一种太阳能辅助热泵干燥系统的制作方法

文档序号:18472656发布日期:2019-08-20 20:29阅读:174来源:国知局
一种太阳能辅助热泵干燥系统的制作方法

本发明属于干燥技术领域,具体涉及一种太阳能辅助热泵干燥系统。



背景技术:

干燥的主要目的是为了将物料中的水分含量降低,减少因水分含量过高引起的腐败现象,提高物料的稳定性,减少物料运输成本等,从而实现对物料的高效使用。热泵干燥系统能有效地回收并利用空气的热量,因此运用的越来越广泛。随着技术的进步和人们节能环保意识的增强,太阳能辅助热泵干燥系统被快速推广和应用。现在的太阳能辅助热泵干燥系统,主要是通过太阳能节约一定的能耗。但是现有的太阳能辅助热泵干燥系统结构简单且不合理,能源利用率低。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,提供一种太阳能辅助热泵干燥系统,其热泵系统采用两个压缩机并联设置,能够给系统提供足够的热能;冷凝器和副冷凝器并联设置,能够实现对干燥介质温度的多方位控制和通过副冷凝器与蒸发器的热交换保证热泵系统的制热效率。

为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于:包括干燥室、双级压缩式热泵系统和太阳能真空热管集热系统,所述双级压缩式热泵系统与干燥室连接且用于通过干燥介质给干燥室提供干燥时所需的热能,所述太阳能真空热管集热系统与干燥室连接且用于通过干燥介质给干燥室提供干燥时所需的热能,所述太阳能真空热管集热系统还与所述双级压缩式热泵系统连接且用于为进入所述双级压缩式热泵系统的干燥介质预热;

所述双级压缩式热泵系统包括第一压缩机、第二压缩机、冷凝器、蒸发器、辅助冷凝器、节流装置、电磁双通阀和毛细式热管,所述第一压缩机的出口与冷凝器的工作介质入口相连通,所述冷凝器的工作介质出口与节流装置的入口相连通,所述节流装置的出口与蒸发器的工作介质入口相连通,所述蒸发器的工作介质出口与第一压缩机的入口相连通,所述第二压缩机的出口与冷凝器的工作介质入口相连通,所述第二压缩机的入口与蒸发器的工作介质出口相连通,所述电磁双通阀的一端同时与第一压缩机的出口和第二压缩机的出口相连通,所述电磁双通阀的另一端与辅助冷凝器的工作介质入口相连通,所述辅助冷凝器的工作介质出口与节流装置的入口相连通,所述毛细式热管的蒸发段设置在辅助冷凝器内且能够与辅助冷凝器的工作介质进行热交换,所述毛细式热管的冷凝段设置在蒸发器上且用于除去蒸发器工作过程中凝结的霜,所述蒸发器的干燥介质出口与冷凝器的干燥介质入口相连通,所述冷凝器的干燥介质出口与干燥室的干燥介质入口相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能真空热管集热系统包括第五干燥介质输送风机和用于通过吸收太阳能对干燥介质进行加热的真空管太阳能集热器,所述真空管太阳能集热器的干燥介质出口与第五干燥介质输送风机的进风口相连通,所述第五干燥介质输送风机的出风口与干燥室的干燥介质入口相连通,所述第五干燥介质输送风机的出风口还与所述双级压缩式热泵系统相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括余热回收装置,所述余热回收装置的吸热端与干燥室的干燥介质出口连接且用于吸收从干燥室干燥介质出口流出的干燥介质中的热量,所述余热回收装置的放热端与太阳能真空热管集热系统连接且用于对进入太阳能真空热管集热系统的干燥介质进行预热,所述余热回收装置的放热端与双级压缩式热泵系统连接且用于为进入所述双级压缩式热泵系统的干燥介质进行预热,所述余热回收装置的放热端与干燥室连接且用于通过干燥介质给干燥室提供干燥时所需的热能。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述余热回收装置包括第一干燥介质输送风机、第二干燥介质输送风机、重力式热管余热回收器、第一电磁三通阀和第二电磁三通阀;

所述重力式热管余热回收器包括重力热管、热管蒸发段出风口、热管蒸发段进风口、热管冷却段出风口、热管冷却段进风口、热管蒸发室和热管冷凝室,所述热管蒸发室和热管冷凝室通过隔热层相邻设置,所述重力热管的蒸发段设置在热管蒸发室内,所述重力热管的冷凝段设置在热管冷凝室内,所述热管蒸发段出风口设置在热管蒸发室的一端,所述热管蒸发段进风口设置在热管蒸发室的另一端,所述热管冷却段出风口设置在热管冷凝室的一端,所述热管冷却段进风口设置在热管冷凝室的另一端;

