CN218511309U - 一种基于太阳能热泵的烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于太阳能热泵的烘干系统，属于物料烘干技术领域，包括：烘箱；本实用新型系统采用太阳能外置翅片和蒸发器双重结构制热，产生的热量与烘箱内的热水在第一换热器内进行换热，提高系统的烘干效果，同时能效能够提高30%以上，较大程度上节约能源利用；而且系统通过湿度传感器、真空度传感器和真空泵，实时监测烘箱内的湿度和真空度并进行调节，能够最大程度保证系统对于物料的烘干效果；而且系统通过冷却水箱、第一循环泵和冷却塔，对真空泵抽出的高温气体和水分进行冷却后排放，避免高温气体对环境产生影响，同时也可用于物料烘干后的冷却，提高系统设备的利用率，实现能源的最大化利用。

Description

一种基于太阳能热泵的烘干系统

技术领域

本实用新型属于物料烘干技术领域，具体涉及一种基于太阳能热泵的烘干系统。

背景技术

物料烘干是指利用热能使湿物料中的湿分汽化，并利用气流或真空带走汽化的湿分,从而达到烘干物料目的的操作。

太阳能热泵系统是指利用太阳能集热器收集来自太阳光的辐射热量，再经蒸发器中把热量与经压缩后的高温高压热泵工质进行热交换，经节流过程，热泵工质进入冷凝器放出热量，后低温低压工质再进入压缩机，如此反复循环，用于制热。

太阳能热泵烘干系统是指通过太阳能热泵系统放出的热量对湿物料进行烘干，以达到干燥物料的目的。

图1为现有技术用于物料干燥的太阳能热泵循环式烘干系统的结构示意图，在现有技术中，物料烘干时，太阳光一部分穿过黑色干燥室10的玻璃盖板20照射在内墙面上以及一部分照射在太阳能集热器7上，太阳能被内墙面和太阳能集热器7吸收并转换为热能，传递给待干燥的物料，对物料进行干燥，干燥过程中生成的高温高湿气体通过回风管道11输送到蒸发器1内，经蒸发器1将部分显热和潜热传给热泵工质，热泵工质经压缩机2压缩后变成高温高压气体，进入冷凝器3冷凝，冷凝后的高温干燥空气在循环风机5的作用下进入太阳能集热器7内进行换热升温，再经由进风管道8排入干燥室10内，对对物料进行干燥，以达到循环式烘干的功能。

本申请发明人发现：该系统在实际使用时仅具有物料烘干功能，物料烘干后取出需等待烘干过程中产生的高热量自然冷却才能够进行，降低了系统在物料烘干时的烘干效率。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种基于太阳能热泵的烘干系统，具有烘干冷却一体化，设备利用率高的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于太阳能热泵的烘干系统，包括：烘箱，所述烘箱的热水进口和热水出口间装配有烘干物料的烘干机构，所述烘箱与烘干机构间装配有冷却物料的冷却机构，所述烘箱上以及一侧装配有为烘干机构提供制热功能以及为冷却机构提供制冷功能的太阳能热泵氟系统。

优选的，所述烘干机构包括与烘箱热水进口固接的管道A和与烘箱热水出口固接的管道B，所述管道A与管道B的另一端间固接有第一换热器，第一换热器的第一介质出口与管道A固接，第一换热器的第一介质进口与管道B固接，所述管道B上按照靠近到远离烘箱热水进口的方向依次固接有第一电磁阀和第一循环泵，所述管道A上固接有第三电磁阀。

优选的，所述冷却机构包括与第一电磁阀和第一循环泵间管道B固接的管道C、与第三电磁阀靠近第一换热器侧管道A固接的管道D和与烘箱空气流通口固接的管道E，所述管道C上固接有第二电磁阀，所述管道C的另一端固接有冷水水箱，冷水水箱的出水口与管道C固接，所述冷水水箱的侧壁上固接有第二温度传感器，所述管道D上固接有第四电磁阀，所述管道D的另一端固接有冷却塔，冷却塔的第一进水口与管道D固接，所述冷却塔的第一出水口与冷水水箱间固接有管道F，所述冷却塔的第一出水口固接有管道G,所述管道G的另一端固接有真空泵，冷却塔的第二进水口与管道E固接。

