一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公布了一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置及其控制方法，属于农产品干燥设备技术领域，由空气源热泵子系统、太阳能空气集热子系统和空气循环子系统构成，包括翅片式蒸发器、涡旋式压缩机、翅片式冷凝器、气液分离器、干燥过滤器、太阳能空气集热器、集热风机、干燥箱、干燥箱出口静压箱、排湿风机、蒸发器进口静压箱、蒸发器出口静压箱、蒸发风机、冷凝器进口静压箱、干燥箱进口静压箱以及12个电动风阀。通过控制各个电动风阀的开闭，可实现8种干燥模式，可根据不同的环境温度、相对湿度、太阳辐照强度以及干燥箱回风温度和回风相对湿度，切换至不同的干燥模式，使干燥装置处于节能工作状态，具有节能环保、结构紧凑的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置及其控制方法
本专利技术涉及农产品干燥设备
，尤其是涉及一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置及其控制方法。
技术介绍
伴随着《全国油茶产业发展规划(2009-2020)》的发布，油茶在我国已上升为国家战略性产业，油茶产业的良好发展对保障我国粮油安全和全民健康具有重要意义。目前，我国油茶种植总规模接近7000万亩，茶油产量达到每年60万吨。随着油茶种植面积和产量的迅速提高，传统采用自然晾晒干燥油茶籽的方法已不能满足需求，这种方式不仅需要大量人力、物力和财力，而且干燥作业时间长，易受天气环境影响，导致油茶籽质量无法保证，易发生霉变，严重制约了油茶产业的规模化生产。因此开发新的油茶籽干燥技术对提升油茶采后加工效率和质量、减少茶籽损耗、降低加工成本将发挥重要作用。近年来开始出现了一些油茶籽烘干装备，但其能源供给系统主要采用传统的燃煤、燃油或生物质燃烧炉，同时整个供能系统缺少优化设计，存在能源高质低用、干燥介质流道布局不合理等现象，导致干燥作业的能耗高、环境污染严重等问题。最近还出现了采用热泵技术进行油茶籽干燥的装备，从低品位的空气能中提取热量，通过消耗少量高品位电能，从而制取干燥所需要的热空气；但是油茶籽热泵干燥设备还存在干燥模式单一、与干燥工艺匹配性差等问题。根据油茶籽干燥工艺，油茶籽干燥适用于热风干燥，所要求的热风温度在60℃以下。因此，油茶籽干燥工艺所需的送风温度处于太阳能、空气源热泵技术高效工作的范围内，但是目前并没有与油茶籽干燥工艺相匹配的、并可以发挥太阳能和空气源热泵技术特性的油茶籽干燥设备。通过检索发现以下现有技术专利：专利技术专利CN106907919A《一种高温型太阳能空气源热泵农产品烘干箱供热装置》采用太阳能空气能一体化蒸发器和太阳能空气能一体化冷凝器，通过调整水阀门开闭，实现太阳能直接供热、太阳能空气能热泵联合供热、空气能热泵单独供热等三种烘干箱供热方式。而本专利技术是通过控制各个电动风阀的开闭，从而实现8种干燥模式，与上述专利技术形成显著不同的特征。专利技术专利CN110455068A《一种太阳能热泵除湿干燥系统》提供了一种利用太阳能及太阳能驱动吸收式热泵复合式除湿干燥系统，实现太阳能梯级利用的同时降低除湿干燥系统能耗。本专利技术与上述专利技术最显著的不同特征在于，本专利技术涉及的是蒸汽压缩式热泵循环，而不是吸收式热泵循环。专利技术专利CN105258488A《一种太阳能热泵联合干燥系统及干燥方法》提供了一种采用太阳能加热为主，热泵系统加热为辅的干燥方法，有效解决了由于太阳能不稳定而对干燥生产产生影响的技术难题，并通过水循环系统可以对余热进行回收再利用。而本专利技术主要通过电动风阀的切换实现干燥箱回风余热回收再利用，不涉及水循环系统，从而构成与上述专利技术显著不同的特征。以上专利均不能破坏本专利技术的创造性，本专利技术的目的在于：针对当前油茶籽干燥设备工作模式单一、能耗高、与干燥工艺匹配性差的不足，提出一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，采用太阳能提供的热能以提高空气源热泵的工作效率和整个系统的效率，并采用空气源热泵技术回收和提升低品位热能，同时具有与油茶籽干燥工艺相匹配的多种干燥模式，从而实现油茶籽高品质节能干燥。
技术实现思路
