进行模式切换；本系统的优点是保证了干燥过程的连续性和稳定性，能够充分回收干燥物料后的尾气余热，节能效果明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种干燥系统，特别涉及一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，属于太阳能热利用技术领域。
背景技术
干燥行业是能耗较大的产业，在发达国家，大约20%的化石燃料应用于干燥。依靠化石燃料提供的热量，一方面污染严重，另一方面难以保证被干燥食品和农副产品的质量。在能源危机和环境危机的今天，无论从节能还是从环保角度，积极开发新能源，提高热能利用率，是绿色干燥行业发展的必然趋势。
太阳能作为21世纪最受关注的新能源，具有以下优点：太阳能取之不尽、用之不竭，节能环保。利用太阳能作为干燥热源，代替常规能源来加热干燥介质的绿色干燥技术越来越受到人们的关注。虽然太阳能干燥存在诸多优点，但是太阳能的不稳定性和季节性，使得太阳能干燥装置难以保证干燥过程的连续性和稳定性。热泵干燥技术是20世纪70年代末80年代初发展起来的一项高新技术。热泵干燥装置在低温干燥阶段具有良好的经济性，但难以满足干燥后期加热和除湿的要求，特别是在高温阶段，热泵系统的COP下降严重，节能效果有限。
发明内容
本实用新型解决的技术问题是：提供了一种最大程度使用太阳能资源，并和热泵供热技术、余热回收技术相结合，在不同气候条件下保证连续干燥作业，可根据干燥工艺要求实现多种运行模式的联合干燥系统，运行成本低，节能效果好。
本实用新型通过以下技术方案完成：一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，包括太阳能空气集热器、空气换热器、干燥室、引风机、进风机、排风机、第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、风管、三通A、三通B、三通C。太阳能空气集热器的出风管连接三通A，之间依次安装有引风机和第一风阀；连接三通A的一条风管与冷凝器相连，在冷凝器与干燥室之间的风管上安装有进风机；干燥室的出风口位置安装有排风机，排风机通过风管依次与蒸发器和三通B相连；三通B的一条风管与空气换热器中与高温空气入口相连，之间安装有第二风阀；三通B的另一条风管与三通C的另一端相连，之间安装有第四风阀；三通C的一条风管与三通A相连，三通C的另一条风管与空气换热器中被预热的空气出口相连，之间安装有第三风阀。
所述的冷凝器安装在三通A和进风机之间。
所述的蒸发器安装在三通B和排风机之间。
所述的蒸发器和冷凝器之间还分别连接有膨胀阀和压缩机。
所述的第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀，通过调节风阀之间的开启来完成不同干燥模式的切换。
本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统可实现太阳能干燥模式、太阳能与热泵联合回热干燥模式、热泵开式循环双回热干燥模式、热泵闭式循环除湿干燥模式四种运行模式，能满足不同气候条件下和不同干燥工艺下的连续干燥作业，可根据气候条件和干燥工艺的综合要求进行模式切换；干燥系统中设有空气换热器，能够极大程度地回收来自干燥室中高温高湿的尾气余热，极大地提高系统的热效率，节能效果明显；同时保证了太阳能干燥过程的连续性和稳定性。
附图说明
图1：本实用新型的系统结构示意图；
附图标记说明：1太阳能空气集热器；2空气换热器；3干燥室；4引风机；5进风机；6排风机；7第一风阀；8第二风阀；9第三风阀；10第四风阀；11蒸发器；12压缩机； 13冷凝器；14膨胀阀；15三通A；16三通B；17三通C。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容做进一步详细说明。
如图1所示，一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，包括太阳能空气集热器（1）、空气换热器（2）、干燥室（3）、引风机（4）、进风机（5）、排风机（6）、第一风阀（7）、第二风阀（8）、第三风阀（9）、第四风阀（10）、蒸发器（11）、压缩机（12）、冷凝器（13）、膨胀阀（14）、风管、三通A（15）、三通B（16）、三通C（17）。其中每个三通都会分别引出三条风管与相邻部件连通；四个风阀指第一风阀（7）、第二风阀（8）、第三风阀（9）、第四风阀（10）；三个三通指三通A（15）、三通B（16）、三通C（17）。
太阳能空气集热器（1）的出风管连接三通A（15），之间依次安装有引风机（4）和第一风阀（7）；连接三通A（15）的一条风管与冷凝器（13）相连，在冷凝器（13）与干燥室（3）之间的风管上安装有进风机（5）；干燥室（3）的出风口位置安装有排风机（6），排风机（6）通过风管依次与蒸发器（11）和三通B（16）相连；三通B（16）的一条风管与空气换热器（2）中与高温空气入口相连，之间安装有第二风阀（8）；三通B（16）的另一条风管与三通C（17）的另一端相连，之间安装有第四风阀（10）；三通C（17）的一条风管与三通A（15）相连，三通C（17）的另一条风管与空气换热器（2）中被预热的空气出口相连，之间安装有第三风阀（9）。
一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统中设置有四个风阀和三个三通，通过调节四个风阀的开启来完成不同干燥模式的切换。本实用新型可实现四种运行模式：太阳能干燥模式、太阳能与热泵联合回热干燥模式、热泵开式循环双回热干燥模式、热泵闭式循环除湿干燥模式。
所述的蒸发器（11）和冷凝器（13）之间还分别连接有压缩机（12）和、膨胀阀（14），与制冷剂管路共同构成了制冷剂循环系统。
所述的空气换热器（2），作为太阳能与热泵联合回热干燥模式的余热回收装置和热泵开式循环双回热干燥模式的二级余热回收装置。
所述的蒸发器（11）安装在三通B（16）和排风机（6）之间，用蒸发器（11）作为热泵开式循环双回热干燥模式的一级余热回收装置和热泵闭式循环除湿干燥模式的除湿装置。
本干燥系统可实现的四种运行模式，能满足不同气候条件下和不同干燥工艺下的连续干燥作业，其具体运行模式分别如下。
