大温差送风式空气能烘干机的制作方法

本发明属于空气能热泵技术领域，尤其是涉及粮食等谷物烘干机应用的系统。

背景技术：

原有的空气能谷物烘干机主要采用同一工质进行逐级升温，遇到高温环境下工作时，越到后面的级数，往往出现工质高压过高，甚至高温或高压保护，无法正常运行。而早稻的收割季往往都在7月份，正是环温最高的时季，如果机出经常高温保护，无法达到高温恒温送风的话，那对稻谷的烘干效率就影响很大。有些厂家为了避免高温保护，采用卸压方式，或达到设定温度就卸载的方式，虽然烘干机不会高温高压保护，但出风温度波动很大，因此也达不到用户的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供一种解决了现有的空气能烘干机大多存在高环境温度下烘干时出现高温高压保护的情况、且出风温度上下波动很大，从而不利于稻谷的烘干的问题的大温差送风式空气能烘干机。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本发明的大温差送风式空气能烘干机，包括烘干塔，其特征在于：烘干塔的热源输入端与多段式加热结构连接，多段式加热结构包括依次连接的用于加热环境风的第一热泵加热段组件、用于加热从第一热泵加热段组件流出的热风的第二热泵加热段组件和用于加热从第二热泵加热段组件流出的热风的第三热泵加热段组件，第三热泵加热段组件流出的热风流入与其连接的烘干塔内，第一热泵加热段组件中的制冷剂采用具有中温中压属性的冷媒，所述的第二热泵加热段组件和第三热泵加热段组件的制冷剂都采用冷凝温度高于谷物烘干时所需的最大冷凝温度的具有高温低压属性的冷媒。第一热泵加热段组件中采用具有中温中压属性的冷媒使该段冷凝压力不会高，不容易出现高温高压保护，第二热泵加热段组件采用具有高温低压的冷媒解决了因第一热泵加热段组件出来的热风使第二热泵加热段组件中的冷媒的冷凝温度、冷凝压力升高，从而导致的高温保护的缺点，因此可以提供更高的出风温度，从第二热泵加热段组件出来的热风虽然有可能会使第三热泵加热段组件中的冷媒冷凝温度、冷凝压力继续升高，更加的处于高温高压保护的边缘，但由于第三热泵加热段组件中的冷媒为高于谷物烘干所需的最大冷凝温度的高温低压的冷媒，仍可正常运行。

优选地，第一热泵加热段组件包括由第一总管路依次连接第一压缩机、第一冷凝器、第一节流器和第一蒸发器、而形成的封闭式循环系统；第二热泵加热段组件包括由第二总管路依次连接第二压缩机、第二冷凝器、第二节流器和第二蒸发器而形成的封闭式循环系统；第三热泵加热段组件包括由第三支管路依次连接第三压缩机、第三冷凝器、第三节流器和第三蒸发器而形成的封闭式循环系统。

优选地，第一热泵加热段组件还包括两端分别连接于第一总管路上的第一压缩机与第一冷凝器之间的部位和第一总管路上的第一节流器与第一蒸发器之间的部位的第一支管路，第一支管路上设有用于卸压或化霜的第一电磁阀和第一铜球阀；第二热泵加热段组件还包括两端分别连接于第二总管路上的第二压缩机与第二冷凝器之间的部位和第二总管路上的第二节流器与第二蒸发器之间的部位的第二支管路，第二支管路上设有用于卸压或化霜的第二电磁阀和第二铜球阀；第三热泵加热段组件还包括两端分别连接于第三支管路上的第三压缩机与第三冷凝器之间的部位和第三支管路上的第三节流器与第三蒸发器之间的部位的第三支管路，第三支管路上设有用于卸压或化霜的第三电磁阀和第三铜球阀。用于卸压或化霜的第一电磁阀和第一铜球阀、第二电磁阀和第二铜球阀、第三电磁阀和第三铜球阀的设置防止了异常情况发生时，即使出现高温高压，也能通过卸压保护让机组正常工作，或由于环境温度低，出现低温低压，通过化霜来保护让机组正常工作。

