CN206989664U - 太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统 - Google Patents

太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，包括有太阳能集热器、空气源热泵、全热交换器、管壳式换热器、蓄热水箱、循环风机、排湿风机，空气源热泵包括有室内冷凝器、室外蒸发器。本实用新型能够充分利用太阳能源和电能，当太阳能源过强时，通过蓄热水箱储存，当太阳能源不足时，通过蓄热水箱和使用空气源热泵加热为辅助热源，使系统能够获得稳定控温干燥效果，具有节能优点。本实用新型能够弥补传统干燥法受天气影响大、不卫生、品质无法保证的缺点，余热回收及利用方面更加完善。

Description

太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，属于太阳能利用领域。
背景技术
太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源，所以各国政府将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。干燥是一个高耗能的行业。据统计，法国、英国、瑞典等发达国家，高达12％的工业能耗用于千燥工艺。在各种工业干燥能耗中，农产品、食品的干燥能耗仅次于造纸业，位居第二位，中国干燥操作的能耗约占总能耗的10％。因此对干燥行业的节能已成为一种势在必行的趋势。太阳能作为一种高效的、清洁无污染、取之不尽、用之不竭的新能源，将太阳能集热器与热泵联合，既充分利用了太阳能，节约了能源，又利用热泵弥补了太阳能间歇性的缺点。为果蔬的干燥提供了一个稳定且持续热源。
发明内容
本发明的技术解决问题：温度不易控制，烘干不均匀，干燥时间长，耗能高，产品质量差，易造成果蔬变质、有营养成分损失严重、、干燥效率低的缺点。为达到缩短果蔬干燥周期、降低干燥成本、提高干燥后果蔬的品质，本发明将太阳能集热器、蓄热水箱与热泵联合，既充分利用了太阳能，节约了能源，又利用热泵弥补了太阳能间歇性的缺点。实现高效、高品质的果蔬干燥。最重要的是，三通阀在风管中的运用，可以使太阳能得到最高效的利用。
本发明采用的技术方案是：
太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：包括有太阳能集热器、空气源热泵、全热交换器、管壳式换热器、蓄热水箱、循环风机、排湿风机，空气源热泵包括有室内冷凝器、室外蒸发器，全热交换器的四个换热端口分别与新风入口一、风管二、风管三、风管六连接，风管二的另一端与干燥房内空间连通，风管六中设有排湿风机，风管六的另一端与室外蒸发器连通，风管三的另一端与太阳能集热器的回风口连接，风管三同时还与风管四的一端连接，风管三、风管四、全热交换器三者之间设有三通阀，风管四的另一端与风管五的中部连接，风管四与风管五垂直布置，风管五的顶端与太阳能集热器的出风口连接，风管五与 太阳能集热器的连接处设有循环风机，风管五的底端与管壳式换热器的空气入端连接，管壳式换热器的水端与蓄热水箱连接，管壳式换热器的空气出端与空气源热泵的室内冷凝器连接，管壳式换热器的空气出端同时还与空气源热泵的室内冷凝器连接，空气源热泵的室内冷凝器与干燥房内空间连通。
所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：所述管壳式换热器与蓄热水箱之间设有水泵，太阳能集热器的回风口设有风阀。
所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：在太阳辐射较强，太阳能集热器温度高于干燥所需温度时，关闭三通阀，开启管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，打开循环风机和太阳能集热器的风阀，新风经新风入口一、全热交换器、与房间内进入到集热器回风口的回风混合，在循环风机的作用下，一同进入太阳能集热器加热后，通过风管五，进入管壳式交换器，在冷却过热空气至合适干燥温度的同时，将多余的热量通过管壳式换热器储存在蓄热水箱里，经过管壳式换热器的热空气进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器的回风口进入，与从风管三流出的新风混合，经太阳能集热器的加热后继续循环使用。
所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：当太阳能集热器出口温度在干燥所需温度的合适温度范围内，关闭三通阀，关闭管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，打开循环风机和太阳能集热器的风阀，新风入口一、全热交换器、与房间内进入到集热器回风口的回风混合，在循环风机的作用下，一同进入太阳能集热器加热后，通过风管五、管壳式交换器，进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器的回风口进入，与从风管三流出的新风混合，经太阳能集热器的加热后继续循环使用。
所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：在太阳辐射较弱，太阳能集热器温度未达到干燥所需温度时，关闭太阳能集热器的风阀以及循环风机。若蓄热水箱温度高于蓄热水箱入口新风的温度时，打开三通阀，开启管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵；新风经过新风入口一、全热交换器后，直接 从三通阀通过，进入风管四，再流经风管五，通过管壳式换热器与蓄热水箱中的热水之间进行换热，若经管壳式换热器加热后的新风达到要求的干燥温度，则直接送入干燥室；若仍未达到所需温度，则被送至空气源热泵的室内冷凝器，空气源热泵的室内冷凝器将空气加热后送入干燥房内空间；若蓄热水箱温度低于蓄热水箱入口新风的温度时，关闭管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，新风经过新风入口一、全热交换器后，直接从三通阀通过，进入风管四，再流经风管五，通过管壳式换热器达到空气源热泵的冷凝器端，加热后送入室内。干燥后的高温高湿气体通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出。
