基于太阳能-空气源双位联热循环式阳光烘干房

1.本发明涉及烘干房技术领域，具体涉及一种基于太阳能-空气源双位联热循环式阳光烘干房。


背景技术：

2.随着世界的发展，人类对能源的需求越来越大，但是化石能源的储存非常有限，人们开始重视再生能源的开发与利用。太阳能作为新能源中的一种，受到人们的关注。烘干是南板蓝根药材加工过程和产品制作流程中必不可少的步骤。物料干燥是一种需要耗能量非常高的工序。据相关数据统计，物料干燥通常需要消耗生产过程中总能量的13％以上，基于安全环保节能理念，空气源热泵烘干除湿技术由此而生。空气源热泵烘干技术和传统煤气燃气干燥功能比较，空气源热泵烘干除湿技术具有强大的环保节能和安全效果。目前空气源热泵干燥技术已经在粮食干燥、烟草干燥、辣椒干燥等各个领域有所应用，目前国内外主流的药材烘干技术是采用闭式的单一空气源热泵烘干机，大多是直接利用电能进行干燥，不能更高效、更直接地利用太阳能。虽然相较一般的电加热烘干热效率较高，但不能实现当前发展的绿色低碳要求，且无法利用该地区的环境优势因地制宜，实现节能减排。
3.基于以上问题，通过研究空气源热泵及双位水箱热混联技术，改善传统的烘炕法、烘房干燥方法中的问题，提出一种运用空气源和太阳能的双位水箱热混联系统。充分利用太阳光照的热能和空气中的热能，弥补了传统烘干方式中需要消耗大量电能的问题，降低耗电量，达到高效、绿色、节能的目的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是在于设计一种新型阳光房，球面菲涅尔太阳集热器由球面菲涅尔透镜阵列、吸收器、蓄热水箱组成，并位于烘干室的上部。高位储热水箱中的水通过泵作用在换热管中流动。余热回风系统安装在排湿口处，回收利用湿空气中的热量。空气源热泵在光能不足的情况下启动，保证阳光房在特殊环境下的运转。通过设计合理的机构和自动控制系统，具有较大的经济性、实用性和社会价值。
5.本发明采用以下技术措施来实现：
6.一种太阳能-空气源双位联热循环式阳光烘干房，包括高效双位水箱热混联循环系统、球面菲涅尔太阳集热器系统、排湿余热回风系统、空气源热泵机组和模式自动切换系统；
7.其中所述高效双位水箱热混联循环系统包括高位储热水箱、换热管组、低位储热水箱；高位储热水箱置于右烘干室和左烘干室上方，水接受热量后通过换热管组将热量带入右烘干室和左烘干室内，最后到达低位储热水箱，所述左烘干室和右烘干室被所述换热管组分隔开；
8.所述球面菲涅尔太阳集热系统包括球面菲涅尔透镜阵列、吸热器；所述菲涅尔透镜阵列将光线投射到吸热器实现光热转换；
9.所述空气源热泵机组包括冷凝器、压缩机、蒸发器、压缩机管路、节流管路；所述压缩机通过压缩机管路压缩制冷剂到冷凝器，制冷剂通过冷凝器、节流管路、蒸发器返回到压缩机。
10.所述模式自动切换系统包括单片机和温湿传感器，所述温湿传感器设置在烘干房内，所述单片机根据温湿传感器反馈的温度湿度信息反馈切换三种运行模式。
11.优选地，所述排湿余热回风系统包括排湿风扇、回风风扇、热交换芯；其中烘干房侧面安置排湿风扇、回风风扇，排出的过湿空气通过热交换芯将热量传递给引进的新风。
12.优选地，所述高位储热水箱与所述低位储热水箱之间设有系统内循环泵，高效双位水箱热混联循环系统中的热水通过系统内循环泵强制作用流经换热管组。
13.优选地，所述吸热器安装在高位储热水箱的上部。
14.优选地，所述换热管组上设置换热肋片。
15.优选地，模式自动切换系统可以根据环境切换三种运行模式，当太阳辐射可以通过透镜聚光让室内达到60度时，如冬季正午、夏季正常光照时间段，此时系统只利用太阳光热进行升温，热泵机组处于关闭状态；当室内湿度超过系统预设湿度，此时室内温湿传感器将湿度信息反馈给单片机，开启烘干房旁侧排湿风扇，带出一部分过湿空气，通过热交换芯将热量传递给引入回风；低位储热水箱内部水通过双位循环系统将热量带入高位储热水箱，并用于室内升温；当棚内温度无法达到60℃时，此时开启空气源热泵机组，其热量通过高位储热水箱并入双位热混联循环系统供热。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17.系统采用太阳能新技术和多级热泵耦合的模式，有效减少能源损耗。相比于传统空气源热泵烘干房，每天节约34.1度电。采用空气源热泵与菲涅尔聚光板相结合的方式，不仅有效减轻热岛效应，而且可减少硫氧化物等污染物的排放，缓解大气污染。针对南板蓝根烘干品质参差不齐的现象，改善南板蓝根烘干品质，提高价值。在本项目烘干条件下，药材关键药理成分腺苷含量相较于传统方式提高48％。