优选地，第一热泵加热段组件还包括设于第一总管路上的第一冷凝器与第一节流器之间的部位上的第一过滤器；第二热泵加热段组件还包括设于第二总管路上的第二冷凝器与第二节流器之间的部位上的第二过滤器；第三热泵加热段组件还包括设于第三支管路上的第三冷凝器与第三节流器之间的部位上的第三过滤器。第一过滤器、第二过滤器和第三过滤器的设置防止因冷媒中混入杂质而影响机组运行效率。

优选地，第一热泵加热段组件的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第一冷凝器相邻；第二热泵加热段组件的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第二冷凝器相邻；第三热泵加热段组件的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第三冷凝器相邻。提高了制热能力。

优选地，第二压缩机和第三压缩机的功率相同且都小于第一压缩机的功率。第一压缩机采用大功率设置可提高对环境风的加热效果，第二压缩机和第三压缩机由于采用的是小功率，输出的热量比第一压缩机小，热风温差也比第一压缩机小，此外在流出第三热泵加热段组件的热风在达到客户需求的温度后，第三热泵加热段组件第三压缩机优先卸载，由于采用的是小压缩机，输出的热量比第一压缩机小，热风温差也比第一压缩机小，因此，卸载时，出风温度波动会很小，使出风温度相对更加稳定，相对更加恒温。

优选地，第一热泵加热段组件中的冷媒为r22冷媒；第二热泵加热段组件和第三热泵加热段组件中的冷媒同为r134a冷媒。谷物烘干的最高冷凝温度是在75度以下，而r134a冷媒可以在80度冷凝温度下正常运行。

优选地，第三热泵加热段组件和烘干塔之间设有用于加热从第三热泵加热段组件流出的热风的辅助电加热件。遇到低温环境时，要求输出60度热风时，就可通过启动辅助电加热件进行升温，解决低温环境下的热风需求，以达到稳定的送风温度。

优选地，从辅助电加热件流出的热风通过高温送风器将热风送入烘干塔内。减少热风在输送中的热量的损失度。

与现有技术相比，本大温差送风式空气能烘干机的优点在于：该空气能烘干机，出风温度波动小，出风更加均匀，运行更加稳定，在高环境温度下使用时，系统不会因为环温过高而出现高温高压保护，使机组更加平稳的运行，达到相对恒温送风的目，提高了粮食的烘干质量，保证了粮食的品质，帮助农户取得了可观的经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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提供了本发明实施例的外部结构示意图。

