一种具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置的制作方法

本实用新型涉及热泵系统设计技术领域，具体涉及一种具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置。

背景技术：

午季和秋季大田里收获的谷物，可以采用热泵机组提供热量进行烘干；在烘干中心等待烘干的潮湿谷物，需要降温排热低温贮藏，防止发热霉变；烘干入库的谷物，又需要经常性地降温排热进行低温储藏，以降低陈化速度、保持谷物品质和口感。

谷物烘干需要加热升温，是一个吸热过程；谷物低温贮藏需要排热降温，是一个放热过程；而热泵机组本质上是一个制冷装置，是一个“热量搬运工”，具有蒸发器吸热与冷凝器放热的双重功能，从技术上看存在着一台热泵机组同时或错时满足谷物高温烘干与低温贮藏两个功能的现实可能性；

如何整合粮食生产过程中的烘干与冷藏设备，发挥热泵机组高温烘干与低温贮藏的双重功能，实现热泵机组“一机两用”、“一机三用”，提高热泵机组的效能与利用率，降低粮食烘干与贮藏成本，具有重要意义。

技术实现要素：

针对背景技术中提出的现有问题，本实用新型提供了一种具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置，包括谷物烘干仓、谷物储存仓和热泵干燥系统；所述谷物烘干仓上连接有进风通道和出风通道，所述出风通道一端与所述谷物烘干仓连接，另一端与所述谷物储存仓连接；

所述热泵干燥系统包括有至少一组热泵机组，所述热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，各个所述热泵机组的冷凝器顺序排列布置在所述进风通道内、蒸发器顺序排列在所述出风通道内。

较佳地，所述冷凝器与所述谷物烘干仓之间的进风通道上还设置有与外界连通的第一通道；

且所述第一通道与所述进风通道的连接处设置有第一气流切换风门，通过控制第一气流切换风门转动打开进风通道、闭合第一通道，或者闭合进风通道、打开第一通道。

较佳地，所述蒸发器与所述谷物烘干仓之间的出风通道上还设置有与外界连通的第二通道；

且所述第二通道与所述出风通道的连接处设置有第二气流切换风门，通过控制第二气流切换风门转动打开出风通道、闭合第二通道，或者闭合出风通道、打开第二通道。

较佳地，所述出风通道的末端与所述谷物储存仓之间设置有一第一风机，在第一风机的作用带动所述进风通道、出风通道内空气的流动。

较佳地，所述第一风机与所述谷物储存仓之间的出风通道上还设置有与外界连通的第三通道；且所述第三通道与出风通道的连接处设置有第三气流切换风门，通过控制第三气流切换风门转动打开出风通道、闭合第三通道，或者闭合出风通道、打开第三通道。

较佳地，所述第一风机采用高压头、大风量的风机，所述第一风机的压力≥2000pa，风量≥10000m³/h。

较佳地，所述第一通道的出口处设置有第二风机。

较佳地，所述出风通道上靠近所述谷物烘干仓的一侧设置有除尘器。

较佳地，所述出风通道将空气输送到所述谷物储存仓的底部，空气自所述谷物储存仓的底部向上渗透。

较佳地，所述谷物储存仓的底部布置有多个并联的输送管，所述输送管上均布有多个出气孔，所述出风通道将空气输送到各输送管内，经由所述出气孔输送到所述谷物储存仓内。

本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

本实用新型提供的谷物储存装置，利用流经冷凝器获得的热空气对谷物烘干仓6内的谷物进行干燥，利用流经蒸发器产生的冷空气对谷物储存仓内的谷物进行冷藏，集谷物干燥以及谷物冷藏为一体，充分回收能量，大大节省了成本，且结构紧凑，占用空间小。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中：

图1为本实用新型提供的具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置的结构示意图；

图2为本实用新型中谷物储存仓的竖向剖视图；

图3为本实用新型中谷物储存仓的横向半剖示意图；

图4为本实用新型提供的具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置烘干运行状态下的示意图；

图5为显示图4状态下空气流经各部件时的压力值的示意图；

图6为本实用新型提供的具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置凉谷运行状态下的示意图；

图7为显示图6状态下空气流经各部件时的压力值的示意图；

图8为本实用新型提供的具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置烘干与凉谷联合运行状态下的示意图。