所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：所述排湿风机外增加有一可以将排出的空气导向空气源热泵的室外蒸发器的挡板，挡板竖立在排湿风机和室外蒸发器前，二次吸收余热。
本发明根据太阳能集热器温度是否达到果蔬干燥的适宜温度来决定三通阀门的开启，以此合理控制了空气源热泵是否启用，达到了节能目的。
本发明根据太阳能集热器温度知否达到果蔬干燥的适宜温度来决定水泵的开启，既起到了加热或冷却空气的目的，又通过储存热量的形式，节约了能耗。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明能够充分利用太阳能源和电能，当太阳能源不足时使用空气源热泵加热为辅助热源，为果蔬的干燥提供了一个稳定且持续热源，具有节能优点。
本发明能够弥补传统干燥法受天气影响大、不卫生、品质无法保证的缺点，余热回收及利用方面更加完善。
附图说明
图1为本发明的部分结构的主视图。
图2为本发明风管部分的俯视图。
图3为本发明的轴测图。
图4为本发明的整体结构的主视图。
具体实施方式
如图1-4所示，太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，包括有太阳能集热器7、空气源热泵、全热交换器8、管壳式换热器9、蓄热水箱10、循环风机11、 排湿风机12，空气源热泵包括有室内冷凝器13、室外蒸发器17，全热交换器8的四个换热端口分别与新风入口1、风管2、风管3、风管6连接，风管2的另一端与干燥房内空间连通，风管6中设有排湿风机12，风管6的另一端与室外蒸发器连通，风管3的另一端与太阳能集热器7的回风口14连接，风管3同时还与风管4的一端连接，风管3、风管4、全热交换器8三者之间设有三通阀15，风管4的另一端与风管5的中部连接，风管4与风管5垂直布置，风管5的顶端与太阳能集热器7的出风口连接，风管5与太阳能集热器7的连接处设有循环风机11，风管5的底端与管壳式换热器9的空气入端连接，管壳式换热器9的水端与蓄热水箱10连接，管壳式换热器9的空气出端与干燥房内空间连通，管壳式换热器9的空气出端同时还与空气源热泵的室内冷凝器13连接，空气源热泵的室内冷凝器13与干燥房内空间连通。
管壳式换热器9与蓄热水箱10之间设有水泵，太阳能集热器7的回风口14设有风阀。
在太阳辐射较强，太阳能集热器7温度高于干燥所需温度时，关闭三通阀15，开启管壳式换热器9与蓄热水箱10之间的水泵，打开循环风机11和太阳能集热器7的风阀，新风经新风入口1、全热交换器8、与房间内进入到集热器回风口14的回风混合，在循环风机11的作用下，一同进入太阳能集热器7加热后，通过风管5，进入管壳式交换器9，在冷却过热空气至合适干燥温度的同时，将多余的热量通过管壳式换热器9储存在蓄热水箱10里，经过管壳式换热器9的热空气进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管2，流经全热交换器8，用其剩余热量加热外界新风后从风管6被排湿风机12排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器7的回风口进入，与从风管3流出的新风混合，经太阳能集热器7的加热后继续循环使用。
当太阳能集热器7出口温度在干燥所需温度的合适温度范围内，关闭三通阀15，关闭管壳式换热器9与蓄热水箱10之间的水泵，打开循环风机11和太阳能集热器7的风阀，新风入口1、全热交换器8、与房间内进入到集热器回风口14的回风混合，在循环风机11的作用下，一同进入太阳能集热器7加热后，通过风管5、管壳式交换器9，进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管2，流经全热交换器8，用其剩余热量加热外界新风后从风管6被排湿风 机12排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器7的回风口进入，与从风管3流出的新风混合，经太阳能集热器7的加热后继续循环使用。
在太阳辐射较弱，太阳能集热器7温度未达到干燥所需温度时，关闭循环风机11以及集热器7的风阀。若蓄热水箱温度高于蓄热水箱入口新风的温度时，打开三通阀，开启管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，启用热泵进行加热，打开三通阀15，开启管壳式换热器9与蓄热水箱10之间的水泵，新风经过新风入口1、全热交换器8后，直接从三通阀15通过，进入风管4，再流经风管5，通过管壳式换热器9与蓄热水箱10中的热水之间进行换热，若经管壳式换热器加热后的新风达到要求的干燥温度，则直接送入干燥室；若仍未达到所需温度，则被送至空气源热泵的室内冷凝器13，空气源热泵的室内冷凝器13将空气加热后送入干燥房内空间；若蓄热水箱温度低于蓄热水箱入口新风的温度时，关闭管壳式换热器9与蓄热水箱10之间的水泵，新风经过新风入口1、全热交换器8后，直接从三通阀15通过，进入风管4，再流经风管5，通过管壳式换热器9达到空气源热泵的冷凝器13，加热后送入室内。干燥后的高温高湿气体通过风管2，流经全热交换器8，用其剩余热量加热外界新风后从风管6被排湿风机12排出。
排湿风机12外增加有一可以将排出的空气导向空气源热泵的室外蒸发器17的挡板16，挡板16竖立在排湿风机12和室外蒸发器前，二次吸收排湿风机排出的余热。

