一种多功能空气能加热除湿装置及方法与流程

文档序号:22133322发布日期:2020-09-08 13:18阅读:325来源:国知局
一种多功能空气能加热除湿装置及方法与流程

本发明属于环保领域,涉及一种多功能空气能加热除湿装置及方法。



背景技术:

目前餐厨垃圾的处理技术主要有:卫生填埋处理、焚烧处理、饲料化处理、厌氧发酵处理、好氧堆肥处理、好氧微生物处理等。

好氧微生物处理技术是比较常用一种,有较成熟的处理技术。但无论是饲料化处理,还是好氧堆肥处理。现有处理技术中,除需要高温环境外,整个过程都需要脱水、除湿或者烘干来达到含水率的最大减量。

现有餐厨垃圾处理的过程中主要采用的:

1、高温加热方式:高温环境都是通过加热的办法实现。而现有加热的方式主要有:电热式加热、液化气(或者天然气)加热、电磁加热等;

2、减量技术:现有技术多数是通过排水或者加热至热气化以排气的方式,进行减量脱水。一般餐厨垃圾会先通过前处理,如通过粉碎、挤压处理,将餐厨垃圾含水率降至菌种发酵接近的含水率后(如上海乾界生物科技有限公司的微生态菌剂中的b型菌剂,发酵最佳含水率为50%-60%)。再送入餐厨处理设备的发酵仓进行发酵,通过发酵仓对餐厨垃圾加热至菌种所需的发酵温度,让餐厨垃圾在一定的含水率、温度条件下进行发酵。发酵过程中产生的水分通过排水的方式排出后,抽至油水分离装备再进行水处理。或者通过加热热气化的方式。加热发酵仓的空气,使空气在高温的环境下相对湿度达到浓度后,开启换气阀,将高湿度的发酵仓空气排出仓外,再通过除臭系统进行气体排放处理。

但现有的两种除湿技术都存在缺点:

1、采用电热式加热、电磁加热的技术,能效比过低,普通能效比最高只能达到95%,成本过高。而采用液化气(或者天然气)加热的技术除不够环保外,能效比也偏低,其加热成本与电热式加热、电磁加热等加热技术成本接近。

2、减量技术的排水方式再通过油水分离等水处理,排水减量还是有限的,达到真正减量的效果,多数情况下还是要配合第二种方式,技术缺点是:产生二次污染、处理周期变长、涉及的设备繁多,处理工序复杂,设备成本高,后运营成本高等缺点;加热至热气化排气的技术,热气化过程除需要耗损大量电能之外,排出来的气体还需通过除臭设备进行处理,如uv紫外线除臭、等离子除臭、喷淋塔、水过滤等除臭技术组合才能达到排放标准等,技术缺点是:增加设备、增加处理成本、增加场地、增加能耗;而且除臭处理后的气体对周围环境造成影响,容易招致周边居民的投诉。



技术实现要素:

为解决上述问题,本发明的目的在于提供一种采用空气能热泵和除湿加热风道,同时产生热源、冷源以及热水,通过冷热水循环与餐厨垃圾处理设备发酵仓构成发酵仓加热;再通过冷、热风通道与发酵仓构成闭环式的除湿的一种节能的多功能空气餐厨垃圾处理设备。具备有零排放、节能、减少后期处理、提高处理速度等优点。尤其是空气能热泵节能可以达到一级节效等级,cop最高可以达到3~4;cop(coefficientofperformance,w/w),制热量(w)与输入功率(w)的比率定义为cop,也称能效比、热效率。

本发明的装置能效比(或者说热效率)比现有的处理加热技术高出4-5倍,对餐厨垃圾处理设备,它们需要常年累月来运行,空气能加热超高的cop对运营成本的降低是一种至关重要的技术环节,特别是本发明闭环式加热、烘干、除湿,不需要对外排气,通过冷却高温高湿空气降低湿度,将高湿度的发酵仓空气通过冷却为冷凝水后排出仓外。也就是餐厨垃圾中的水分---水蒸气---水的一个热气化冷凝的过程,实现零排放,不排臭气不需要大量投入除臭设备通过本发明的装置,排出来的只是冷凝而来的干净的蒸馏水。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:

