一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统，由太阳能光伏光热系统、物料预热干燥系统、热泵干燥系统组成，太阳能光伏光热系统由PV/T模块、蓄电池、逆变器、水箱、水泵组成；PV/T模块由太阳能电池与热收集器组成，太阳能电池依次连接到蓄电池和逆变器，逆变器的电源输出线连接到热泵干燥系统，热收集器连接到水箱和水泵；物料预热干燥系统中包括风机盘管，预热干燥箱；风机盘管有两个回路，一路与水箱连接，另一路与预热干燥箱连接；热泵干燥系统包括热泵回路和干燥回路，热泵回路由压缩机、升温阀、冷凝器，降温阀，辅助冷凝器，电子膨胀阀和蒸发器组成；干燥回路包括风机和热泵干燥箱。该系统可以充分利用太阳能转化的电能与热量。

A drying system of solar photovoltaic photothermal combined with heat pump

The invention discloses a combined drying system of solar photovoltaic photothermal and heat pump, which is composed of solar photovoltaic photothermal system, material preheating drying system and heat pump drying system. The solar cell is connected to the storage battery and the inverter in turn, the power output line of the inverter is connected to the heat pump drying system, and the heat collector is connected to the water tank and the water pump; the material preheating drying system includes the fan coil unit and the preheating drying box; the fan coil unit has two loops, one connecting with the water tank, the other with the preheating. The heat pump drying system consists of a compressor, a heating valve, a condenser, a cooling valve, an auxiliary condenser, an electronic expansion valve and an evaporator. The drying circuit includes a fan and a heat pump drying box. The system can make full use of the energy and heat transferred by solar energy.