Claims (6)

1.太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：包括有太阳能集热器、空气源热泵、全热交换器、管壳式换热器、蓄热水箱、循环风机、排湿风机，空气源热泵包括有室内冷凝器、室外蒸发器，全热交换器的四个换热端口分别与新风入口一、风管二、风管三、风管六连接，风管二的另一端与干燥房内空间连通，风管六中设有排湿风机，风管六的另一端与室外蒸发器连通，风管三的另一端与太阳能集热器的回风口连接，风管三同时还与风管四的一端连接，风管三、风管四、全热交换器三者之间设有三通阀，风管四的另一端与风管五的中部连接，风管四与风管五垂直布置，风管五的顶端与太阳能集热器的出风口连接，风管五与太阳能集热器的连接处设有循环风机，风管五的底端与管壳式换热器的空气入端连接，管壳式换热器的水端与蓄热水箱连接，管壳式换热器的空气出端与空气源热泵的室内冷凝器连接，管壳式换热器的空气出端同时还与空气源热泵的室内冷凝器连接，空气源热泵的室内冷凝器与干燥房内空间连通。
2.根据权利要求1所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：所述管壳式换热器与蓄热水箱之间设有水泵，太阳能集热器的回风口设有风阀。
3.根据权利要求2所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：在太阳辐射较强，太阳能集热器温度高于干燥所需温度时，关闭三通阀，开启管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，打开循环风机和太阳能集热器的风阀，新风经新风入口一、全热交换器、与房间内进入到集热器回风口的回风混合，在循环风机的作用下，一同进入太阳能集热器加热后，通过风管五，进入管壳式交换器，在冷却过热空气至合适干燥温度的同时，将多余的热量通过管壳式换热器储存在蓄热水箱里，经过管壳式换热器的热空气进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器的回风口进入，与从风管三流出的新风混合，经太阳能集热器的加热后继续循环使用。
4.根据权利要求2所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：当太阳能集热器出口温度在干燥所需温度的合适温度范围内，关闭三通阀，关闭管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，打开循环风机和太阳能集热器的风 阀，新风入口一、全热交换器、与房间内进入到集热器回风口的回风混合，在循环风机的作用下，一同进入太阳能集热器加热后，通过风管五、管壳式交换器，进入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体一部分通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出，另一部分高温高湿气体从太阳能集热器的回风口进入，与从风管三流出的新风混合，经太阳能集热器的加热后继续循环使用。
5.根据权利要求2所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：在太阳辐射较弱，太阳能集热器温度未达到干燥所需温度时，启用热泵进行加热，打开三通阀，开启管壳式换热器与蓄热水箱之间的水泵，关闭太阳能集热器的风阀以及循环风机，新风经过新风入口一、全热交换器后，直接从三通阀通过，进入风管四，再流经风管五，通过管壳式换热器与蓄热水箱中的热水之间进行换热，之后被送至空气源热泵的室内冷凝器，空气源热泵的室内冷凝器将空气加热后送入干燥房内空间；干燥后的高温高湿气体通过风管二，流经全热交换器，用其剩余热量加热外界新风后从风管六被排湿风机排出。
6.根据权利要求3-5中任一项所述的太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统，其特征在于：所述排湿风机外增加有一可以将排出的空气导向空气源热泵的室外蒸发器的挡板。
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CN107036428A (zh) * 2017-05-24 2017-08-11 合肥工业大学 太阳能与空气源热泵双源联合干燥系统
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