优选的，所述太阳能热泵氟系统包括从上到下依次固接在烘箱侧壁上的第一温度传感器、湿度传感器、真空度传感器、与第一换热器第二介质进口固接的管道H和与第一换热器第二介质出口固接的管道I，所述管道H的另一端固接有四通阀，四通阀的第一阀口与管道H固接，所述四通阀的第二阀口、第三阀口和第四阀口上分别固接有管道J、管道K和管道L，所述管道J的另一端固接有压缩机，压缩机的出口与管道J固接，所述压缩机的进口固接有管道M，所述管道M的另一端固接有气液分离器，气液分离器的出口与管道M固接，所述气液分离器的进口与管道K的另一端固接，所述管道L的另一端固接有蒸发器，蒸发器的出口与管道L固接，所述蒸发器的进口固接有管道N，所述管道N的另一端固接有第二换热器，第二换热器的出口与管道N固接，所述第二换热器的进口与管道I的另一端固接，所述第二换热器的第二介质出口固接有管道O，所述管道O的另一端固接有太阳能外置翅片，太阳能外置翅片的进口与管道O固接,所述太阳能外置翅片的出口固接有管道P，所述管道P的另一端与第二换热器的第二介质进口固接，所述管道P上固接有第二循环泵。

优选的，所述管道E上、管道G上、管道O上和管道P上位于太阳能外置翅片与第二循环泵间分别固接有控制阀。

优选的，所述烘箱的侧壁且位于真空度传感器的下方固接有消泡阀。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型系统采用太阳能外置翅片和蒸发器双重结构制热，产生的热量与烘箱内的热水在第一换热器内进行换热，提高系统的烘干效果，同时能效能够提高30%以上，较大程度上节约能源利用；而且系统通过湿度传感器、真空度传感器和真空泵，实时监测烘箱内的湿度和真空度并进行调节，能够最大程度保证系统对于物料的烘干效果；而且系统通过冷却水箱、第一循环泵和冷却塔，对真空泵抽出的高温气体和水分进行冷却后排放，避免高温气体对环境产生影响，同时也可用于物料烘干后的冷却，提高系统设备的利用率，实现能源的最大化利用。

附图说明

图1为现有技术的结构示意图；

图2为本实用新型基于太阳能热泵的烘干系统的结构示意图；

图中：1、烘箱；2、第一温度传感器；3、湿度传感器；4、真空度传感器；5、消泡阀；6、第一电磁阀；7、第二电磁阀；8、第一循环泵；9、第三电磁阀；10、第四电磁阀；11、第一换热器；12、四通阀；13、压缩机；14、气液分离器；15、第二换热器；16、蒸发器；17、太阳能外置翅片；18、第二循环泵；19、控制阀；20、真空泵；21、冷却塔；22、冷水水箱；23、第二温度传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图2，本实用新型提供以下技术方案：一种基于太阳能热泵的烘干系统，包括：烘箱1，烘箱1的热水进口和热水出口间装配有烘干物料的烘干机构，烘箱1与烘干机构间装配有冷却物料的冷却机构，烘箱1上以及一侧装配有为烘干机构提供制热功能以及为冷却机构提供制冷功能的太阳能热泵氟系统。

具体的，烘干机构包括与烘箱1热水进口固接的管道A和与烘箱1热水出口固接的管道B，管道A与管道B的另一端间固接有第一换热器11，第一换热器11的第一介质出口与管道A固接，第一换热器11的第一介质进口与管道B固接，管道B上按照靠近到远离烘箱1热水进口的方向依次固接有第一电磁阀6和第一循环泵8，管道A上固接有第三电磁阀9。