一种多功能空气能加热除湿装置,包括发酵仓、除湿加热风道和空气能热泵,三者依次连接,且发酵仓与空气能热泵亦连接,其中,

所述发酵仓包括发酵仓进风口、发酵仓出风口、加热夹层、外循环切换闸片、外循环切换机构、加热进水口和加热出水口;加热夹层设置在仓体外壁;发酵仓进风口和发酵仓出风口设置在发酵仓的仓顶;外循环切换闸片和外循环切换机构对发酵仓进风口和发酵仓出风口与除湿加热风道的连通进行开和关;

所述除湿加热风道包括除湿风道入口、外循环进风口、增压散热风扇、风-氟蒸发器、外循环出风口、内循环烘干进风口、风-氟冷凝器、除湿风道出口、除湿冷凝温度传感器和除湿烘干温度传感器;所述除湿风道入口与外循环进风口为开关切换关系;所述外循环出风口与内循环烘干进风口为开关切换关系;所述除湿风道入口与内循环烘干进风口均为开时,气体由除湿风道入口进入除湿加热风道,依次经过风-氟蒸发器、增压散热风扇和风-氟冷凝器,由除湿风道出口输出;所述除湿冷凝温度传感器设置在风-氟蒸发器旁,检测风-氟蒸发器温度,所述除湿烘干温度传感器设置在风-氟冷凝器旁,检测风-氟冷凝器的温度;

所述空气能热泵包括变频压缩机、水-氟冷凝器、热水出水口和热水回水口;变频压缩机通过除湿冷凝温度传感器和除湿烘干温度传感器的温度差调整工作频率,改变空气能热泵的输出功率;

所述空气能热泵经过除湿加热风道向发酵仓传输冷风和热风,空气能热泵直接向发酵仓输出热水;变频压缩机带动风-氟蒸发器、风-氟冷凝器和水-氟冷凝器,水-氟冷凝器输出的热水从热水出水口传输到发酵仓的热水进水口,再进入加热夹层;所述除湿风道出口输出热风,经过热风风道连接发酵仓进风口;所述发酵仓出风口经过冷风风道连接除湿风道入口,进入除湿加热风道。

优选地,所述除湿加热风道还包括内外蒸发风道切换机构和内外蒸发风道切换闸片,内外蒸发风道切换机构控制内外蒸发风道切换闸片的位置改变,来切换除湿风道入口与外循环进风口的开和关。

优选地,所述除湿加热风道还包括内外冷凝风道切换闸片和内外冷凝风道切换机构,内外冷凝风道切换机构控制内外冷凝风道切换闸片的位置改变,来切换外循环出风口与内循环烘干进风口的开和关。

优选地,所述热风风道上设置热风外循环切换机构、热风外循环切换闸片和热风外循环出风口,所述热风外循环切换机构控制热风外循环切换闸片对热风外循环出风口进行开和关。

优选地,所述空气能热泵还包括热水回水电磁阀和热水出水电磁阀,所述热水回水电磁阀连接热水回水口和水-氟冷凝器;所述热水出水电磁阀连接热水出水口和水-氟冷凝器。

优选地,所述发酵仓还包括加热温度传感器,设置在加热夹层旁。

优选地,所述发酵仓还包括保温层,设置在加热夹层外层。

基于上述目的,本发明还提供了一种多功能空气能加热除湿方法,采用上述装置,包括以下步骤:

s10,餐厨垃圾加载入发酵仓,空气能热泵对发酵仓的加热夹层输出热水,对发酵仓加热;

s20,在发酵过程中定时或湿度检测至预设值时,对发酵仓气体进行除湿;

其中,s10与s20为交叉或同步进行;在s20中发酵仓温度过低或过高时进行换气与调节;

所述餐厨垃圾加载入发酵仓,空气能热泵对发酵仓的加热夹层输出热水,对发酵仓加热,包括以下步骤:

s11,发酵仓外循环关闭:发酵仓的外循环切换机构带动外循环切换闸片顺时针转动90度,至关闭状态,切断发酵仓与热风风道、冷风风道之间的通道。让发酵仓形成独立空间;

s12,除湿加热风道打开外循环:内外蒸发风道切换机构带动内外蒸发风道切换闸片转至除湿风道入口,关闭除湿风道入风口,切断除湿加热风道与冷风风道之间的连通,打开外循环进风口,让外部空气与除湿加热风道连通;同时内外冷凝风道切换机构带动内外冷凝风道切换闸片转至内循环烘干进风口,关闭内循环烘干进风口,切断除湿加热风道与热风风道之间的连通,打开外循环出风口,让外部空气与除湿加热风道连通;启动增压散热风扇,在增压散热风扇的增压作用下,外部空气由外循环进风口吸进,穿过风-氟蒸发器后,从外循环出风口排出,形成风-氟蒸发器对外部循环,吸收外部空气热量;

