[發明專利]一種太陽能輔助熱泵干燥系統方法及裝置

在審

• 申請號: 201810598140.1
• 申請日: 2018-06-12
• 公開（公告）號: CN109099696A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 陳振乾;李招海
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F26B21/00
• 分類號: F26B21/00;F26B21/04;F26B21/06;F26B21/14
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種太陽能輔助熱泵干燥系統、方法及裝置，該系統以及裝置包括干燥介質和制冷劑回路，干燥介質回路主要由太陽能集熱器、風機、風閥、干燥室、冷凝器和蒸發器構成；制冷劑回路主要由壓縮機、冷凝器、電磁閥、電子膨脹閥、蒸發器和集熱/蒸發器構成。該系統、方法及裝置可根據天氣條件通過調節風閥實現不同的干燥工作模式，使得干燥系統可以連續運行，且保持較低的除濕能耗比。本發明在熱泵干燥的基礎上，充分利用太陽能，且多種干燥模式的實現，可以顯著提高干燥過程中的能源使用率，解決現有技術中運行成本和除濕能耗比較高的問題。

技術領域

本發明屬于農產品加工干燥技術領域,，尤其涉及一種太陽能輔助熱泵干燥系統方法及裝置。

背景技術

太陽能是一種取之不盡的清潔能源，太陽能被廣泛地應用到各領域，干燥領域也不例外，太陽能干燥是一種非常節能的干燥方式，但是和其他太陽能應用一樣，它受到諸如太陽能不穩定、不連續等的限制。熱泵是一種能源利用率較高的裝置，而熱泵干燥由于蒸發器能吸收干燥室排出的氣體的顯熱和潛熱，進一步提高了能源利用率，且熱泵干燥運行穩定。把太陽能干燥和熱泵干燥有機地結合起來，不僅可以降低單位能耗除濕比，而且可以保證系統運行穩定，受外界干擾較小。現有的太陽能輔助熱泵干燥裝置多種多樣，但是工作模式較為單一，不能根據不同的外部條件改變工作模式，并盡可能提高裝置的能效。

發明內容

發明目的：針對以上現有技術存在的問題，本發明提出一種太陽能輔助熱泵干燥系統、方法及裝置，該系統、裝置能夠穩定連續地運行，且可根據外界條件，切換不同的工作模式，并盡可能降低干燥能耗。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種太陽能輔助熱泵干燥系統，其特征在于：該系統包括通過蒸發器和冷凝器耦合的干燥介質回路和制冷劑回路，其中，干燥介質回路由干燥介質進口(19)、風閥(1)、風閥(2)、風閥(3)、太陽能集熱器(4)、風機(5)、冷凝器(6)、干燥室(7)、風閥(8)、風閥(9)、干燥介質出口(20)、蒸發器(10)、風閥(11)、風閥(12)和干燥介質出口(21)構成，干燥介質由進口(19)引入后，先流經太陽能集熱器(4)，再流經冷凝器(6)進一步被加熱，然后被送入干燥室(7)，干燥后的介質既可以通過干燥介質出口(20)直接排出，也可通過蒸發器(10)被降溫除濕，最后通過干燥介質出口(21)排出或繼續循環；制冷劑回路由壓縮機(13)、冷凝器(6)、電磁閥(14)、電子膨脹閥(15)、蒸發器(10)、電磁閥(16)、電子膨脹閥(17)和集熱/蒸發器(18)構成，制冷劑經壓縮機(13)壓縮后被送往冷凝器(6)冷凝放熱，然后通過并聯設置的蒸發器(10)和集熱/蒸發器(18)，通過調節電磁閥(14)和(16)改變經過蒸發器(10)和集熱/蒸發器(18)的制冷劑流量，然后經電子膨脹閥(15)和(17)節流后被送往蒸發器(10)和集熱/蒸發器(18)蒸發吸熱，最后重新進入壓縮機繼續循環；干燥介質回路和制冷劑回路通過冷凝器(6)和蒸發器(10)連接在一起。

其中，所述的干燥介質的回路中，在蒸發器(10)和太陽能集熱器(4)之間設置了干燥介質進口(19)、干燥介質出口(21)、風閥(1)、風閥(2)、風閥(3)、風閥(11)和風閥(12)，在干燥室(7)和蒸發器(10)之間設置了風閥(8)、風閥(9)和干燥介質出口(20)，上述的各風閥用于調節控制不同的干燥工作模式。

其中，所述的制冷劑回路中，蒸發器(10)和集熱/蒸發器(18)并聯設置，且蒸發器(10)管路上設置了電磁閥(14)和電子膨脹閥(15)，集熱/蒸發器(18)管路上設置了電磁閥(16)和電子膨脹閥(17)，通過上述電磁閥和電子膨脹閥分別控制蒸發器(10)和集熱/蒸發器(18)管路上不同的制冷劑流量和蒸發壓力。

其中，所述的干燥介質既可以是空氣，也可以是滿足干燥產品要求的各種氣體。

此外，本發明公開了一種根據太陽能輔助熱泵干燥系統實現的干燥方法，其特征在于，該方法步驟如下：