所述第一干燥介质输送风机的出风口与热管冷却段进风口相连通,所述热管冷却段出风口与第一电磁三通阀的第二端口相连通,所述第一电磁三通阀的第一端口与所述太阳能真空热管集热系统的干燥介质入口相连,所述第一电磁三通阀的第三端口与第二电磁三通阀的第一端口相连通,所述第二电磁三通阀的第二端口与冷凝器的干燥介质入口相连通,所述第二电磁三通阀的第三端口与干燥室的干燥介质入口相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括用于储存热量的环路式热管储热装置,所述环路式热管储热装置设置在热管冷却段出风口与第一电磁三通阀的第二端口之间;

所述环路式热管储热装置包括储热装置蒸发器、储热装置冷凝器、制冷剂蒸汽管路、制冷剂液体管路、储热箱干燥介质进口、储热箱干燥介质出口、引风机、送风机、储热箱体和相变储热材料,所述相变储热材料设置在储热箱体内且用于储存热能,所述储热装置冷凝器也设置在储热箱体内且能够与相变储热材料进行热交换,所述储热装置蒸发器设置在储热箱体的外侧,所述储热箱干燥介质进口设置在储热箱体的下端,所述储热箱干燥介质出口设置在储热箱体的上端,所述引风机设置在储热箱干燥介质进口上且用于将干燥介质吹入储热箱体与相变储热材料进行热交换,所述送风机设置在储热箱干燥介质出口上且用于将热交换后的干燥介质从储热箱体送出,所述储热箱干燥介质出口与第一电磁三通阀的第二端口相连通,所述储热装置蒸发器的工作介质出口通过制冷剂蒸汽管路与储热装置冷凝器的工作介质入口相连通,所述储热装置冷凝器的工作介质出口通过制冷剂液体管路与储热装置蒸发器的工作介质入口相连通,所述储热装置蒸发器的干燥介质入口与热管冷却段出风口相连通,所述储热装置蒸发器的干燥介质出口与储热箱干燥介质进口相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第三电磁三通阀和第四干燥介质输送风机,所述第三电磁三通阀的第三端口与第四干燥介质输送风机的进风口相连通,所述第四干燥介质输送风机的出风口与太阳能真空热管集热系统的干燥介质进口相连通,所述第三电磁三通阀的第二端口与第一电磁三通阀的第一端口相连通,所述第三电磁三通阀的第一端口与干燥介质源相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第三干燥介质输送风机,所述第三干燥介质输送风机的出风口与所述双级压缩式热泵系统连接且用于将干燥介质输送到所述双级压缩式热泵系统内进行热交换,所述第三干燥介质输送风机的入风口与干燥介质源相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括温湿度传感器,所述温湿度传感器设置在干燥室内。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第六干燥介质输送风机和第七干燥介质输送风机,所述五干燥介质输送风机的出风口与第六干燥介质输送风机的进风口相连通,所述第六干燥介质输送风机的出风口与干燥室的干燥介质入口相连通,所述第七干燥介质输送风机的进风口与干燥室的干燥介质出口相连通,所述第七干燥介质输送风机的出风口与热管蒸发段进风口相连通。

上述的一种太阳能辅助热泵干燥系统,其特征在于,所述干燥室、双级压缩式热泵系统和太阳能真空热管集热系统之间通过隔热连接管道连接,所述节流装置为节流阀。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、本发明热泵系统采用两个压缩机并联设置,能够给系统提供足够的热能;冷凝器和副冷凝器并联设置,能够实现对干燥介质温度的多方位控制和通过副冷凝器与蒸发器的热交换保证热泵系统的制热效率。

2、本发明系统中还设置有太阳能辅助热泵干燥系统,能够实现真空管太阳能集热器与热泵系统的互动平衡控制,降低系统能耗的同时提升热泵系统的干燥效率。

3、本发明设置了余热回收装置,能够充分利用从干燥室内排出的湿热干燥介质的汽化潜热,降低该湿热干燥介质内的水分含量,除去水分的湿热干燥介质可被重复利用,节能环保,减少了排对环境的影响。