s13,输出载热液体:打开热水回水电磁阀与热水出水电磁阀,启动增压循环水泵,在增压水泵的压力下,水-氟冷凝器载热液体经过热水出水电磁阀、热水出水口输出至加热进水口;载热液体均匀流过加热夹层,为发酵仓餐厨垃圾物料加热后,从加热出水口流出,由增压循环水泵抽回至热水回水口,再通过热水回水电磁阀流回热水回水口至水-氟冷凝器;

s14,在空气能热泵中重新一轮加热:启动空气能热泵的变频压缩机,在变频压缩机的做功下,通过风-氟蒸发器吸收外部空气中的n份热量,加上变频压缩机做功的1份热量,在水-氟冷凝器与风-氟冷凝器上产生n+1份热量,而风-氟冷凝器所在的除湿加热风道处于关闭状态,释放的热量忽略不计,即空气能热泵所产生的n+1份热量通过增压循环水泵被源源不断地送至发酵仓的加热夹层,为发酵仓内的餐厨垃圾物料进行加热;

s15,当加热夹层的加热温度传感器检测到的温度数值达到预设最高温度后,停止加热直至加热温度传感器检测到的温度低于预设最低温度时,再重新启动加热;

所述在发酵过程中定时或湿度检测至预设值时,对发酵仓气体进行除湿,包括以下步骤:

s21,打开发酵仓外循环:通过外循环切换机构将外循环切换闸片逆时针转动90度,使发酵仓出风口与冷风风道连通,发酵仓进风口与热风风道连通;

s22,对发酵仓餐厨垃圾处理过程中产生的水分,进行除湿与烘干:通过内外蒸发风道切换机构将内外蒸发风道切换闸片转到外循环进风口位置,切断除湿加热风道与外部空气之间的连通,将除湿加热风道与冷风风道连通;同时通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝风道切换闸片转至外循环出风口位置,切换除湿加热风道与外部空气之间的连通,将除湿加热风道与热风风道连通,使除湿加热风道与冷风风道、热风风道与发酵仓形成循环风道;在增压散热风扇的作用下,气流穿过风-氟冷凝器,变成热风经过热风风道后,由发酵仓进风口进入发酵仓,对发酵仓里面的空气进行加热变成高温高湿度的空气后,由发酵仓出风口输出经过冷风风道,送至风-氟蒸发器进行冷却,高温高湿度的空气穿过风-氟蒸发器时,骤然遇冷降温,在风-氟蒸发器上附着水分,结露成水排出;

s23,对除湿加热风道的气流加热:关闭热水回水电磁阀与热水出水电磁阀,切断水-氟冷凝器与加热夹层的连通,使空气能热泵的热量通过水-氟冷凝器传递到风-氟冷凝器;

s24,在空气能热泵中重新一轮加热:启动空气能热泵的变频压缩机,在变频压缩机的做功下,通过风-氟蒸发器吸收除湿加热风道气流中的n份热量,加上变频压缩机做功的1份热量,在水-氟冷凝器与风-氟冷凝器上产生n+1份热量,水-氟冷凝器处于关闭状态,释放的热量忽略不计;

其中,通过对除湿冷凝温度传感器与除湿烘干温度传感器的温度数据采集,根据在不同温度下的空气相对湿度与露点的关系,控制空气能热泵的变频压缩机的工作功率,控制风-氟蒸发器与风-氟冷凝器之间的温度差。

优选地,所述换气与调节为在发酵仓内温度过低而需要换气时,通过内外蒸发风道切换机构将内外蒸发风道切换闸片转至45度位置;同时通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝切换闸片转至45度位置,通过除湿加热风道中的风-氟蒸发器对外部空气进行换风式吸热,使发酵仓内气体既升温又换气。

优选地,所述换气与调节为在发酵仓内温度过高而需要换气时,通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝切换闸片转至45度位置;同时通过热风外循环切换机构将热风外循环切换闸片转至45度位置,通过热风外循环出风对外部空气进行换气和释放热量,使发酵仓内气体既降温又换气。