附图说明
18.图1是本发明整体结构示意图。
19.图中：1.菲涅尔透镜阵列，2.吸热器，3.高位储热水箱，4.外部供水泵，5.外部供水管路，6.排湿风扇，7.回风风扇，8.余热回风装置外壳，9.系统内循环泵，10.低位储热水箱，11.右烘干室，12.压缩机管路，13.压缩机，14.蒸发器，15.节流管路，16.冷凝器，17.内循环管路，18.阀门，19.水箱支撑板，20.温湿传感器，21.透明隔热外壳，22.左烘干室，23.地面，24.换热肋片，25.换热管组。
具体实施方式
20.为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关
系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
22.在本发明的描述中，除非另有说明，术语“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
23.实施例
24.本技术实施例提供一种太阳能-空气源双位联热循环式阳光烘干房，包括高效双位水箱热混联循环系统、球面菲涅尔太阳集热器系统、排湿余热回风系统、空气源热泵机组和模式自动切换系统；
25.其中高效双位水箱热混联循环系统包括高位储热水箱3、换热管组25、低位储热水箱10；高位储热水箱3置于右烘干室11和左烘干室22上方，水接受热量后通过换热管组25和换热肋片24将热量带入右烘干室11和左烘干室22内，最后到达低位储热水箱10，左烘干室22和右烘干室11被换热管组25和换热肋片24分隔开。球面菲涅尔太阳集热系统包括球面菲涅尔透镜阵列1、吸热器2；将菲涅尔透镜阵列1镶嵌在半球形的轻钢骨架中，可将光线投射到吸热器2实现光热转换，吸热器2安装在高位储热水箱3的上部，高位储热水箱3通过水箱支撑板19安装在右烘干室11和左烘干室22上方，右烘干室11和左烘干室22外部为透明隔热外壳21，其底部固定在底面23上；
26.空气源热泵机组包括冷凝器16、压缩机13、蒸发器14、压缩机管路12、节流管路15；所述压缩机13通过压缩机管路12压缩制冷剂到冷凝器16，制冷剂通过冷凝器16、节流管路15、蒸发器14返回到压缩机13，其中冷凝器16设置在低位储热水箱10中，低位储热水箱10上部通过系统内循环泵9连接高位储热水箱3，其底部通过内循环管路17与换热管组25相连，内循环管道上设有阀门18，高位储热水箱3通过外部供水管路5连接外部供水泵4，高效双位水箱热混联循环系统中的热水通过系统内循环泵9强制作用流经换热管组25。
27.模式自动切换系统包括单片机和温湿传感器20，所述温湿传感器20设置在烘干房内，所述单片机根据温湿传感器20反馈的温度湿度信息反馈切换三种运行模式。
28.排湿余热回风系统包括排湿风扇6、回风风扇7、热交换芯；其中排湿风扇6、回风风扇7外部设有余热回风装置外壳8，其中烘干房侧面安置排湿风扇6、回风风扇7，排出的过湿空气通过热交换芯将热量传递给引进的新风。
29.模式自动切换系统可以根据环境切换三种运行模式，当太阳辐射强度较强时，如冬季正午、夏季正常光照时间段，此时系统只利用太阳光热进行升温，热泵机组处于关闭状态；当室内湿度超过系统预设湿度，此时室内温湿传感器20将湿度信息反馈给单片机，开启烘干房旁侧排湿风扇6，带出一部分过湿空气，通过热交换芯将热量传递给引入回风；低位储热水箱10内部水通过双位循环系统将热量带入高位储热水箱3，并用于室内升温；当棚内温度无法达到60℃时，此时开启空气源热泵机组，其热量通过高位储热水箱3并入双位热混联循环系统供热。
30.具体实施：该装置根据环境切换三种运行模式。当太阳辐射强度较强时，关闭热泵机组，让系统只利用太阳光热进行升温。当太阳光照下室内温度无法达到设定温度(60℃)，开启空气源热泵机组，将热量通过低位储热水箱10并入双位热混联循环系统供热。并开启水泵将低位储热水箱10内部水通过管路将热量带入高位储热水箱3，用于室内升温。此时烘
干房内的热量由菲利尔透镜聚光、空气源热泵、余热回收提供。当阳光缺失室内温度无法达到设定温度(60℃)，只开启空气源热泵机组以及水泵，将热量通过低位储热水箱10并入双位热混联循环系统供热。烘干过程中当室内湿度超过系统预设湿度(45％)，此时室内温湿传感器20将湿度信息反馈给控制系统，自动开启烘干房旁侧排湿风扇6，带出一部分过湿空气，通过热交换芯将热量传递给引入回风。
31.以上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。