光伏驱动太阳能热泵干燥器制造技术

本发明专利技术提供一种光伏驱动的太阳能热泵干燥器，其具备一个干燥部分、一个热泵部分以及一个太阳能光伏部分，利用太阳能光伏产生的直流电驱动直流可调速热泵加热空气，再用热干空气干燥水果、药材等物品。本发明专利技术采用闭式循环加回热为主、开式循环加回热为辅的干燥模式，在干燥室出口设置一个板翅式空空回热器，利用了乏气余热，回收了干燥物品中的冷凝水。本发明专利技术可以通过调节直流调速压缩机的转速和电子膨胀阀的开度，改变热泵循环的制热量、蒸发温度和冷凝温度从而控制干燥空气的温度和湿度。采用本发明专利技术的光伏直驱太阳能热泵干燥器，可以根据不同的外部环境和物品的干燥温度、最终含水率要求，节能、高效地得到卫生且干燥质量高的产品和液态水。的产品和液态水。的产品和液态水。

【技术实现步骤摘要】
光伏驱动太阳能热泵干燥器


[0001]本专利技术涉及一种光伏驱动太阳能热泵干燥器，具体涉及一种利用太阳能光伏直流电源驱动的干燥空气温湿度可控的热泵干燥系统。

技术介绍

[0002]热泵干燥节能效果显著，且干燥过程温和。与传统的电加热干燥相比，由于热泵的效率大于1，所以每消耗1kW的电量，可以得到3
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4kW的热量，因此其节能效果明显。与传统的晾晒干燥相比，热泵提供的热风干净、稳定又温和，而传统晾晒干燥主要受到环境影响，干燥质量、干燥效果、干燥速率都不能保证，因此热泵干燥技术有很大的优越性。和传统的燃烧燃料干燥相比，传统燃烧燃料的干燥方式会燃烧大量化石能源，不仅会对环境造成污染，甚至会对干燥物品产生一定的污染，而热泵只消耗电能来加热空气，所以其干燥过程十分环保、而且干燥质量和干燥效果都能得到保证。