具体实施方式

参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

参照图1-3，本实用新型提供了一种具有烘干和冷谷功能的谷物储存装置，包括谷物烘干仓6、谷物储存仓15和热泵干燥系统；谷物烘干仓6上连接有进风通道1和出风通道11，出风通道11一端与谷物烘干仓6连接，另一端与谷物储存仓15连接。其中，热泵干燥系统包括有至少一组热泵机组，热泵机组包括有相连形成制冷剂循环系统的压缩机16、冷凝器2、节流装置17和蒸发器18，各个热泵机组的冷凝器顺序排列布置在进风通道1内、蒸发器顺序排列在所述出风通道内。

本实用新型提供的谷物储存装置，利用流经冷凝器获得的热空气对谷物烘干仓6内的谷物进行干燥，利用流经蒸发器产生的冷空气对谷物储存仓内的谷物进行冷藏，集谷物干燥以及谷物冷藏为一体，充分回收能量，大大节省了成本，且结构紧凑，占用空间小。

在本实施例中，谷物烘干机6通常采用循环式谷物烘干机，由钣金壳体、谷物烘干段结构、提升机组成。当然在其他实施例中，谷物烘干机6的具体结构形式也可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，热泵干燥系统所包括的热泵机组的组数可根据具体情况进行调整，此处不做限制。例如，图1中所示，热泵干燥系统包括有三组热泵机组，且顺着空气的流动方向，三个冷凝器的排列方式与相对于的三个蒸发器的排列方式相反。

在本实施例中，出风通道11上靠近谷物烘干仓6的一侧设置有除尘器8，用于去掉由谷物烘干仓6排出的空气内的灰尘杂质，避免进入谷物储存仓15内。

进一步的，除尘器8通常采用旋风滤筒联合除尘装置，由旋风除尘器和滤筒组除尘器串联而成，旋风除尘器前置，滤筒组除尘器后置；当然在其他实施例中，除尘器8的具体结构形式也可根据具体情况进行调整，此处不做限制。

在本实施例中，出风通道11的末端与谷物储存仓15之间设置有一第一风机12，在第一风机12的作用下带动进风通道1、出风通道11内空气的流动。本实施例中第一风机12是气路的动力源，具体为设置在蒸发器之后的用于提供谷物烘干运行时全系统气路动力的蒸发器离心风机；同时，第一风机12也是凉谷运行时蒸发器产生的冷空气穿透谷堆的动力源。

进一步的，第一风机12采用高压头、大风量的风机，第一风机的压力≥2000pa，风量≥10000m3/h。本实用新型蒸发器离心风机具有高压头(≥2000pa)、大风量(≥10000m3/h)的特点：①在谷物烘干运行时，蒸发器离心风机是全系统气路动力，拉动环境空气顺序流过冷凝器组加热成为干燥空气、流过烘干机干燥段与潮湿谷物进行热湿交换、流过除尘器滤除粉尘、流过蒸发器组降温除湿留下热量，此时蒸发器离心风机在吸风口对气流做功，在吸风口产生相对于大气压-2000pa以下的负压；②在凉谷运行时，蒸发器离心风机是冷空气穿透谷堆的动力，此时蒸发器离心风机主要在离心风机排风口对气流做功，在出风口产生相对于大气压+2000pa以上的正压，推动蒸发器产生的冷空气穿透谷堆。

在本实施例中，该谷物储存装置还包括设置在冷凝器之后专用于凉谷时冷凝器运行的冷凝器轴流风机。

在本实施例中，冷凝器2与谷物烘干仓6之间的进风通道1上还设置有与外界连通的第一通道3；且第一通道3与进风通道1的连接处设置有第一气流切换风门7，通过控制第一气流切换风门转动打开进风通道1、闭合第一通道3，或者闭合进风通道1、打开第一通道3。

进一步的，第一通道3的出口处设置有第二风机5，第二风机5的设置用于促进进风通道1内的空气从第一通道3流出。

在本实施例中，蒸发器与谷物烘干仓15之间的出风通道11上还设置有与外界连通的第二通道10；且第二通道10与出风通道11的连接处设置有第二气流切换风门9，通过控制第二气流切换风门9转动打开出风通道10、闭合第二通道10，或者闭合出风通道11、打开第二通道10。