4、本发明的环路式热管储热装置可用于对从干燥室内排出的余热进行回收储存并用作预热能量,在太阳能真空热管集热系统不能提供足够的能量时,可通过环路式热管储热装置储存的能量进行补偿,提高了系统的适应能力。

下面通过附图和实施例,对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明太阳能辅助热泵联合干燥系统的原理结构示意图。

图2为本发明重力式热管余热回收器的结构示意图。

图3为本发明环路式热管储热装置的结构示意图。

附图标记说明:

11—真空管太阳能集热器21—冷凝器;

22—节流装置;23—蒸发器;24—第一压缩机;

25—第二压缩机;26—辅助冷凝器;27—毛细式热管;

31—重力式热管余热回收器;31-1—重力热管;

31-2—热管蒸发段出风口;31-3—热管蒸发段进风口;

31-4—热管冷却段出风口;31-5—热管冷却段进风口;

31-6—热管蒸发室;31-7—热管冷凝室;

32—环路式热管储热装置;32-1—储热装置蒸发器;

32-2—储热装置冷凝器;32-3—制冷剂蒸汽管路;

32-4—制冷剂液体管路;32-5—储热箱干燥介质进口;

32-6—储热箱干燥介质出口;32-7—引风机;

32-8—送风机;32-9—储热箱体;

32-10—相变储热材料;41—干燥室;

42—温湿度传感器;51—第一干燥介质输送风机;

52—第二干燥介质输送风机;53—第三干燥介质输送风机;

54—第四干燥介质输送风机;55—第五干燥介质输送风机;

56—第六干燥介质输送风机;57—第七干燥介质输送风机;

61—第一电磁三通阀;62—第二电磁三通阀;

63—第三电磁三通阀;64—电磁双通阀。

具体实施方式

本实施例中提供了一种太阳能辅助热泵干燥系统,如图1所示,该太阳能辅助热泵干燥系统,包括干燥室41、双级压缩式热泵系统和太阳能真空热管集热系统,所述双级压缩式热泵系统与干燥室41连接且用于通过干燥介质给干燥室41提供干燥时所需的热能,所述太阳能真空热管集热系统与干燥室41连接且用于通过干燥介质给干燥室41提供干燥时所需的热能,所述太阳能真空热管集热系统与双级压缩式热泵系统连接且用于为进入所述双级压缩式热泵系统的干燥介质预热;

所述干燥室41由于为待干燥物品提过一个封闭的干燥空间,通过改变干燥室41内干燥介质的温度及湿度,可以使待干燥物品快速失去水分,达到干燥的目的。

所述双级压缩式热泵系统包括第一压缩机24、第二压缩机25、冷凝器21、蒸发器23、辅助冷凝器26、节流装置22、电磁双通阀64和毛细式热管27,所述第一压缩机24的出口与冷凝器21的工作介质入口相连通,所述冷凝器21的工作介质出口与节流装置22的入口相连通,所述节流装置22的出口与蒸发器23的工作介质入口相连通,所述蒸发器23的工作介质出口与第一压缩机24的入口相连通,所述第二压缩机25的出口与冷凝器21的工作介质入口相连通,所述第二压缩机25的入口与蒸发器23的工作介质出口相连通,所述电磁双通阀64的一端同时与第一压缩机24的出口和第二压缩机25的出口相连通,所述电磁双通阀64的另一端与辅助冷凝器26的工作介质入口相连通,所述辅助冷凝器26的工作介质出口与节流装置22的入口相连通,所述毛细式热管27的蒸发段设置在辅助冷凝器26内且能够与辅助冷凝器26的工作介质进行热交换,所述毛细式热管27的冷凝段设置在蒸发器23上且用于除去蒸发器23工作过程中凝结的霜,所述蒸发器23的干燥介质入口与干燥介质源相连通,所述干燥介质源用于为干燥系统提供所需的干燥介质,一般常用的干燥介质为自认环境中的空气、通过处理后的空气或者惰性气体,干燥介质为自认环境中的空气时,所述蒸发器23的干燥介质入口直接与外界相连通;干燥介质为通过处理后的空气时,所述蒸发器23的干燥介质入口与空气处理装置的出气口相连通;干燥介质为惰性气体时,所述蒸发器23的干燥介质入口与该惰性气体储气装置的出气口相连通。所述蒸发器23的干燥介质出口与冷凝器21的干燥介质入口相连通,所述冷凝器21的干燥介质出口与干燥室41的干燥介质入口相连通。

