[發(fā)明專利]一種熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010034266.3
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111141115A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龍成樹;湯石生;陳永春;吳耀森;劉清化;李浩權(quán);龔麗;劉軍;肖波;葉開愚
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所
• 主分類號: F26B9/02
• 分類號: F26B9/02;F26B21/00;F26B21/08;F26B21/10;F26B25/00;F28F27/00;F25B29/00;F25B49/00
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 陳勝杰

本申請公開了一種熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)及控制方法，所述冷熱水均衡系統(tǒng)包括第一散熱系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)、蓄熱熱水箱、雙效熱泵機組、三效熱泵機組、蓄冷冷水箱以及散冷系統(tǒng)。本申請結(jié)合實際生產(chǎn)應(yīng)用，針對農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品等高濕物料干燥加工過程中，冷熱量應(yīng)用較難均衡控制、顧此失彼的現(xiàn)狀，提出一種熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)，設(shè)計雙效熱泵機組、三效熱泵機組和蒸汽加熱系統(tǒng)聯(lián)合制取冷熱水，將冷熱水分開儲藏于冷熱水箱中，供給農(nóng)產(chǎn)品干燥烘房所需冷熱，實現(xiàn)一托多，縮減設(shè)備初始投資成本，減少干燥過程中冷熱量的損耗，節(jié)約干燥總成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及熱能利用及電氣控制領(lǐng)域，具體涉及一種熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

農(nóng)產(chǎn)品干燥是一個能耗很大的領(lǐng)域，而傳統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品烘干的主要熱源有蒸汽、燃燒礦物質(zhì)燃料、燃燒木柴等。近年來，國家大力倡導(dǎo)綠色、協(xié)調(diào)發(fā)展，人們頗為關(guān)注農(nóng)產(chǎn)品水源或者空氣源熱泵除濕干燥技術(shù)。事實上，上述除熱泵除濕干燥以外，其它熱源的農(nóng)產(chǎn)品烘干都是采用排濕的方式，如此將會有大量高溫高濕空氣排至環(huán)境，不僅造成了能源的浪費，而且也是對環(huán)境的熱污染。熱泵除濕干燥的主要熱能來源水(或者空氣)中，且水和空氣中的熱能廉價，甚至是無償使用，較大的減少了能耗成本。熱泵除濕干燥的優(yōu)勢不僅在于節(jié)能，而且其有效的將冷、熱進行了循環(huán)利用，其冷端為蒸發(fā)器主要起除濕作用，熱端為冷凝器主要起升溫作用，因此，熱泵除濕干燥機應(yīng)用于某些農(nóng)產(chǎn)品物料干燥幾乎能夠達到全封閉干燥。然而，農(nóng)產(chǎn)品干燥過程所需冷熱量與熱泵除濕干燥機制取的冷熱量并不能完全匹配。因此，農(nóng)產(chǎn)品熱泵干燥過程中將會出現(xiàn)熱量供給充足，而冷量不足以滿足除濕，此時只能回到采用排濕風(fēng)機排出濕熱。

綜上，無論采用蒸汽等排濕烘干或者采用熱泵除濕干燥，都較難滿足農(nóng)產(chǎn)品烘干過程中的冷、熱的均衡需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)及控制方法，以更好地滿足農(nóng)產(chǎn)品烘干過程中的冷量均衡需求。

為了實現(xiàn)上述任務(wù)，本申請采用以下技術(shù)方案：

一種熱泵蒸汽聯(lián)合的冷熱水均衡系統(tǒng)，包括第一散熱系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)、蓄熱熱水箱、雙效熱泵機組、三效熱泵機組、蓄冷冷水箱以及散冷系統(tǒng)，其中：

所述第一散熱系統(tǒng)與蓄熱熱水箱連接，用于通過對蓄熱熱水箱中的熱水進行循環(huán)散去多余熱量以維持蓄熱熱水箱中的水溫；

所述蒸汽加熱系統(tǒng)與蓄熱熱水箱連接，蒸汽加熱系統(tǒng)包括放熱系統(tǒng)和換熱回路，其中放熱系統(tǒng)用于將蒸汽通過換熱的方式，將蒸汽的熱量經(jīng)由所述換熱回路提供給蓄熱熱水箱，以向蓄熱熱水箱中提供熱水；

所述雙效熱泵機組、三效熱泵機組均分別與蓄熱熱水箱、蓄冷冷水箱構(gòu)成制熱回路和制冷回路，用于向蓄熱熱水箱、蓄冷冷水箱同時提供制取的冷水和熱水；其中，所述三效熱泵機組上連接有第二散熱系統(tǒng)，三效熱泵機組通過第二散熱系統(tǒng)實現(xiàn)單獨制取冷水的功能；

所述散冷系統(tǒng)連接在蓄冷冷水箱上，用于均衡蓄冷冷水箱的冷量，通過循環(huán)的方式對蓄冷冷水箱多余的冷量進行散失。

進一步地，所述第一散熱系統(tǒng)包括第一冷卻水塔、第一水泵和第一球閥，其中，所述蓄熱熱水箱的出水口與第一冷卻水塔的入水口連接，第一冷卻水塔的出水口連接第一水泵的入水口，第一水泵的出水口連接蓄熱熱水箱的入水口從而形成一個熱水循環(huán)回路，第一球閥設(shè)置在蓄熱熱水箱和第一冷卻水塔之間的管路上。

進一步地，所述蒸汽加熱系統(tǒng)的放熱回路包括蒸汽入口、蒸汽板式換熱器、冷卻水箱、渦街流量計、第一截止閥、第二截止閥、第三截止閥、疏水閥和電磁閥，所述蒸汽入口通過管路與蒸汽板式換熱器的熱源入口連接，蒸汽板式換熱器的熱源出口通過管路與冷卻水箱連接；在蒸汽入口與蒸汽板式換熱器之間的管路上依次設(shè)置所述第一截止閥、電磁閥、第二截止閥和渦街流量計，在蒸汽板式換熱器與冷卻水箱之間的管路上依次設(shè)置所述第三截止閥、疏水閥。