在本实施例中，第一风机12与谷物储存仓15之间的出风通道11上还设置有与外界连通的第三通道13；且第三通道13与出风通道11的连接处设置有第三气流切换风门14，通过控制第三气流切换风门14转动打开出风通道11、闭合第三通道13，或者闭合出风通道11、打开第三通道13。

本实施例中，通过第一通道3、第一气流切换风门7、第二通道10、第二气流切换风门9、第三通道13、第三气流切换风门14的设置，实现谷物储存装置的多种功能，具体的具有以下3种运行方式：

1、烘干运行

参照图4-5，控制第一气流切换风门7打开进风通道1、关闭第一通道3；控制第二气流切换风门9打开出风通道11、关闭第二通道10；控制第三气流切换风门14打开第三通道14、闭合第一风机12后方的进风通道，将第一风机对环境大气的出风口打开，对谷堆底部风道的出风口闭合。

烘干运行时，装入循环式谷物烘干仓6的潮湿谷物在提升机的作用下，连续缓慢穿过谷物烘干仓6的干燥段，开始谷物烘干循环；蒸发器组从谷物烘干仓6的出风中吸取热量，通过冷凝器组对干燥新风进行加热；加热之后的干燥新风，穿越谷物烘干仓6干燥段，并在干燥段内对潮湿谷物进行加热将谷物中水分蒸发为水蒸汽形成暖湿气流排出谷物烘干仓6；排出谷物烘干仓6的暖湿气流进入除尘器8，在除尘器8中滤除粉尘的暖湿空气再次进入蒸发器组降温除湿放出热量，所放出热量通过热量载体制冷剂的闭路循环再次输送到热泵冷凝器，开始新一轮热量循环。

上述谷物烘干运行时，第一风机12是全系统气路动力，拉动环境空气顺序流过冷凝器组加热成为干燥空气、流过谷物烘干仓6干燥段与潮湿谷物进行热湿交换、流过除尘器滤除粉尘、流过蒸发器组降温除湿留下热量，此时第一风机12在吸风口对气流做功，在吸风口产生相对于大气压-2000pa以下的负压。

2、凉谷运行

参照图6-7，控制第一气流切换风门7关闭进风通道1、打开第一通道3，使得经过冷凝后产生的热空气直接排到外界空气中；控制第二气流切换风门9闭合出风通道11、打开第二通道10，直接采用外界空气流经蒸发器组；控制第三气流切换风门14闭合第三通道14、打开第一风机12后方的进风通道，将离心风机对环境大气的出风口关闭，对谷堆底部风道的出风口打开。

本实用新型冷谷运行之前，先对烘干运行的连接风道进行调整切换，切换之后的风道将热泵机组冷凝器组的出风直接排入环境大气，将蒸发器组的吸入口接入环境大气，使蒸发器组之后的第一风机由在吸入口对吸入气流做功调整为在排出口对排出气流做功，生产高压低温凉谷输出气流；

本实用新型在凉谷运行时，将蒸发器组的吸入口接入环境大气，使蒸发器组之后的第一风机12由烘干运行时在吸入口对吸入气流做功调整为在排出口对排出气流做功，生产高压低温输出气流；经过热泵蒸发器组降温除湿而成的低温空气，被蒸发器离心风机注入粮库谷堆下部的连接风道和气流分配器；低温空气通过谷堆底部大通风截面积的气流分配器之后，低速渗入谷物堆层，自下而上，吸收谷物热量，成为暖热空气再从谷堆顶部逸出，谷物被冷却。

在凉谷运行时，第一风机12是冷空气穿透谷堆的动力，此时蒸发器离心风机主要在离心风机排风口对气流做功，在出风口产生相对于大气压+2000pa以上的正压，推动蒸发器产生的冷空气穿透谷堆.