技术实现思路

[0003]本专利技术的光伏驱动太阳能热泵干燥器在干燥物品的同时也可以在蒸发器处冷凝出从物品中蒸发的水，其产生大量的水可用作生活用水，甚至可作饮用水使用，这对干旱地区是十分有价值的。综上，热泵干燥系统是未来干燥领域在节能环保方向发展的必然趋势。
[0004]目前已有的太阳能光伏热泵系统均采用了逆变器装置，即将太阳能光伏电池输出的直流电升压逆变成交流电，然后再以交流电驱动交流压缩机，这个过程不仅增加了建造成本和维护成本，而且也会降低光伏发电的利用效率。本专利技术引入了板翅式空空回热器，能回收利用乏气中的显热，使得在相同压缩机耗功下，光伏驱动太阳能热泵干燥器的干燥能力增加。同时本专利技术还引入了板翅式空空换热器，将闭式循环中空气富余的热量散到环境中，以维持整个的能量平衡，使得光伏驱动太阳能热泵干燥器能长时间地稳定运行。
[0005]本专利技术的目的在于提供一种光伏驱动太阳能热泵干燥器，其由太阳能光伏直流电源驱动热泵压缩机提供热空气来干燥物品。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现。本专利技术的光伏驱动太阳能热泵干燥器，其包括：太阳能光伏部分，其包括太阳能电池组件、功率和电压调节器和控制模块；热泵部分，其包括直流调速压缩机，蒸发器，冷凝器，电子膨胀阀和相应管路；干燥部分，其包括干燥箱，板翅式空空换热器，板翅式空空回热器，管道风机，变风道阀门和可拆卸空气管道。
[0007]在一实施例中，太阳光照射太阳能电池组件发电，所发的电通过电路进入功率和电压调节器调节，经过电压调节的直流电进入控制模块后驱动并控制直流调速压缩机、电子膨胀阀、变风道阀门和风机。用保温材料将空气管路和干燥箱严密包裹，干燥部分中空气管路可拆卸，便于维修和清洁。用空气管道连接干燥箱出口与板翅式空空回热器热侧进口，此管道内布置管路风机；用空气管道连接板翅式空空回热器热侧出口与板翅式空空换热器热侧入口；用空气管道连接板翅式空空换热器热侧出口与热泵蒸发器入口；在蒸发器出口与板翅式空空回热器冷侧入口处设置变风道阀门；用空气管道连接板翅式空空回热器冷侧
出口与热泵冷凝器入口；用空气管道连接冷凝器出口与干燥箱入口。在板翅式空空换热器冷侧入口处布置散热风机，当变风道阀门关闭时，散热风机开启。在蒸发器底部设置冷凝水出水口，便于冷凝水的排出和收集。板翅式空空换热器热侧流过板翅式空空回热器热侧流出的空气，板翅式空空换热器冷侧流过环境空气，板翅式空空换热器将循环空气的一部分热量散到环境空气中去，以维持闭式干燥循环的能量平衡。板翅式空空回热器热侧流过从干燥箱流出的空气，板翅式空空回热器冷侧流过蒸发器流出的空气。板翅式空空回热器将乏气的部分废热传递给了即将进入冷凝器的空气，充分利用废热，降低蒸发器的显热负荷，提高干燥能力。变风道阀门通过控制模块控制。变风道阀门开启时，蒸发器出口和板翅式空空回热器冷侧入口分别与外部环境相通，此时光伏驱动太阳能热泵干燥器处于开式循环；变风道阀门关闭时，蒸发器出口与板翅式空空回热器冷侧入口相通，此时光伏驱动太阳能热泵干燥器处于闭式循环。闭式干燥循环初始运行时，变风道阀门开启一段时间补充循环空气，然后再关闭。当环境温度较高湿度较低时，开启变风道阀门，使光伏驱动太阳能热泵干燥器运行在开式循环状态。通过控制模块还可根据不同的外部环境和干燥要求调节直流调速压缩机的转速和电子膨胀阀的开度，使得制冷剂循环的蒸发压力、冷凝压力、蒸发温度、冷凝温度、制冷剂流量均可调节。在空气进入冷凝器入口处设置有第一温湿度传感器，在干燥箱进口设置有第二温湿度传感器，在干燥箱出口设置有第三温湿度传感器，所有温度传感器与控制模块连接。各温湿度传感器感知各处的温湿度，并将数据传送给控制模块，控制模块对数据进行分析后完成对热泵部分的控制。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供了一种光伏驱动太阳能热泵干燥器，其特征在于包括：
[0009]太阳能光伏部分，其包括太阳能电池组件、功率和电压调节器和控制模块；
[0010]热泵部分，其包括直流调速压缩机、蒸发器、电子膨胀阀、冷凝器；
[0011]干燥部分，其包括干燥箱、管路风机、板翅式空空换热器、第一温湿度传感器、第二温湿度传感器、第三温湿度传感器、散热风机、板翅式空空回热器、变风道阀门。
[0012]本专利技术的有益效果主要体现在：