本实施例太阳能辅助热泵干燥系统中的热泵系统采用两个压缩机并联设置,能够给系统提供足够的热能;冷凝器和副冷凝器并联设置,能够实现对干燥介质温度的多方位控制和通过副冷凝器与蒸发器的热交换保证热泵系统的制热效率。

现有的热泵干燥系统仅仅是通过冷凝器与干燥介质进行热交换,通过控制干燥介质的温度来提升干燥效率,对于干燥介质的湿度不做控制或者需要通过增加设备来控制,本实施例通过蒸发器对从干燥介质源进入热泵系统的干燥介质进行冷却,使得干燥介质中的水分预冷凝结排出。这样可以除去干燥介质中的部分水分,降低干燥介质的湿度,提供干燥效率。但是采用降温除去干燥介质中的部分湿度,会使的系统效率降低。因此,本实施例中采用辅助冷凝器26通过毛细式热管27将部分热量传递给蒸发器23可以除去蒸发器23工作过程中凝结的霜和改善蒸发器23的干燥介质出口干燥介质的温度,保证热泵系统的制热效率。

如图1所示,所述太阳能真空热管集热系统包括第五干燥介质输送风机55和用于通过吸收太阳能对干燥介质进行加热的真空管太阳能集热器11,所述真空管太阳能集热器11的干燥介质出口与第五干燥介质输送风机55的进风口相连通,所述真空管太阳能集热器11的干燥介质入口与干燥介质源连接,所述第五干燥介质输送风机55的出风口与干燥室41的干燥介质入口相连通。

本实施例的中的太阳能辅助热泵干燥系统中的真空管太阳能集热器11同时与干燥室41的干燥介质入口和双级压缩式热泵系统相连通,实现真空管太阳能集热器11与热泵系统的互动平衡控制。阳光充足时,通过调整第五干燥介质输送风机55输送干燥介质的速度,进而使经过真空管太阳能集热器11的干燥介质能够被加热的预设值,干燥介质通过真空管太阳能集热器11后直接被送入干燥室41。被送入干燥室41的干燥介质对干燥室41内的待干燥五进行干燥。阳光不足时,经过真空管太阳能集热器11的干燥介质无法被加热的预设值,经过真空管太阳能集热器11的干燥介质与热泵系统内的干燥介质混合并再次与双级压缩式热泵系统进行热交换使干燥介质的温度达到预设值,温度达到预设值的干燥介质最终被送入干燥室41内。

如图1所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括余热回收装置,所述余热回收装置的吸热端与干燥室41的干燥介质出口连接且用于吸收从干燥室41干燥介质出口流出的干燥介质中的热量,所述余热回收装置的放热端与太阳能真空热管集热系统连接且用于对进入太阳能真空热管集热系统的干燥介质进行预热,所述余热回收装置的放热端与双级压缩式热泵系统连接且用于为进入所述双级压缩式热泵系统的干燥介质进行预热,所述余热回收装置的放热端与干燥室41连接且用于通过干燥介质给干燥室41提供干燥时所需的热能。

本实施例中的余热回收装置可对干燥室41排除的干燥介质中的热量进行回收再利用,同时可以是降低该干燥介质中的湿度,使该干燥介质可以反复使用。节能环保,降低了系统的能耗的同时提高了系统的干燥效率。

如图1和图2所示,所述余热回收装置包括第一干燥介质输送风机51、第二干燥介质输送风机52、重力式热管余热回收器31、第一电磁三通阀61和第二电磁三通阀62;

所述重力式热管余热回收器31包括重力热管31-1、热管蒸发段出风口31-2、热管蒸发段进风口31-3、热管冷却段出风口31-4、热管冷却段进风口31-5、热管蒸发室31-6和热管冷凝室31-7,所述热管蒸发室31-6和热管冷凝室31-7通过隔热层相邻设置,所述重力热管31-1的蒸发段设置在热管蒸发室31-6内,所述重力热管31-1的冷凝段设置在热管冷凝室31-7内,所述热管蒸发段出风口31-2设置在热管蒸发室31-6的一端,所述热管蒸发段进风口31-3设置在热管蒸发室31-6的另一端,所述热管冷却段出风口31-4设置在热管冷凝室31-7的一端,所述热管冷却段进风口31-5设置在热管冷凝室31-7的另一端;