与现有技术相比,本发明至少有以下有益效果:

1.除短时间补充氧气外,无其他臭气排放(补充氧气时所排放的气体体量很少,可使用等离子、uv除臭等技术,便可达到排放标准),更加环保,无排放,无污染,能源清洁、;

2.通过冷凝水集水器所收集的大量蒸馏水可以循环利用,可以用来洗漱卫生器具、下水道等,减少对自来水的使用量,可以降低后期的运维成本;

3.减少餐厨垃圾处理配套设备,原传统的餐厨垃圾处理方式,在气体除臭方面除需要配套uv光氧、与等离子设备外,还需要配备喷淋塔、水过滤等组合式的除臭设备,而且运营过程这些设备也需要消耗大量电能,本发明只要配备一个简单的等离子除臭(短暂换气使用)即可,节省约5-8%整体的成本,还减少后期的运营成本(维护费与电费);

4.节省地场地空间,省去uv光氧、等离子、喷淋塔、水过滤等组合配套设备的占地面积,为居民就近处理点节省下宝贵的土地空间;

5.加热节能,加热过程的cop比市面上常规餐厨垃圾处理设备最高可高出4-5倍;

6.除湿、烘干的减量节能,加热的空气热量再被回收回去重新加热,整个闭环过程可以让空气能热泵的cop提高到传统除湿的4-5倍;

7.形成闭环环境,不受环境温度影响,空气能热泵效能会受到环境温度影响的,环境温度越低,制热效果越不理想;环境温度越高,制冷效果越不理想,但本发明改变了环境温度对空气能热泵的影响,由发酵仓与除湿加热风道构成闭环循环环境,其环境温度只受发酵仓内温度影响,而发酵仓内垃圾物料加热至一定温度后,空气能热泵以发酵仓内温度为运行环境温度恒定工作,而不受发酵仓温度影响,配合适当的菌种发酵温度,让空气能热泵在更合适的温度环境下工作。

附图说明

图1为本发明装置具体实施例的多功能空气能加热除湿装置的结构框图;

图2为本发明装置具体实施例的多功能空气能加热除湿装置的空气能热泵和除湿加热风道结构示意图;

图3为本发明装置具体实施例的多功能空气能加热除湿装置的结构示意图;

图4为本发明装置具体实施例的多功能空气能加热除湿装置的发酵仓截面示意图;

图5为本发明方法实施例的多功能空气能加热除湿方法的加热步骤流程图。

附图标号对应名称:

1-除湿加热风道;2-除湿风道入口;3-内外蒸发风道切换机构;4-外循环进风口;5-内外蒸发风道切换闸片;6-增压散热风扇;7-风-氟蒸发器;8-冷凝水排水口;9-冷凝水集水器;10-外循环出风口;11-内外冷凝风道切换闸片;12-内外冷凝风道切换机构;13-内循环烘干进风口;14-风-氟冷凝器;15-除湿风道出口;16-除湿冷凝温度传感器;17-除湿烘干温度传感器;18-热水温度传感器;19-热水回水口;20-热水出水口;21-热水回水电磁阀;22-热水出水电磁阀;23-水-氟冷凝器;30-空气能热泵;31-变频压缩机;32-气液分离器;34-低压保护阀;35-四通阀;36-电子膨胀阀。37-过滤器。38-储液罐;39-高压表;40-高压保护阀;50-加热进水口;51-加热出水口;52-加热夹层;53-发酵仓出风口;54-发酵仓进风口;55-热风风道;56-冷风风道;57-保温层;58-发酵仓;59-增压循环水泵;60-外循环切换闸片;61-外循环切换机构;62-热风外循环切换机构;63-热风外循环切换闸片;64-热风外循环出风口;65-加热温度传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,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仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