图2提供了本发明实施例的内部结构示意图。

图中，第一热泵加热段组件1、第一压缩机1-1、1-1’、第一冷凝器1-2、1-2’、第一电磁阀1-3、1-3’、第一过滤器1-4、1-4’、第一铜球阀1-5、1-5’、第一节流器1-6、1-6’、第一蒸发器1-7、1-7’、第一冷媒储存罐1-8、1-8’、第一总管路1-9、第一支管路1-10、第二热泵加热段组件2、第二压缩机2-1、2-1’、第二冷凝器2-2、2-2’、第二电磁阀2-3、2-3’、第二过滤器2-4、2-4’、第二铜球阀2-5、2-5’、第二节流器2-6、2-6’、第二蒸发器2-7、2-7’、第二冷媒储存罐2-8、2-8’、第二总管路2-9、第二支管路2-10、第三热泵加热段组件3、第三压缩机3-1、3-1’、第三冷凝器3-2、3-2’、第三电磁阀3-3、3-3’、第三过滤器3-4、3-4’、第三铜球阀3-5、3-5’、第三节流器3-6、3-6’、第三蒸发器3-7、3-7’、第三冷媒储存罐3-8、3-8’、第三支管路3-9、第三支管路3-10、辅助电加热件4、高温送风器5、烘干塔6。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1至2所示，本大温差送风式空气能烘干机，包括烘干塔6，其特征在于：烘干塔6的热源输入端与多段式加热结构连接，多段式加热结构包括依次连接的用于加热环境风的第一热泵加热段组件1、用于加热从第一热泵加热段组件1流出的热风的第二热泵加热段组件2和用于加热从第二热泵加热段组件2流出的热风的第三热泵加热段组件3，第三热泵加热段组件3流出的热风流入与其连接的烘干塔6内，第一热泵加热段组件1中的制冷剂采用具有中温中压属性的冷媒，所述的第二热泵加热段组件2和第三热泵加热段组件3的制冷剂都采用冷凝温度高于谷物烘干时所需的最大冷凝温度的具有高温低压属性的冷媒，第一热泵加热段组件1中采用具有中温中压属性的冷媒使该段冷凝压力不会高，不容易出现高温高压保护，第二热泵加热段组件2采用具有高温低压的冷媒解决了因第一热泵加热段组件1出来的热风使第二热泵加热段组件2中的冷媒的冷凝温度、冷凝压力升高，从而导致的高温保护的缺点，因此可以提供更高的出风温度，从第二热泵加热段组件2出来的热风虽然有可能会使第三热泵加热段组件3中的冷媒冷凝温度、冷凝压力继续升高，更加的处于高温高压保护的边缘，但由于第三热泵加热段组件3中的冷媒为高于谷物烘干所需的最大冷凝温度的高温低压的冷媒，仍可正常运行，第一热泵加热段组件1中的冷媒存放在第二冷媒储存罐1-8、1-8’内，第二热泵加热段组件2中的冷媒存放在第二冷媒储存罐2-8、2-8’内，第三热泵加热段组件3中的冷媒存放在第三冷媒储存罐3-8、3-8’内。

这里的冷媒又称制冷剂或制冷工质，它是在换热系统中不断循环并通过其本身的状态变化以实现制冷的工作物质，根据冷凝压力，制冷剂可分为三类低压高温制冷剂，中压中温制冷剂，如r717、r12、r22等，高压低温制冷剂，如r13、r14、二氧化碳、乙烷、乙烯等。