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统
本专利技术属于太阳能利用与物料干燥技术，具体涉及一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统。
技术介绍
太阳能是一种重要的可再生无污染绿色能源，太阳能资源的利用广泛受到各界的关注。目前利用太阳能进行光伏发电的太阳能电池，只能将8％～30％的太阳辐射能转化为电能，其余的太阳能都将转化为热能或者以电磁波的形式辐射出去，转化为热能的部分会使得太阳能电池表面工作温度过高，这严重影响其发电效率。而太阳能光伏/光热(PV/T)集热器是将光伏和光热有机结合为一体的装置，同时具有太阳能电池和太阳能集热器的功能，并且集热器通过媒介可以将太阳能电池表面上产生的热量及时带走，控制太阳能电池的温度，提高其发电综合效率，带走的热量又可以将其有效地利用起来，从而极大地提高了太阳能的综合效率。
技术实现思路
本专利技术所要做的是解决太阳能综合利用效率低，并且在干燥方面不能够充分利用其转化的电能与热量等问题，提供一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统。该系统可以充分利用太阳能转化的电能与热量，其中转化为热能的部分用于物料的预热干燥，转化为电能的部分用于供给热泵系统，对物料进行深入干燥，实现对这两种能量梯级利用，从而有效地节约能源。并且根据物料干燥的降速特性，在这两个干燥过程中间，间歇一段时间，实现间歇干燥，保证干燥物料品质。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统，由太阳能光伏光热系统，物料预热干燥系统，热泵干燥系统三部分组成，太阳能光伏光热系统由PV/T模块、蓄电池、逆变器、水箱、水泵组成；PV/T模块由太阳能电池与热收集器组成，太阳能电池依次连接到蓄电池和逆变器，逆变器的电源输出线连接到热泵干燥系统，热收集器连接到水箱和水泵；物料预热干燥系统中包括风机盘管，预热干燥箱；风机盘管有两个回路，一路与水箱连接，另一路与预热干燥箱连接；热泵干燥系统包括热泵回路和干燥回路，热泵回路由压缩机、升温阀、冷凝器，降温阀，辅助冷凝器，电子膨胀阀和蒸发器组成；干燥回路由风机和热泵干燥箱组成。该干燥系统将光伏光热能源进行梯级利用，低品位热能用于预热干燥，高品位电能用于驱动热泵系统进行深入干燥。预热干燥与热泵干燥为物料干燥的两个过程，期间使物料缓苏，实现间歇干燥。与现有技术相比，本专利技术的技术方案所带来的有益效果是：1.本专利技术可充分利用太阳能，将其转化的电能与热能进行能源的分级利用，能够更加有效地节约能源。2.本专利技术在利用太阳能进行干燥的过程中，考虑到物料干燥的降速特性，在两个干燥过程中间，缓苏一段时间，实现间歇干燥，更好地保证干燥物料的品质。3.由于物料干燥是一个高耗能的过程，而本专利技术将太阳能光伏/光热技术与热泵干燥结合起来，充分利用太阳能可再生能源来进行干燥，能够很好地减少干燥行业的能耗，有效地节约能源，保护环境，减少污染物排放。附图说明图1是本专利技术系统的结构示意图。附图标记：1-PV/T模块，2-蓄电池，3-逆变器，4-水箱，5-水泵，6-风机盘管，7-预热干燥箱，8-压缩机，9-升温阀，10-冷凝器，11-降温阀，12-辅助冷凝器，13-电子膨胀阀，14-蒸发器，15-风机，16-热泵干燥箱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统，包括太阳能光伏光热系统，物料预热干燥系统，热泵干燥系统三部分。太阳能光伏光热系统由PV/T模块1、蓄电池2、逆变器3、水箱4、水泵5组成；PV/T(太阳能光伏/热)模块1主要由太阳能电池与热收集器组成，太阳能电池将太阳能转化为电能，通过蓄电池2储存，然后经逆变器3将电能传输给热泵干燥系统。热收集器通过光伏板聚集热量，然后由水泵5驱动水箱4中的水与光伏板完成换热过程，带走热量。物料预热干燥系统中包括风机盘管6和预热干燥箱7；风机盘管有两个回路，一路与水箱4连接，另一路与预热干燥箱7连接，水箱4中的热水加热流经风机盘管6的空气，变为冷水回到水箱4，冷水被加热再次回到风机盘管6，完成水侧的循环；被加热的热空气流入预热干燥箱7加热干燥物料，变为低温高湿空气回到风机盘管6，完成风侧的循环。热泵干燥系统的工作过程如下：制冷剂由压缩机8压缩为高温高压的蒸汽，进入冷凝器10加热干燥空气，然后制冷剂经电子膨胀阀13后成为低温低压的液体，再进入蒸发器14冷却空气，最后回到压缩机8，完成制冷剂的热泵循环过程；流向热泵干燥箱16中的空气首先在冷凝器10内与高温高压的制冷剂进行热交换，获得热量后的空气温度升高，相对湿度也下降；升温后的空气通过风机15再流经热泵干燥箱16，加热预热干燥后物料使其内部水分温度再次升高而蒸发，吸收了物料中水分的干燥空气温度下降并且湿度升高，随后流经蒸发器14，由于蒸发器14内制冷剂温度低于干燥后的空气，空气中的热量传递给制冷剂，温度继续下降，相对湿度持续上升，当温度达到空气的露点时，空气中的水蒸汽凝结成水珠析出，空气的含湿量开始下降；降温降湿后的空气再进入冷凝器10，从而形成空气的干燥循环过程；由于本专利技术的热泵干燥系统是一个封闭的系统，随着物料的干燥，空气的温度会越来越高，当温度达到最高额定值时，打开降温阀11，关闭升温阀9，经压缩机压缩后的高温高压制冷剂蒸汽，不流经冷凝器10，而是流经辅助冷凝器12，也可以称为室外冷凝器，与室外空气换热，因而干燥空气在进入冷凝器10时不再被加热，进入干燥箱中干燥后温度降低。本专利技术在具体实施时有两种工作模式，一是在太阳光充足时，光伏发电能够满足热泵干燥系统的用电量，本系统可以正常运行；二是当太阳光照较弱或阴雨天时，太阳能光伏发电的电量不够维持热泵系统的运行时，则由电网来提供剩余的电量。本专利技术并不限于上文描述的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在描述和说明本专利技术的技术方案，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下还可做出很多形式的具体变换，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统，其特征在于，由太阳能光伏光热系统、物料预热干燥系统和热泵干燥系统组成，所述太阳能光伏光热系统由PV/T模块(1)、蓄电池(2)、逆变器(3)、水箱(4)、水泵(5)组成；所述PV/T模块(1)由太阳能电池与热收集器组成，太阳能电池依次连接蓄电池(2)和逆变器(3)，逆变器(3)的电源输出线连接热泵干燥系统，所述热收集器与水箱(4)和水泵(5)相连；所述物料预热干燥系统包括风机盘管(6)和预热干燥箱(7)；风机盘管(6)有两个回路，一路与水箱(4)连接，另一路与预热干燥箱(7)连接；所述热泵干燥系统包括热泵回路和干燥回路，所述热泵回路由压缩机(8)、升温阀(9)、冷凝器(10)，降温阀(11)和辅助冷凝器(12)、电子膨胀阀(13)和蒸发器(14)组成；所述干燥回路由风机(15)和热泵干燥箱(16)组成。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏光热与热泵联合的干燥系统，其特征在于，由太阳能光伏光热系统、物料预热干燥系统和热泵干燥系统组成，所述太阳能光伏光热系统由PV/T模块(1)、蓄电池(2)、逆变器(3)、水箱(4)、水泵(5)组成；所述PV/T模块(1)由太阳能电池与热收集器组成，太阳能电池依次连接蓄电池(2)和逆变器(3)，逆变器(3)的电源输出线连接热泵干燥系统，所述热收集器与水箱(4)和水泵(5)相连；所述物料预热干燥系统包括风机盘管(6)和预热干燥箱(7)；风机盘管(6)有两个回路，一路与水箱(4)连接，另一路与预热干燥箱(7)连接；所述热泵干燥系...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，余飞，陶志超，陈裕博，赵文仲，冯蕊，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12