装置实施例1

参见图1、图2,本发明实施例的一种多功能空气能加热除湿装置,包括发酵仓58、除湿加热风道1和空气能热泵30,三者依次连接,且发酵仓58与空气能热泵30亦连接,具体为通过各风道口与电磁阀的相互切换实现加热、除湿、控温等诸多功能。除湿加热风道1包括除湿风道入口2、外循环进风口4、增压散热风扇6、风-氟蒸发器7、外循环出风口10、内循环烘干进风口13、风-氟冷凝器14、除湿风道出口15、除湿冷凝温度传感器16和除湿烘干温度传感器17;除湿风道入口2与外循环进风口4为开关切换关系;外循环出风口10与内循环烘干进风口13为开关切换关系;除湿风道入口2与内循环烘干进风口13均为开时,气体由除湿风道入口2进入除湿加热风道1,依次经过风-氟蒸发器7、增压散热风扇6和风-氟冷凝器14,由除湿风道出口15输出;除湿冷凝温度传感器16设置在风-氟蒸发器7旁,检测风-氟蒸发器7温度,除湿烘干温度传感器17设置在风-氟冷凝器14旁,检测风-氟冷凝器14的温度;

空气能热泵30包括变频压缩机31、水-氟冷凝器23、热水出水口20和热水回水口19;变频压缩机31通过除湿冷凝温度传感器16和除湿烘干温度传感器17的温度差调整工作频率,改变空气能热泵30的输出功率;

空气能热泵30经过除湿加热风道1向发酵仓58传输冷风和热风,空气能热泵30直接向发酵仓58输出热水。

由一台变频压缩机31带动两个风-氟热交换器(风-氟冷凝器14与风-氟蒸发器7)与一个水-氟冷凝器23,水-氟冷凝器23的热量输出由热水回水电磁阀21与热水出水电磁阀22控制,还包括气液分离器31、四通阀35、电子膨胀阀36、过滤器37、储液罐38、高低压保护阀34、40、高低压力表33、39。

其原作原理为通过变频压缩机31对空气能热泵30中的冷媒(氟利昂)做功---产生压力;冷媒在高压的作用下,转变成高压高温的液态经四通阀35,高压保护阀40,高压表39后,送至水-氟冷凝器23与风-氟冷凝器14,为两个冷凝器提供高温热量;高压高温的液态冷媒经过水-氟冷凝器23或者风-氟冷凝器1414释放热量后,再经过储液罐38、过滤器37流至电子膨胀阀36;在电子膨胀阀36节流、降压的作用下,冷媒失压换变成低温低压的气态,流经风-氟蒸发器7,风-氟蒸发器7的温度逐渐降低,在增压散热风扇6的风压下,对内循环或者外循环风道进行吸热;吸热后的气态冷媒经过四通阀35后流回至变频压缩机31,重新进行新的一轮压缩。周而复始的运行,水-氟冷凝器23与风-氟冷凝器14成为高温的热源;风-氟蒸发器7成为低温的冷源。

装置实施例2

参见图3-图4,进一步地,发酵仓58包括发酵仓进风口54、发酵仓出风口53、加热夹层52、外循环切换闸片60、外循环切换机构61、加热进水口50和加热出水口51;加热夹层52设置在仓体外壁;发酵仓进风口54和发酵仓出风口53设置在发酵仓58的仓顶;外循环切换闸片60和外循环切换机构61对发酵仓进风口54和发酵仓出风口53与除湿加热风道1的连通进行开和关。

变频压缩机31带动风-氟蒸发器7、风-氟冷凝器14和水-氟冷凝器23,水-氟冷凝器23输出的热水从热水出水口20传输到发酵仓58的热水进水口,再进入加热夹层52;除湿风道出口15输出热风,经过热风风道55连接发酵仓进风口54;发酵仓出风口53经过冷风风道56连接除湿风道入口2,进入除湿加热风道1。

除湿加热风道1还包括内外蒸发风道切换机构3和内外蒸发风道切换闸片5,内外蒸发风道切换机构3控制内外蒸发风道切换闸片5的位置改变,来切换除湿风道入口2与外循环进风口4的开和关。

除湿加热风道1还包括内外冷凝风道切换闸片11和内外冷凝风道切换机构12,内外冷凝风道切换机构12控制内外冷凝风道切换闸片11的位置改变,来切换外循环出风口10与内循环烘干进风口13的开和关。

热风风道55上设置热风外循环切换机构62、热风外循环切换闸片63和热风外循环出风口64,热风外循环切换机构62控制热风外循环切换闸片63对热风外循环出风口64进行开和关。

空气能热泵30还包括热水回水电磁阀21和热水出水电磁阀22,热水回水电磁阀21连接热水回水口19和水-氟冷凝器23;热水出水电磁阀22连接热水出水口20和水-氟冷凝器23,加热出水口51与热水回水口19之间设置增压循环水泵59,将回水快速抽回水-氟冷凝器23。设置热水温度传感器18在水-氟冷凝器23检测温度。