具体地，这里的第一热泵加热段组件1包括由第一总管路1-9依次连接第一压缩机1-1、1-1’、第一冷凝器1-2、1-2’、第一节流器1-6、1-6’和第一蒸发器1-7、1-7’、而形成的封闭式循环系统，第二热泵加热段组件2包括由第二总管路2-9依次连接第二压缩机2-1、2-1’、第二冷凝器2-2、2-2’、第二节流器2-6、2-6’和第二蒸发器2-7、2-7’而形成的封闭式循环系统，第三热泵加热段组件3包括由第三支管路3-9依次连接第三压缩机3-1、3-1’、第三冷凝器3-2、3-2’、第三节流器3-6、3-6’和第三蒸发器3-7、3-7’而形成的封闭式循环系统；这里的第一热泵加热段组件1还包括两端分别连接于第一总管路1-9上的第一压缩机1-1、1-1’与第一冷凝器1-2、1-2’之间的部位和第一总管路1-9上的第一节流器1-6、1-6’与第一蒸发器1-7、1-7’之间的部位的第一支管路1-10，第一支管路1-10上设有用于卸压或化霜的第一电磁阀1-3、1-3’和第一铜球阀1-5、1-5’，优选地采用铜球阀，第二热泵加热段组件2还包括两端分别连接于第二总管路2-9上的第二压缩机2-1、2-1’与第二冷凝器2-2、2-2’之间的部位和第二总管路2-9上的第二节流器2-6、2-6’与第二蒸发器2-7、2-7’之间的部位的第二支管路2-10，第二支管路2-10上设有用于卸压或化霜的第二电磁阀2-3、2-3’和第二铜球阀2-5、2-5’，优选地采用铜球阀，第三热泵加热段组件3还包括两端分别连接于第三支管路3-9上的第三压缩机3-1、3-1’与第三冷凝器3-2、3-2’之间的部位和第三支管路3-9上的第三节流器3-6、3-6’与第三蒸发器3-7、3-7’之间的部位的第三支管路3-10，第三支管路3-10上设有用于卸压或化霜的第三电磁阀3-3、3-3’和第三铜球阀3-5、3-5’，优选地采用铜球阀，用于卸压的第一电磁阀1-3、1-3’、第二电磁阀2-3、2-3’、第三电磁阀3-3、3-3’和用于化霜的第一铜球阀1-5、1-5’、第二铜球阀2-5、2-5’、第三铜球阀3-5、3-5’的设置防止了异常情况发生时，即使出现高温高压，也能通过卸压保护让机组正常工作，或由于环境温度低，出现低温低压，通过化霜来保护让机组正常工作；这里的第一热泵加热段组件1还包括设于第一总管路1-9上的第一冷凝器1-2、1-2’与第一节流器1-6、1-6’之间的部位上的第一过滤器1-4、1-4’，第二热泵加热段组件2还包括设于第二总管路2-9上的第二冷凝器2-2、2-2’与第二节流器2-6、2-6’之间的部位上的第二过滤器2-4、2-4’，第三热泵加热段组件3还包括设于第三支管路3-9上的第三冷凝器3-2、3-2’与第三节流器3-6、3-6’之间的部位上的第三过滤器3-4、3-4’，第一过滤器1-4、1-4’、第二过滤器2-4、2-4’和第三过滤器3-4、3-4’的设置防止因冷媒中混入杂质而影响机组运行效率；这里的第一热泵加热段组件1的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第一冷凝器1-2、1-2’相邻，第二热泵加热段组件2的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第二冷凝器2-2、2-2’相邻，第三热泵加热段组件3的数量为两个且沿着垂直于热风流动的方向并排设置，两个第三冷凝器3-2、3-2’相邻，提高了制热能力；这里的第二压缩机2-1、2-1’和第三压缩机3-1、3-1’的功率相同且都小于第一压缩机1-1、1-1’的功率，第一压缩机1-1、1-1’采用大功率设置可提高对环境风的加热效果，第二压缩机2-1、2-1’和第三压缩机3-1、3-1’由于采用的是小功率，输出的热量比第一压缩机1-1、1-1’小，热风温差也比第一压缩机1-1、1-1’小，此外在流出第三热泵加热段组件3的热风在达到客户需求的温度后，第三热泵加热段组件3第三压缩机3-1、3-1’优先卸载，由于采用的是小压缩机，输出的热量比第一压缩机1-1、1-1’小，热风温差也比第一压缩机1-1、1-1’小，因此，卸载时，出风温度波动会很小，使出风温度相对更加稳定，相对更加恒温；这里的第一热泵加热段组件1中的冷媒为r22冷媒，第二热泵加热段组件2和第三热泵加热段组件3中的冷媒同为r134a冷媒，谷物烘干的最高冷凝温度是在75度以下，而r134a冷媒可以在80度冷凝温度下正常运行。

进一步地，这里的第三热泵加热段组件3和烘干塔6之间设有用于加热从第三热泵加热段组件3流出的热风的辅助电加热件4，遇到低温环境时，要求输出60度热风时，就可通过启动辅助电加热件4进行升温，解决低温环境下的热风需求，以达到稳定的送风温度；这里的从辅助电加热件4流出的热风通过高温送风器5将热风送入烘干塔6内，减少热风在输送中的热量的损失度。