本专利技术为实现以上目的，采用的技术方案是：一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，包括空气源热泵循环子系统、太阳能空气集热子系统和空气循环子系统。所述的空气源热泵子系统包括翅片式蒸发器、涡旋式压缩机、翅片式冷凝器、膨胀阀、气液分离器、视液镜、电磁阀、干燥过滤器；所述的太阳能空气集热子系统包括太阳能空气集热器、集热风机和电动风阀十二，电动风阀十二位于太阳能空气集热器进风口位置，集热风机位于太阳能空气集热器出风口位置；所述的空气循环子系统包括干燥箱、干燥箱出口静压箱、排湿风机、电动风阀一、电动风阀三、蒸发器进口静压箱、电动风阀四、翅片式蒸发器、蒸发器出口静压箱、电动风阀六、蒸发风机、电动风阀七、冷凝器进口静压箱、翅片式冷凝器、干燥箱进口静压箱、冷凝风机、电动风阀九、电动风阀十一、电动风阀二、电动风阀五、电动风阀八、电动风阀十；干燥箱出口与干燥箱出口静压箱连接，干燥箱出口静压箱分别与电动风阀一、电动风阀二、电动风阀三和电动风阀十一连接，电动风阀一与排湿风机连接，电动风阀二与太阳能空气集热器连接，电动风阀三与蒸发器进口静压箱连接，电动风阀十一与冷凝器进口静压箱连接，蒸发器进口静压箱分别与电动风阀四、电动风阀五和翅片式蒸发器连接，电动风阀五与集热风机连接，翅片式蒸发器与蒸发器出口静压箱连接，蒸发器出口静压箱分别与电动风阀六和电动风阀七连接，电动风阀六与蒸发风机连接，电动风阀七与冷凝器进口静压箱连接，冷凝器进口静压箱分别与电动风阀八、电动风阀九和翅片式冷凝器连接，电动风阀八与集热风机连接，翅片式冷凝器与干燥箱进口静压箱连接，干燥箱进口静压箱与电动风阀十和冷凝风机连接，电动风阀十与集热风机连接，冷凝风机与干燥箱进口连接，所述的太阳能空气集热子系统通过风管与所述的空气循环子系统连接。进一步的，所述空气源热泵循环子系统和所述的空气循环子系统被封装在一个箱体内，箱体上装有蒸发风机、排湿风机、冷凝风机、电动风阀二、电动风阀四、电动风阀五、电动风阀八、电动风阀九和电动风阀十。进一步的，所述太阳能空气集热器的类型可以为太阳能平板空气集热器或太阳能真空管空气集热器。进一步的，所述电动风阀一、电动风阀二、电动风阀三、电动风阀四、电动风阀五、电动风阀六、电动风阀七、电动风阀八、电动风阀九、电动风阀十、电动风阀十一和电动风阀十二由可编程控制器控制且均处于常闭状态。另外，本专利技术还公布了一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置的控制方法，通过可编程控制器控制电动风阀一、电动风阀二、电动风阀三、电动风阀四、电动风阀五、电动风阀六、电动风阀七、电动风阀八、电动风阀九、电动风阀十、电动风阀十一和电动风阀十二的开闭，可以分别工作于太阳能独立干燥模式、分体式空气源热泵干燥模式、开式空气源热泵干燥模式、半开式空气源热泵干燥模式、闭式空气源热泵干燥模式、太阳能-分体式空气源热泵联合干燥模式、太阳能-开式空气源热泵联合干燥模式和太阳能-半开式空气源热泵联合干燥模式。通过开启电动风阀一、电动风阀二、电动风阀十和电动风阀十二运行太阳能独立干燥模式，从干燥箱出来的空气进入干燥箱出口静压箱后，一部分空气经过电动风阀一、排湿风机排至周围环境；另一部分经电动风阀二后与经电动风阀十二流入的周围环境空气混合，混合后的空气进入太阳能空气集热器加热，又经集热风机、电动风阀十进入干燥箱进口静压箱，最后送入干燥箱。通过开启电动风阀一、电动风阀四、电动风阀六、电动风阀九和电动风阀十一运行分体式空气源热泵干燥模式，从干燥箱出来的空气进入干燥箱出口静压箱后，一部分空气经过电动风阀一、排湿风机排至周围环境；另一部分经电动风阀十一进入冷凝器进口静压箱，与经电动风阀九流入的周围环境空气混合后进入翅片式冷凝器加热，又经冷凝风机送入干燥箱；周围环境空气经过电动风阀四进入蒸发器进口静压箱，随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，包括空气源热泵循环子系统、太阳能空气集热子系统和空气循环子系统，其特征在于，所述空气源热泵子系统包括翅片式蒸发器(16)、涡旋式压缩机(17)、翅片式冷凝器(29)、膨胀阀(19)、气液分离器(18)、视液镜(20)、电磁阀(21)、干燥过滤器(30)；所述太阳能空气集热子系统通过风管与所述的空气循环子系统连接，所述太阳能空气集热子系统包括太阳能空气集热器(23)，太阳能空气集热器(23)进风口处设置有电动风