发酵仓58还包括加热温度传感器65,设置在加热夹层52旁;还包括保温层57,设置在加热夹层52外层。

除湿加热风道1还设置冷凝水排水口8,将冷凝水集水器9收集到的水分及时排出除湿加热风道1的水口;冷凝水集水器9,将风-氟蒸发器7冷却空气所得到的水分收集起的水容器。

方法实施例1

一种多功能空气能加热除湿方法,采用上述装置,包括以下步骤:

s10,餐厨垃圾加载入发酵仓,空气能热泵对发酵仓的加热夹层输出热水,对发酵仓加热;

s20,在发酵过程中定时或湿度检测至预设值时,对发酵仓气体进行除湿;

其中,s10与s20为交叉或同步进行;在s20中发酵仓温度过低或过高时进行换气与调节;

所述餐厨垃圾加载入发酵仓,空气能热泵对发酵仓的加热夹层输出热水,对发酵仓加热,参见图5,包括以下步骤:

s11,发酵仓外循环关闭:发酵仓的外循环切换机构带动外循环切换闸片顺时针转动90度,至关闭状态,切断发酵仓与热风风道、冷风风道之间的通道。让发酵仓形成独立空间;

s12,除湿加热风道打开外循环:内外蒸发风道切换机构带动内外蒸发风道切换闸片转至除湿风道入口,关闭除湿风道入风口,切断除湿加热风道与冷风风道之间的连通,打开外循环进风口,让外部空气与除湿加热风道连通;同时内外冷凝风道切换机构带动内外冷凝风道切换闸片转至内循环烘干进风口,关闭内循环烘干进风口,切断除湿加热风道与热风风道之间的连通,打开外循环出风口,让外部空气与除湿加热风道连通;启动增压散热风扇,在增压散热风扇的增压作用下,外部空气由外循环进风口吸进,穿过风-氟蒸发器后,从外循环出风口排出,形成风-氟蒸发器对外部循环,吸收外部空气热量;

s13,输出载热液体:打开热水回水电磁阀与热水出水电磁阀,启动增压循环水泵,在增压水泵的压力下,水-氟冷凝器载热液体经过热水出水电磁阀、热水出水口输出至加热进水口;载热液体均匀流过加热夹层,为发酵仓餐厨垃圾物料加热后,从加热出水口流出,由增压循环水泵抽回至热水回水口,再通过热水回水电磁阀流回热水回水口至水-氟冷凝器;

s14,在空气能热泵中重新一轮加热:启动空气能热泵的变频压缩机,在变频压缩机的做功下,通过风-氟蒸发器吸收外部空气中的n份热量,加上变频压缩机做功的1份热量,在水-氟冷凝器与风-氟冷凝器上产生n+1份热量,而风-氟冷凝器所在的除湿加热风道处于关闭状态,释放的热量忽略不计,即空气能热泵所产生的n+1份热量通过增压循环水泵被源源不断地送至发酵仓的加热夹层,为发酵仓内的餐厨垃圾物料进行加热;

s15,当加热夹层的加热温度传感器检测到的温度数值达到预设最高温度后,停止加热直至加热温度传感器检测到的温度低于预设最低温度时,再重新启动加热;

所述在发酵过程中定时或湿度检测至预设值时,对发酵仓气体进行除湿,包括以下步骤:

s21,打开发酵仓外循环:通过外循环切换机构将外循环切换闸片逆时针转动90度,使发酵仓出风口与冷风风道连通,发酵仓进风口与热风风道连通;

s22,对发酵仓餐厨垃圾处理过程中产生的水分,进行除湿与烘干:通过内外蒸发风道切换机构将内外蒸发风道切换闸片转到外循环进风口位置,切断除湿加热风道与外部空气之间的连通,将除湿加热风道与冷风风道连通;同时通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝风道切换闸片转至外循环出风口位置,切换除湿加热风道与外部空气之间的连通,将除湿加热风道与热风风道连通,使除湿加热风道与冷风风道、热风风道与发酵仓形成循环风道;在增压散热风扇的作用下,气流穿过风-氟冷凝器,变成热风经过热风风道后,由发酵仓进风口进入发酵仓,对发酵仓里面的空气进行加热变成高温高湿度的空气后,由发酵仓出风口输出经过冷风风道,送至风-氟蒸发器进行冷却,高温高湿度的空气穿过风-氟蒸发器时,骤然遇冷降温,在风-氟蒸发器上附着水分,结露成水排出;