工作原理：本空气能烘干机，根据粮食的烘干工艺，采用全新风加热送风方式。本空气能烘干机，采用四段加热，其中三级热泵加热，一级辅助电加热段，可以适应更低环境下的烘干需求，通过四段加温，实现大温差送风，确保烘干的效率和系统的稳定。本空气能烘干机，第一段为环温进风级，采用两个r22冷媒的大功率的第一压缩机1-1、1-1’，压缩成高温高压的气态冷媒，输送到第一冷凝器1-2、1-2’放出热量，冷凝成高压液态的冷媒，同时把环境温度的进风进行加热，通过第一过滤器1-4、1-4’过滤，输送到第一节流器1-6、1-6’进行节流降压，形成低温低压的液态，输送到第一蒸发器1-7、1-7’，吸收空气源中的热量，转化成低温低压的气态，返回到第一压缩机1-1、1-1’进行压缩，进入下一循环，就这样不断的循环，其中第一电磁阀1-3、1-3’以及第一铜球阀1-5、1-5’做为卸压和化霜时得电并工作，一是确保系统不会超压保护，二是确保第一蒸发器1-7、1-7’结霜时进行热氟融霜；第二段采用两个r134a冷媒的高温专用第二压缩机2-1、2-1’，压缩成高温高压的气态冷媒，输送到第二冷凝器2-2、2-2’放出热量，冷凝成高压液态的冷媒，同时把一阶段加热后的送风温度进行二次加热，通过第二过滤器2-4、2-4’过滤，输送到第二节流器2-6、2-6’进行节流降压，形成低温低压的液态，输送到第二蒸发器2-7、2-7’，吸收空气源中的热量，转化成低温低压的气态，返回到第二压缩机2-1、2-1’进行压缩，进入下一循环，就这样不断的循环，其中第二电磁阀2-3、2-3’以及第二铜球阀2-5、2-5’做为卸压和化霜时得电并工作，一是确保系统不会超压保护，二是确保第二蒸发器2-7、2-7’结霜时进行热氟融霜；第三段也采用两个r134a冷媒的高温专用第三压缩机3-1、3-1’，压缩成高温高压的气态冷媒，输送到第三冷凝器3-2、3-2’放出热量，冷凝成高压液态的冷媒，同时把二阶段加热后的送风温度进行三次加热，通过第三过滤器3-4、3-4’过滤，输送到第三节流器3-6、3-6’进行节流降压，形成低温低压的液态，输送到第三蒸发器3-7、3-7’，吸收空气源中的热量，转化成低温低压的气态，返回到第三压缩机3-1、3-1’进行压缩，进入下一循环，就这样不断的循环，其中第三电磁阀3-3、3-3’以及第三铜球阀3-5、3-5’做为卸压和化霜时得电并工作，一是确保系统不会超压保护，二是确保第三蒸发器3-7、3-7’结霜时进行热氟融霜。当达到要求的送风温度后，优先卸载第三段的第三压缩机3-1、3-1’，继而卸载第二段的第二压缩机2-1、2-1’，根据环温的不同，对第二段和第三段的第二压缩机2-1、2-1’、第三压缩机3-1、3-1’进行加卸载，为了确保低环温下能正常供热风，一般在10度以下环温时，仍然能达到60度出风的需求，故在送风口处增设第四段加温，采用辅助电加热件4加热，确保低环温下，输出稳定的热风，满足谷物烘干的需求，优选地，本空气能烘干机，采用微电脑智能控制器，根据环境温度的变化，智能加卸载，智能启停电加热。烘干时，恒定送风温度确保全过程的智能烘干。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了第一热泵加热段组件1、第一压缩机1-1、1-1’、第一冷凝器1-2、1-2’、第一电磁阀1-3、1-3’、第一过滤器1-4、1-4’、第一铜球阀1-5、1-5’、第一节流器1-6、1-6’、第一蒸发器1-7、1-7’、第一总管路1-9、第一支管路1-10、第二热泵加热段组件2、第二压缩机2-1、2-1’、第二冷凝器2-2、2-2’、第二电磁阀2-3、2-3’、第二过滤器2-4、2-4’、第二铜球阀2-5、2-5’、第二节流器2-6、2-6’、第二蒸发器2-7、2-7’、第二总管路2-9、第二支管路2-10、第三热泵加热段组件3、第三压缩机3-1、3-1’、第三冷凝器3-2、3-2’、第三电磁阀3-3、3-3’、第三过滤器3-4、3-4’、第三铜球阀3-5、3-5’、第三节流器3-6、3-6’、第三蒸发器3-7、3-7’、第三支管路3-9、第三支管路3-10、辅助电加热件4、高温送风器5、烘干塔6等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。