3、烘干与凉谷联合运行

参照图8，控制第一气流切换风门7打开进风通道1、关闭第一通道3；控制第二气流切换风门9打开出风通道11、闭合第二通道10；控制第三气流切换风门14闭合第三通道14、打开第一风机12后方的进风通道，将离心风机对环境大气的出风口关闭，对谷堆底部风道的出风口打开。

在烘干与凉谷联合运行时，第一风机12既在吸入口做功产生负压又在排出口做功产生正压，同时给气流路径为环境大气-冷凝器组-谷物烘干仓干燥段-除尘器-蒸发器组的烘干气流，和气流路径为连接风道-气流分配器-谷堆的凉谷气流，提供克服气流沿程阻力的动力来源；谷物烘干的热量循环依然是，热泵蒸发器从烘干机出风中吸取热量，通过热泵冷凝器组对干燥新风进行加热；加热之后的干燥新风，穿越烘干机干燥段，并在干燥段内对潮湿谷物进行加热将谷物中水分蒸发为水蒸汽形成暖湿气流排出烘干机；排出烘干机的暖湿气流进入除尘器，在除尘器中滤除粉尘的暖湿空气再次进入热泵蒸发器降温除湿放出热量而成为低温冷空气，所放出热量通过热量载体制冷剂的闭路循环再次输送到热泵冷凝器，开始新一轮热量循环；而凉谷正好利用了经过热泵蒸发器组降温除湿而生成的低温空气，低温空气被蒸发器离心风机注入粮库谷堆下部的连接风道，通过谷堆底部大通风截面积的气流分配器之后，低速渗入谷物堆层，自下而上，吸收谷物热量，成为暖热空气再从谷堆顶部逸出，实现谷物降温冷却。

在本实施例中，出风通道11将空气输送到谷物储存仓15的底部，空气自谷物储存仓15的底部向上渗透。

进一步的，如图2-3中所示，谷物储存仓15的底部布置有多个并联的输送管19，输送管19上均布有多个出气孔20，出风通道11将空气输送到各输送管19内，经由出气孔20输送到谷物储存仓15内。

本实用新型提供的具有烘干和冷谷双重功能的热泵联合装置，具有以下有益之处是：

1.可靠实现热泵机组烘干工况对冷谷工况的切换

为了实现快速高效烘干，在出风70℃的烘干工况下，热泵机组的冷凝器侧进出风焓差，达到50kj/kg左右，蒸发器侧进出风焓差高达35kj/kg；而冷谷工况下，将25℃50％左右环境空气降温除湿到5℃100％附近，焓差37kj/kg左右，与烘干工况蒸发器进出风焓差接近；

本实用新型一种具有烘干和冷谷双重功能的热泵联合装置，冷谷运行时，通过对环境空气温湿度的检测，按照环境空气除湿降温到5℃100％的焓差要求，启动运行烘干机组的制冷能力，可靠实现热泵机组烘干工况对冷谷工况的切换；

2.可靠实现热泵机组风路工况在烘干与冷谷之间的切换

本实用新型提供的一种具有烘干和冷谷双重功能的热泵联合装置，采用具有高压头(≥2000pa)、大风量(≥10000m3/h)特点的蒸发器离心风机，可靠实现热泵机组风路工况在烘干与冷谷之间的切换：①在谷物烘干运行时，蒸发器离心风机是全系统气路动力，拉动环境空气顺序流过冷凝器组加热成为干燥空气、流过烘干机干燥段与潮湿谷物进行热湿交换、流过除尘器滤除粉尘、流过蒸发器组降温除湿留下热量，此时蒸发器离心风机在吸风口对气流做功，在吸风口产生相对于大气压-2000pa以下的负压；②在凉谷运行时，蒸发器离心风机是冷空气穿透谷堆的动力，此时蒸发器离心风机主要在离心风机排风口对气流做功，在出风口产生相对于大气压+2000pa以上的正压，推动蒸发器产生的冷空气穿透谷堆；

3.提高热泵机组的效能与利用率

本实用新型提供的一种具有烘干和冷谷双重功能的热泵联合装置，整合粮食生产过程中的谷物烘干与谷物冷藏设备，发挥热泵机组高温烘干与低温贮藏的双重功能，实现了热泵机组的“一机两用”、“一机三用”，提高热泵机组的效能与利用率，大幅度降低了粮食烘干与贮藏成本。

本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施案例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型的精神和范围之内作出变化和修改。