s23,对除湿加热风道的气流加热:关闭热水回水电磁阀与热水出水电磁阀,切断水-氟冷凝器与加热夹层的连通,使空气能热泵的热量通过水-氟冷凝器传递到风-氟冷凝器;

s24,在空气能热泵中重新一轮加热:启动空气能热泵的变频压缩机,在变频压缩机的做功下,通过风-氟蒸发器吸收除湿加热风道气流中的n份热量,加上变频压缩机做功的1份热量,在水-氟冷凝器与风-氟冷凝器上产生n+1份热量,水-氟冷凝器处于关闭状态,释放的热量忽略不计;

其中,通过对除湿冷凝温度传感器与除湿烘干温度传感器的温度数据采集,根据在不同温度下的空气相对湿度与露点的关系,控制空气能热泵的变频压缩机的工作功率,控制风-氟蒸发器与风-氟冷凝器之间的温度差。

方法实施例2

进一步地,换气与调节为在发酵仓内温度过低而需要换气时,通过内外蒸发风道切换机构将内外蒸发风道切换闸片转至45度位置;同时通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝切换闸片转至45度位置,通过除湿加热风道中的风-氟蒸发器对外部空气进行换风式吸热,使发酵仓内气体既升温又换气。

方法实施例3

进一步地,换气与调节为在发酵仓内温度过高而需要换气时,通过内外冷凝风道切换机构将内外冷凝切换闸片转至45度位置;同时通过热风外循环切换机构将热风外循环切换闸片转至45度位置,通过热风外循环出风对外部空气进行换气和释放热量,使发酵仓内气体既降温又换气。

具体实施例中,s10和s20可以同时进行。在餐厨垃圾处物料理过程中,根据各种使用环境,经常会采用除湿、加热两种工作模式同时进行的方式:

发酵仓垃圾物料由于不是绝对保温而产生的热损耗,促使发酵仓内垃圾物料温度逐步降低,在给发酵仓垃圾物料补充热量时,可在s20的基本上,同时打开热水回水电磁阀与热水出水电磁阀,并启动增压循环水泵,打开水-氟冷凝器与加热夹层之间的热传递通道,s10和s20同时进行。

当遇到需要采用高温生物菌种时,发酵仓内垃圾物料温度较高。如潍坊瑞辰生物科技有限公司产生的cas编号:12211-28-8降解菌种,其适用温度为55℃-85℃。最佳发酵温度要55℃以上,此时主要通过加热夹层进行加热,同时进行除湿烘干,s10和s20同时进行。

本发明加热过程的cop比市面上常规餐厨垃圾处理设备最高可高出4-5倍,如市面上某牌品的2吨餐厨垃圾处理设备发酵仓的加热装置采用的是4根4kw的电热丝的加热棒,加热棒的能效比约为0.9,制热量相当于:4*4*0.9=14.4kw;而本发明2吨餐厨垃圾处理设备的加热装置采用7p的空气能热泵,其能效比最高可达到3.8,理论上空气能热泵的功耗为1p约等于900w,7p空气能热泵总功耗约为6.3kw,其理论最高制热量相当于:6.3*3.8=23.94kw。得出本发明的加热功耗是市面常规餐厨垃圾处理加热装置的39%,而制热量却是常规加热设备的166%。

除湿、烘干的减量节能,加热的空气热量再被回收回去重新加热,整个闭环过程可以让空气能热泵的cop提高到传统除湿的4-5倍,如市面上某牌品的2吨餐厨垃圾处理设备发酵仓的加热装置采用的是4根4kw的电丝加热棒通过加物料产生热气化排出,此加热棒的能效比约0.9,制热量相当于:4*4*0.9=14.4kw;而本发明制热能效比最高可达到4.0,制冷能将比达到3.6,理论上空气能热泵的功耗为1p约等于900w,7p空气能热泵总功耗约为6.3kw,可其理论的最高制热量相当于:6.3*4.0=25.2kw,6.3*3.6=22.68kw,本发明的理论热气化功耗是市面常规餐厨垃圾处理设备的39.3%,而理论除湿量却是常规设备的141%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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