所述第一干燥介质输送风机51的出风口与热管冷却段进风口31-5相连通,所述热管冷却段出风口31-4与第一电磁三通阀61的第二端口相连通,所述第一电磁三通阀61的第一端口与所述太阳能真空热管集热系统的干燥介质入口相连,所述第一电磁三通阀61的第三端口与第二电磁三通阀62的第一端口相连通,所述第二电磁三通阀62的第二端口与冷凝器21的干燥介质入口相连通,所述第二电磁三通阀62的第三端口与干燥室41的干燥介质入口相连通。

如图1和图3所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括用于储存热量的环路式热管储热装置32,所述环路式热管储热装置32设置在热管冷却段出风口31-4与第一电磁三通阀61的第二端口之间;

所述环路式热管储热装置32包括储热装置蒸发器32-1、储热装置冷凝器32-2、制冷剂蒸汽管路32-3、制冷剂液体管路32-4、储热箱干燥介质进口32-5、储热箱干燥介质出口32-6、引风机32-7、送风机32-8、储热箱体32-9和相变储热材料32-10,所述相变储热材料32-10设置在储热箱体32-9内且用于储存热能,所述储热装置冷凝器32-2也设置在储热箱体32-9内且能够与相变储热材料32-10进行热交换,所述储热装置蒸发器32-1设置在储热箱体32-9的外侧,所述储热箱干燥介质进口32-5设置在储热箱体32-9的下端,所述储热箱干燥介质出口32-6设置在储热箱体32-9的上端,所述引风机32-7设置在储热箱干燥介质进口32-5上且用于将干燥介质吹入储热箱体32-9与相变储热材料32-10进行热交换,所述送风机32-8设置在储热箱干燥介质出口32-6上且用于将热交换后的干燥介质从储热箱体32-9送出,所述储热箱干燥介质出口32-6第一电磁三通阀61的第二端口相连通,所述储热装置蒸发器32-1的工作介质出口通过制冷剂蒸汽管路32-3与储热装置冷凝器32-2的工作介质入口相连通,所述储热装置冷凝器32-2的工作介质出口通过制冷剂液体管路32-4与储热装置蒸发器32-1的工作介质入口相连通,所述储热装置蒸发器32-1的干燥介质入口与热管冷却段出风口31-4相连通,所述储热装置蒸发器32-1的干燥介质出口与储热箱干燥介质进口32-5相连通。

本实施例中环路式热管储热装置32可用于对从干燥室内41排出的余热进行回收储存并用作预热能量。提高系统的效率,减少能耗。在太阳能真空热管集热系统不能提供足够的能量时,可通过环路式热管储热装置32进行补偿,提高系统的适应能力。

如图1所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第三电磁三通阀63和第五干燥介质输送风机55,所述第三电磁三通阀63的第三端口与第五干燥介质输送风机55的进风口相连通,所述第五干燥介质输送风机55的出风口与太阳能真空热管集热系统的干燥介质进口相连通,所述第三电磁三通阀63的第二端口与第一电磁三通阀61的第一端口相连通,所述第三电磁三通阀63的第第一端口与干燥介质源相连通。

如图1所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第三干燥介质输送风机53,所述第三干燥介质输送风机53的出风口与所述双级压缩式热泵系统连接且用于将干燥介质输送到所述双级压缩式热泵系统内进行热交换,所述第三干燥介质输送风机53的入风口与干燥介质源相连通。

如图1所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括温湿度传感器42,所述温湿度传感器42设置在干燥室41内。

如图1所示,所述太阳能辅助热泵干燥系统还包括第六干燥介质输送风机56和第七干燥介质输送风机57,所述五干燥介质输送风机55的出风口与第六干燥介质输送风机56的进风口相连通,所述第六干燥介质输送风机56的出风口与干燥室41的干燥介质入口相连通,所述第七干燥介质输送风机57的进风口与干燥室41的干燥介质出口相连通,所述第七干燥介质输送风机57的出风口与热管蒸发段进风口31-3相连通。

本实施例中,所述干燥室41、双级压缩式热泵系统和太阳能真空热管集热系统之间通过隔热连接管道连接,所述节流装置22为节流阀。

本发明的工作原理为:

图1为本发明的一种太阳能辅助热泵联合干燥系统的原理结构示意图。图1中实线部分为干燥介质循环,其中箭头的指向为流动方向;虚线为热泵工作介质循环。

系统中各个部件所起的作用:

干燥室41用于物料的干燥。

温湿度传感器42用于将测量干燥室内的温湿度并将信号传送至各个电磁阀和干燥介质输送风机。

太阳能真空热管集热系统用于提供干燥室所需要的热量和对进入双级压缩式热泵系统的干燥介质进行预热。

双级压缩式热泵系统用于提供干燥室41干燥时所需要的能量。

余热回收装置用于回收从干燥室41排出的干燥介质中的余热。

环路式热管储热装置32用于对从干燥室内41排出的余热进行回收储存并用作预热能量。

第一干燥介质输送风机51用于输送干燥介质给重力式热管余热吸收装置31。

第二干燥介质输送风机52用于排出重力式热管余热吸收装置31中的废气。

第三干燥介质输送风机53用于输送干燥介质给双级压缩式热泵系统。

第四干燥介质输送风机54用于输输送干燥介质给太阳能真空热管集热系统。

第五干燥介质输送风机55用于输送从太阳能真空热管集热系统的排出的干燥介质。

第六干燥介质输送风机56用于输送干燥介质进入至干燥室41进行干燥作业。

第七干燥介质输送风机57用于排出干燥室内湿热干燥介质进入至重力式热管余热吸收装器31。

第一电磁三通阀61用于接收温湿度传感器所发出的信号,并控制从环路式热管储热装置32中出来的热干燥介质的流动方向及流量大小。

第二电磁三通阀62用于控制对于流入冷凝器21的干燥介质的流量大小和流入干燥室的热空气的流量大小。

第三电磁双通阀63用于控制流入太阳能真空热管集热系统的干燥介质的流量大小。

电磁双通阀64用于控制从双级压缩机出来的高温高压的工作介质的分流。

系统运行方式:

第三干燥介质输送风机53的入风口与干燥介质源相连通,将干燥介质源内的干燥介质输送到蒸发器23内与蒸发器23内的工作介质进行热交换。在热交换过程中干燥介质失去一部分热量,温度降低,部分水汽凝结排出;在热交换过程中工作介质气液状体转换吸收热量;从蒸发器23内热交换后的干燥介质再进入冷凝器21,与冷凝器21内的工作介质进行热交换。在与冷凝器21工作介质热交换过程中干燥介质吸收热量,温度升高。温度升高后的工作介质在经过第六干燥介质输送风机56被送入干燥室41内对物料进行干燥。

双级压缩式热泵系统的工作介质通过第一压缩机24和第二压缩机25后一部分进入冷凝器21与干燥介质进行热交换,一部分通过电磁双通阀64进入辅助冷凝器26与毛细式热管27的蒸发段进行热交换。热交换后的工作介质通过节流装置22进入蒸发器23,因此,可以通过控制电磁双通阀64来控制进入冷凝器21的工作介质的流量,进而控制干燥室41内的温度。

毛细式热管27的蒸发端连接辅助冷凝器26,冷凝端连接蒸发器23,用于蒸发器23除霜作用。将辅助冷凝器所吸收热量经过绝热段在冷凝端释放至蒸发器表面,除掉蒸发器表面的结霜。

重力式热管余热吸收装置31用于吸收从干燥室41排出来的热湿干燥介质中的热量。来自干燥室41的湿热干燥介质进入重力式热管余热回收装置31的热管蒸发室31-6内,此时重力热管31-1的蒸发段内的工作介质吸收热湿干燥介质的热量后成为工作介质蒸汽向上运动进入热管冷凝室31-7,工作介质蒸汽释放热量变为工作介质液体,释放的热量与进入热管冷凝室31-7的干燥介质进行换热,工作介质液体再由于重力的影响流回重力热管31-1的蒸发端。而吸收热量的干燥介质进入储热装置蒸发器32-1内与里面的工作介质进行换热,工作介质液体吸收热量变为工作介质蒸汽经制冷剂蒸汽管路32-3进入储热装置冷凝器32-2,在储热装置冷凝器32-2将热量释放给相变储热材料32-10,从而达到热量的储存。

系统工作过程原理:

当白天室外热负荷足够大,可以满足干燥室41的物料干燥所需的热量时,由太阳能真空热管集热系统单独提供干燥室41干燥作业所需的能量。第一干燥介质输送风机51、第二干燥介质输送风机52、第四干燥介质输送风机54、第五干燥介质输送风机55、第六干燥介质输送风机56和第七干燥介质输送风机57打开,第三电磁三通阀63打开。干燥介质源的干燥介质通过第四干燥介质输送风机54进入太阳能真空热管集热系统11进行吸收热量后通过第五干燥介质输送风机55引出后进入干燥室40进行干燥作业。干燥过程中,不断有干燥介质进入,干燥室41内多余的热湿干燥介质经过第七干燥介质输送风机57引出进入重力式热管余热回收装置31的热管蒸发室31-6内进行热量回收,废气通过第二干燥介质输送风机52排出。与此同时,第一干燥介质输送风机51引进干燥介质源的干燥介质进入制热管冷凝室31-7将热量吸收至干燥介质,形成新的热的干燥介质后,通过环路式热管储热装置32的储热工作原理进行热量储存。

当白天室外热负荷较小,不满足干燥室41的物料干燥所需的热量时,太阳能真空热管集热系统11和双级压缩式热泵系统同时提供干燥室41干燥作业所需的能量。第一干燥介质输送风机51、第二干燥介质输送风机52、第三干燥介质输送风机53、第四干燥介质输送风机54、第五干燥介质输送风机55、第六干燥介质输送风机56和第七干燥介质输送风机57打开,第一电磁三通阀61、第二电磁三通阀和第三电磁三通阀63均打开。此时太阳能真空热管集热系统11提供的热量作为干燥室40的辅助干燥热量,双级压缩式热泵系统开始工作。此时伴随着两种循环:工作介质循环和干燥介质循环。

工作介质循环:干燥介质源的干燥介质通过第三干燥介质输送风机53的引入,进入双级压缩式热泵系统20内,其中液态工作介质在蒸发器23吸收干燥介质中较低焓值的热量经过第一压缩机24和第二压缩机25的并联双级压缩后,变为高温高压的工作介质蒸汽进入冷凝器21放热成为低温高压的工作介质蒸汽,经过节流装置降压变为低温低压的工作介质液体进入蒸发器23,继续循环。

干燥介质循环:干燥介质源的干燥介质通过第三干燥介质输送风机53的引入,进入蒸发器23被吸收较低焓值的热量后。与此同时,干燥介质经过环路式热管储热装置32的预热后再进入冷凝器21吸收热量,最后进入干燥室41。与此同时,干燥介质经过环路式热管储热装置32的预热后再进入第四干燥介质输送风机54,然后被第四干燥介质输送风机54送入至太阳能真空热管集热系统11进行加热,加热后的热干燥介质通过第五干燥介质输送风机55送入干燥室41。由太阳能真空热管集热系统11和双级压缩式热泵系统共同提供的热量通过第六干燥介质输送风机56送入干燥室进行干燥作业。干燥过程中,干燥室内多余的热湿干燥介质经过第七干燥介质输送风机57引出送至余热回收装置进行余热回收,废气通过第二干燥介质输送风机52排出。

当环境热负荷很小时,此时太阳能真空热管集热系统11中的热量不值得被利用时,则由双级压缩式热泵系统和环路式热管储热系统共同提供干燥室41干燥作业需要的能量。第四干燥介质输送风机54和第五干燥介质输送风机55关闭,其余风机打开。第一电磁三通阀和第二电磁三通阀62均打开。干燥介质源的干燥介质通过第三干燥介质输送风机53依次进入蒸发器23、冷凝器21。与此同时,由环路式热管储热装置32出来的干燥介质经过第二电磁三通阀62分流,少部分热风流入冷凝器21,大部分流向第六干燥介质输送风机56,流向冷凝器21的干燥介质在冷凝器21内吸收热量后也流向第六干燥介质输送风机56并在第六干燥介质输送风机56处混合后送入干燥室41进行干燥作业。干燥过程中,干燥室内多余的热湿干燥介质经过第七干燥介质输送风机57引出送至重力式热管余热回收装置31进行余热回收,废气经第二干燥介质输送风机52排出。

当使用双级压缩式热泵系统工作时,需要维持干燥室41内的温湿度在一定范围内,如果干燥室41内的温湿度传感器41感应温度超标,可以立即对电磁双通阀64发出信号,电磁双通阀64打开,此时从双级压缩机出来的高温高压工作介质分流一部分进入辅助冷凝器26放热,放出的热量通过毛细式热管27传递至蒸发器23,对蒸发器23表面进行除霜,更好的提高热泵的cop。cop指的是热泵制热季节的能效比,是衡量热泵制热效率的性能系数。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

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