阀十二(12)，太阳能空气集热器(23)出风口处设置有集热风机(14)；所述空气循环子系统包括干燥箱(22)，干燥箱(22)出口与干燥箱出口静压箱(24)连接，干燥箱出口静压箱(24)分别与排湿风机(31)、太阳能空气集热器(23)、蒸发器进口静压箱(28)和冷凝器进口静压箱(26)连接，所述蒸发器进口静压箱(28)分别与电动风阀四(4)、电动风阀五(5)和翅片式蒸发器(16)连接，电动风阀五(5)与集热风机(14)连接，翅片式蒸发器(16)与蒸发器出口静压箱(27)连接，蒸发器出口静压箱(27)分别与蒸发风机(13)和冷凝器进口静压箱(26)连接，冷凝器进口静压箱(26)分别与电动风阀八(8)、电动风阀九(9)和翅片式冷凝器(29)连接，电动风阀八(8)与集热风机(14)连接，翅片式冷凝器(29)与干燥箱进口静压箱(25)连接，干燥箱进口静压箱(25)与电动风阀十(10)和冷凝风机(15)连接，电动风阀十(10)与集热风机(14)连接，冷凝风机(15)与干燥箱(22)进口连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，包括空气源热泵循环子系统、太阳能空气集热子系统和空气循环子系统，其特征在于，所述空气源热泵子系统包括翅片式蒸发器(16)、涡旋式压缩机(17)、翅片式冷凝器(29)、膨胀阀(19)、气液分离器(18)、视液镜(20)、电磁阀(21)、干燥过滤器(30)；所述太阳能空气集热子系统通过风管与所述的空气循环子系统连接，所述太阳能空气集热子系统包括太阳能空气集热器(23)，太阳能空气集热器(23)进风口处设置有电动风阀十二(12)，太阳能空气集热器(23)出风口处设置有集热风机(14)；所述空气循环子系统包括干燥箱(22)，干燥箱(22)出口与干燥箱出口静压箱(24)连接，干燥箱出口静压箱(24)分别与排湿风机(31)、太阳能空气集热器(23)、蒸发器进口静压箱(28)和冷凝器进口静压箱(26)连接，所述蒸发器进口静压箱(28)分别与电动风阀四(4)、电动风阀五(5)和翅片式蒸发器(16)连接，电动风阀五(5)与集热风机(14)连接，翅片式蒸发器(16)与蒸发器出口静压箱(27)连接，蒸发器出口静压箱(27)分别与蒸发风机(13)和冷凝器进口静压箱(26)连接，冷凝器进口静压箱(26)分别与电动风阀八(8)、电动风阀九(9)和翅片式冷凝器(29)连接，电动风阀八(8)与集热风机(14)连接，翅片式冷凝器(29)与干燥箱进口静压箱(25)连接，干燥箱进口静压箱(25)与电动风阀十(10)和冷凝风机(15)连接，电动风阀十(10)与集热风机(14)连接，冷凝风机(15)与干燥箱(22)进口连接。


2.根据权利要求1所述的一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，其特征在于，所述干燥箱出口静压箱(24)与排湿风机(31)之间设置有电动风阀一(1)；干燥箱出口静压箱(24)与太阳能空气集热器(23)之间设置有电动风阀二(2)；干燥箱出口静压箱(24)与蒸发器进口静压箱(28)之间设置有电动风阀三(3)；干燥箱出口静压箱(24)与冷凝器进口静压箱(26)之间设置有电动风阀十一(11)；所述蒸发器出口静压箱(27)与蒸发风机(13)之间设置有电动风阀六(6)；所述蒸发器出口静压箱(27)与冷凝器进口静压箱(26)之间设置有电动风阀七(7)；所述电动风阀一(1)、电动风阀二(2)、电动风阀三(3)、电动风阀四(4)、电动风阀五(5)、电动风阀六(6)、电动风阀七(7)、电动风阀八(8)、电动风阀九(9)、电动风阀十(10)、电动风阀十一(11)和电动风阀十二(12)由可编程控制器(32)控制且均处于常闭状态。


3.根据权利要求1所述的一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，其特征在于，所述太阳能空气集热器(23)的类型为太阳能平板空气集热器或太阳能真空管空气集热器。


4.根据权利要求1所述的一种多模式太阳能热泵油茶籽干燥供能装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大鹏，王宇凡，李港庆，龚中良，文韬，易宗霈，王鹏凯，汪志强，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43