具体的，冷却机构包括与第一电磁阀6和第一循环泵8间管道B固接的管道C、与第三电磁阀9靠近第一换热器11侧管道A固接的管道D和与烘箱1空气流通口固接的管道E，管道C上固接有第二电磁阀7，管道C的另一端固接有冷水水箱22，冷水水箱22的出水口与管道C固接，冷水水箱22的侧壁上固接有第二温度传感器23，管道D上固接有第四电磁阀10，管道D的另一端固接有冷却塔21，冷却塔21的第一进水口与管道D固接，冷却塔21的第一出水口与冷水水箱22间固接有管道F，冷却塔21的第一出水口固接有管道G,管道G的另一端固接有真空泵20，冷却塔21的第二进水口与管道E固接。

具体的，太阳能热泵氟系统包括从上到下依次固接在烘箱1侧壁上的第一温度传感器2、湿度传感器3、真空度传感器4、与第一换热器11第二介质进口固接的管道H和与第一换热器11第二介质出口固接的管道I，管道H的另一端固接有四通阀12，四通阀12的第一阀口与管道H固接，四通阀12的第二阀口、第三阀口和第四阀口上分别固接有管道J、管道K和管道L，管道J的另一端固接有压缩机13，压缩机13的出口与管道J固接，压缩机13的进口固接有管道M，管道M的另一端固接有气液分离器14，气液分离器14的出口与管道M固接，气液分离器14的进口与管道K的另一端固接，管道L的另一端固接有蒸发器16，蒸发器16的出口与管道L固接，蒸发器16的进口固接有管道N，管道N的另一端固接有第二换热器15，第二换热器15的出口与管道N固接，第二换热器15的进口与管道I的另一端固接，第二换热器15的第二介质出口固接有管道O，管道O的另一端固接有太阳能外置翅片17，太阳能外置翅片17的进口与管道O固接,太阳能外置翅片17的出口固接有管道P，管道P的另一端与第二换热器15的第二介质进口固接，管道P上固接有第二循环泵18。

具体的，管道E上、管道G上、管道O上和管道P上位于太阳能外置翅片17与第二循环泵18间分别固接有控制阀19。

本实施例的工作原理：

物料烘干时，若第一温度传感器2检测到烘箱1内的温度低于设定温度，则打开第一电磁阀6和第三电磁阀9，启动第一循环泵8和第二循环泵18，此时，第一循环泵8将烘箱1内的热水输送至第一换热器11内，再由第一换热器11重新回到烘箱1内，实现热水循环流动，第二循环泵18将太阳能外置翅片17内的热水输送至第二换热器15内，再由第二换热器15重新回到太阳能外置翅片17内，实现热水循环流动，在此过程中，压缩机13通过四通阀12将氟介质输送至第一换热器11内与烘箱1内的热水进行换热，加热烘箱1内的热水，实现物料的加热干燥，同时氟介质在第一换热器11内换热后进入第二换热器15内与太阳能外置翅片17内的热水进行换热升温，升温后进入蒸发器16内与空气进行二次换热，两次吸热后通过气液分离器14进行气液分离，气体再通过压缩机13压缩加热，实现烘箱1内热水的往复循环加热，以达到物料烘干的目的；

物料烘干过程中，对于烘箱1内的真空度以及湿度具有一定的要求，为了保证烘箱1内的真空度以及湿度达到要求，通过湿度传感器3和真空度传感器4实时监测烘箱1内的真空度和湿度，在烘箱1内的真空度和湿度不达标时，启动真空泵20，对烘箱1进行抽真空，抽出烘箱1内的气体和水分，直至烘箱1内的真空度和湿度达到要求；

由于真空泵20抽出的气体和水分是高温的，因此在排放时需要对其进行冷却，真空泵20抽出的气体和水分直接进入冷却塔21，同时关闭第一电磁阀6和第三电磁阀9，打开第二电磁阀7和第四电磁阀10，关闭第二循环泵18，冷水水箱22内的水通过第一循环泵8输送至第一换热器11内，再由第一换热器11输送至冷却塔21，与真空泵20抽出的高温气体和水分进行换热，冷却后的气体和气体和水分排放，而换热后的水由冷却塔21输送至冷水水箱22内，实现循环冷却，当第二温度传感器23检测到冷水水箱22内的水温高于设定温度时，压缩机13启动，通过四通阀12和气液分离器14，进入蒸发器16内和空气换热，通过第一换热器11与循环冷却水间实现换热降温，再进去压缩机13进行压缩，实现冷却水的循环降温，以达到冷却的目的；