[0013]本专利技术的光伏驱动太阳能热泵干燥器，是利用太阳能光伏直流电源驱动控制的热泵干燥系统。采用了太阳能光伏直流电源驱动控制技术，使得光伏驱动太阳能热泵干燥器不仅提高了单位功率产热量，而且通过控制压缩机转速和膨胀阀开度能有效地调节在太阳能光伏驱动下时热泵的工作状态从而控制干燥空气的状态，控制整个干燥过程。本光伏驱动太阳能热泵干燥器加入了板翅式空空换热器和板翅式空空回热器，提高了废热利用，降低了光伏驱动太阳能热泵干燥器的能耗而且改善了闭式干燥下能量平衡的问题，使得闭式模式能稳定长时间运行。本专利技术还可以高效地收集干燥物的冷凝水，对于干燥地区有很大的实际意义。用本专利技术的光伏驱动太阳能热泵干燥器节约能源，干燥效率高，干燥质量好，对环境影响小，方便控制，安全可靠，操作简单。
附图说明
[0014]图1是根据本专利技术的一个实施例的光伏驱动太阳能热泵干燥器的示意图。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施方式具体说明本专利技术的技术方案。
[0016]如图1所示，根据本专利技术的一个实施例的光伏驱动太阳能热泵干燥器包括：太阳能光伏部分、热泵部分、干燥部分。在图1所示的实施例中，太阳能光伏部分中通过绝缘电线依次将太阳能电池组件(1)、功率和电压调节器(2)、控制模块(3)连接起来。用导线将控制模块(3)分别与热泵部分中的直流调速压缩机(4)、电子膨胀阀(6)以及干燥部分中的管路风机(9)、散热风机(14)、第一温湿度传感器(11)、第二温湿度传感器(12)、第三温湿度传感器(13)、变风道阀门(16)连接。太阳能电池组件(1)为太阳能光伏部分中的功率和电压调节器(2)、控制模块(3)、以及热泵部分B中的直流调速压缩机(4)、电子膨胀阀(6)、直流调速压缩机(4)、电子膨胀阀(6)和干燥部分C中的管路风机(9)、散热风机(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏驱动太阳能热泵干燥器，其特征在于包括：太阳能光伏部分，其包括太阳能电池组件(1)、功率和电压调节器(2)和控制模块(3)；热泵部分，其包括直流调速压缩机(4)、蒸发器(5)、电子膨胀阀(6)、冷凝器(7)；干燥部分，其包括干燥箱(8)、管路风机(9)、板翅式空空换热器(10)、第一温湿度传感器(11)、第二温湿度传感器(12)、第三温湿度传感器(13)、散热风机(14)、板翅式空空回热器(15)、变风道阀门(16)，板翅式空空换热器(10)以及板翅式空空回热器(15)，其中：在空气进入冷凝器入口处设置第一温湿度传感器(11)，在干燥箱进口设置第二温湿度传感器(12)，在干燥箱出口设置有第三温湿度传感器(13)，所述第一、第二和第三温湿度传感器均与控制模块(3)连接。通过空气管道连接干燥箱(8)出口与板翅式空空回热器(15)热侧进口，此管道内布置管路风机(9)，通过空气管道连接板翅式空空回热器(15)热侧出口与板翅式空空换热器(10)热侧入口，通过空气管道连接板翅式空空换热器(10)热侧出口与热泵蒸发器(5)入口，在蒸发器(5)出口与板翅式空空回热器(15)冷侧入口之间设置有变风道阀门(16)，通过空气管道连接板翅式空空回热器(15)冷侧出口与热泵冷凝器(7)入口，通过空气管道连接冷凝器(7)出口与干燥箱(8)入口，在板翅式空空换热器(10)冷侧入口处布置散热风机(14)，板翅式空空换热器(10)热侧流过板翅式空空回热器(15)热侧流出的空气，板翅式空空换热器(10)冷侧流过环境空气，板翅式空空换热器(10)将循环空气的一部分热量散到环境空气中去，以维持闭式干燥循环的能量平衡，板翅式空空回热器(15)热侧流过从干燥箱(8)流出的空气，板翅式空空回热器(15)冷侧流过蒸发器(5)流出的空气，板翅式空空回热器(15)回收利用乏气的废热，太阳能电池组件(1)为功率和电压调节器(2)、控制模块(3)、直流调速压缩机(4)、电子膨胀阀(6)、管路风机(9)、散热风机(14)、变风道阀门(16)提供电能。2.根据权利要求1所述的光伏驱动太阳能热泵干燥器，其特征在于，可拆卸空气管道和干燥箱(8)均使用无毒保温...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁卫星，王磊鑫，尉斌，徐鸿博，肖汉翔，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：