太阳能干燥模式：当太阳光充足时，太阳能空气集热器（1）所吸收的太阳能多于干燥室（3）的热量需求。此时，第一风阀（7）和第二风阀（8）处于开启状态，第三风阀（9）和第四风阀（10）处于关闭状态，引风机（4）、进风机（5）和排风机（6）启动，压缩机（12）关闭；室外新鲜空气被太阳能空气集热器（1）加热后，依次通过引风机（4）、第一风阀（7）、三通A（15）、冷凝器（13），通过进风机（5）进入干燥室（3）放出热量并吸收水分后，然后通过排风机（6）依次进入蒸发器（11）、三通B（16）、第二风阀（8）、空气换热器（2）排到环境中。此模式空气换热器（2）不回收余热。
太阳能与热泵联合回热干燥模式：当太阳光不充足或者多云天气时，太阳能空气集热器（1）所吸收的太阳能不能够满足干燥室（3）的热量需求。此时，第一风阀（7）和第二风阀（8）处于开启状态，第三风阀（9）和第四风阀（10）处于关闭状态，引风机（4）、进风机（5）和排风机（6）启动，压缩机（12）开启；室外新鲜空气被太阳能空气集热器（1）加热后，依次通过引风机（4）、第一风阀（7）和三通A（15），到达冷凝器（13）进一步加热，最后通过进风机（5）进入干燥室（3），放出热量并吸收水分后，通过排风机（6）进入蒸发器（11），蒸发器（11）吸收热量之后将热量传递到冷凝器（13），同时被回收热量之后的空气进入三通B（16）、第二风阀（8）、空气换热器（2）排到环境中。此模式空气换热器（2）不回收余热，蒸发器（11）回收余热之后将热量传递到冷凝器（13）。
热泵开式双回热干燥模式：当无太阳光，太阳能空气集热器（1）不能吸收热量时。此时，第二风阀（8）和第三风阀（9）处于开启状态，第一风阀（7）和第四风阀（10）处于关闭状态，引风机（4）、进风机（5）和排风机（6）启动，压缩机（12）开启；室外新鲜空气被空气换热器（2）中的高温高湿空气预热后，依次通过第三风阀（9）、三通C（17）和三通A（15），到达冷凝器（13）进一步加热，最后通过进风机（5）进入干燥室（3），放出热量并吸收水分后，通过排风机（6）进入蒸发器（11），蒸发器（11）吸收热量之后将热量传递到冷凝器（13），同时被回收热量之后的空气进入三通B（16）、第二风阀（8）到达空气换热器（2），与室外新鲜空气换热之后排到环境中，被预热之后的室外新鲜空气再一次进入循环。此模式蒸发器（11）第一次回收余热之后将热量传递到冷凝器（13），空气换热器（2）第二次回收余热预热新鲜空气。
热泵闭式循环除湿干燥模式：此模式运行时，第四风阀（10）处于开启状态，第一风阀（7）、第二风阀（8）和第三风阀（9）处于关闭状态，引风机（4）关闭，进风机（5）和排风机（6）启动，压缩机（12）开启；干燥室（3）的空气通过排风机（6）进入蒸发器（11），蒸发器（11）吸收热量之后将热量传递到冷凝器（13），同时被回收热量之后的空气进入三通B（16）、第四风阀（10）、三通C（17）、三通A（15）到达冷凝器（13）被加热，然后通过进风机（5）进入干燥室（3）放出热量并吸收水分。此模式蒸发器（11）回收余热之后将热量传递到冷凝器（13），同时通过蒸发器（11）除去了尾气中的水分，除湿之后的空气被再次利用。
上述具体实施方式仅是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，而不应理解为对本实用新型专利保护范围的限制。本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，做出各种变化或者替代，也应属于本实用新型的保护范畴。
Claims (4)
1.一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，包括太阳能空气集热器、空气换热器、干燥室、引风机、进风机、排风机、第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、风管、三通A、三通B、三通C；太阳能空气集热器的出风管连接三通A，之间依次安装有引风机和第一风阀；连接三通A的一条风管与冷凝器相连，在冷凝器与干燥室之间的风管上安装有进风机；干燥室的出风口位置安装有排风机，排风机通过风管依次与蒸发器和三通B相连；三通B的一条风管与空气换热器中与高温空气入口相连，之间安装有第二风阀；三通B的另一条风管与三通C的另一端相连，之间安装有第四风阀；三通C的一条风管与三通A相连，三通C的另一条风管与空气换热器中被预热的空气出口相连，之间安装有第三风阀。
2.根据权利要求1中所述的一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，其特征是：安装有空气换热器，作为太阳能与热泵联合回热干燥模式的余热回收装置和热泵开式循环双回热干燥模式的二级余热回收装置。
3.根据权利要求1中所述的一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，其特征是：冷凝器安装在三通A和进风机之间。
4.根据权利要求1中所述的一种可实现多模式运行的太阳能与热泵联合回热干燥系统，其特征是：蒸发器安装在三通B和排风机之间，用蒸发器作为热泵开式循环双回热干燥模式的一级余热回收装置和热泵闭式循环除湿干燥模式的除湿装置。
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| CN108870882A (zh) * | 2018-05-21 | 2018-11-23 | 上海理工大学 | 一种太阳能热泵联合干燥装置 |
| CN109099696A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-12-28 | 东南大学 | 一种太阳能辅助热泵干燥系统方法及装置 |
| CN112577306A (zh) * | 2020-12-16 | 2021-03-30 | 中南林业科技大学 | 一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置及其控制方法 |
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