物料烘干完成的冷却问题也可以通过真空泵20抽出高温空气进行冷却完成。

实施例2

本实施例较实施例1的不同之处在于：

具体的，烘箱1的侧壁且位于真空度传感器4的下方固接有消泡阀5。

本实施例的工作原理：

消泡阀5起到消泡的作用，能够有效避免物料在干燥过程中溢盘现象的发生。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于，包括：烘箱（1），所述烘箱（1）的热水进口和热水出口间装配有烘干物料的烘干机构，所述烘箱（1）与烘干机构间装配有冷却物料的冷却机构，所述烘箱（1）上以及一侧装配有为烘干机构提供制热功能以及为冷却机构提供制冷功能的太阳能热泵氟系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于：所述烘干机构包括与烘箱（1）热水进口固接的管道A和与烘箱（1）热水出口固接的管道B，所述管道A与管道B的另一端间固接有第一换热器（11），第一换热器（11）的第一介质出口与管道A固接，第一换热器（11）的第一介质进口与管道B固接，所述管道B上按照靠近到远离烘箱（1）热水进口的方向依次固接有第一电磁阀（6）和第一循环泵（8），所述管道A上固接有第三电磁阀（9）。

3.根据权利要求2所述的一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于：所述冷却机构包括与第一电磁阀（6）和第一循环泵（8）间管道B固接的管道C、与第三电磁阀（9）靠近第一换热器（11）侧管道A固接的管道D和与烘箱（1）空气流通口固接的管道E，所述管道C上固接有第二电磁阀（7），所述管道C的另一端固接有冷水水箱（22），冷水水箱（22）的出水口与管道C固接，所述冷水水箱（22）的侧壁上固接有第二温度传感器（23），所述管道D上固接有第四电磁阀（10），所述管道D的另一端固接有冷却塔（21），冷却塔（21）的第一进水口与管道D固接，所述冷却塔（21）的第一出水口与冷水水箱（22）间固接有管道F，所述冷却塔（21）的第一出水口固接有管道G,所述管道G的另一端固接有真空泵（20），冷却塔（21）的第二进水口与管道E固接。

4.根据权利要求3所述的一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于：所述太阳能热泵氟系统包括从上到下依次固接在烘箱（1）侧壁上的第一温度传感器（2）、湿度传感器（3）、真空度传感器（4）、与第一换热器（11）第二介质进口固接的管道H和与第一换热器（11）第二介质出口固接的管道I，所述管道H的另一端固接有四通阀（12），四通阀（12）的第一阀口与管道H固接，所述四通阀（12）的第二阀口、第三阀口和第四阀口上分别固接有管道J、管道K和管道L，所述管道J的另一端固接有压缩机（13），压缩机（13）的出口与管道J固接，所述压缩机（13）的进口固接有管道M，所述管道M的另一端固接有气液分离器（14），气液分离器（14）的出口与管道M固接，所述气液分离器（14）的进口与管道K的另一端固接，所述管道L的另一端固接有蒸发器（16），蒸发器（16）的出口与管道L固接，所述蒸发器（16）的进口固接有管道N，所述管道N的另一端固接有第二换热器（15），第二换热器（15）的出口与管道N固接，所述第二换热器（15）的进口与管道I的另一端固接，所述第二换热器（15）的第二介质出口固接有管道O，所述管道O的另一端固接有太阳能外置翅片（17），太阳能外置翅片（17）的进口与管道O固接,所述太阳能外置翅片（17）的出口固接有管道P，所述管道P的另一端与第二换热器（15）的第二介质进口固接，所述管道P上固接有第二循环泵（18）。

5.根据权利要求4所述的一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于：所述管道E上、管道G上、管道O上和管道P上位于太阳能外置翅片（17）与第二循环泵（18）间分别固接有控制阀（19）。

6.根据权利要求4所述的一种基于太阳能热泵的烘干系统，其特征在于：所述烘箱（1）的侧壁且位于真空度传感器（4）的下方固接有消泡阀（5）。

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