本實用新型涉及烘干設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用風(fēng)能、太陽能、空氣能和電能作為熱源來源的烘干裝置。

背景技術(shù)：

干燥是很多農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，直接影響到農(nóng)副產(chǎn)品成品的品質(zhì)。目前我國農(nóng)副產(chǎn)品行業(yè)中大多數(shù)企業(yè)采用的是傳統(tǒng)的干燥工藝——鍋爐干燥。鍋爐使用的熱源常見的有燃油、燃煤、燃?xì)夂碗?。燃油、燃煤鍋爐污染空氣，燃?xì)夂碗婂仩t雖然對空氣污染較小，但能耗成本太高，在當(dāng)今常規(guī)能源短缺的情況下，不符合低碳經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展的要求。如果通過新能源技術(shù)改造，使得干燥工藝盡量利用“免費”的能源比如風(fēng)能、太陽能、空氣熱能，就可以大幅降低常規(guī)能源的消耗，不僅有利減少空氣污染，還可以降低干燥成本，提高經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種多能互補烘干裝置，可以充分利用風(fēng)能、太陽能、空氣能等新能源，并結(jié)合以電能驅(qū)動的加熱技術(shù)，從而實現(xiàn)物料干燥過程的節(jié)能減排和安全高效。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是：

一種多能互補烘干裝置，包括烘干單元、風(fēng)能集熱單元、太陽能集熱單元和空氣源熱泵單元：

所述烘干單元包括烘干箱以及設(shè)在烘干箱內(nèi)的烘干架，所述烘干箱的頂部設(shè)置出風(fēng)口和排濕口，所述烘干箱的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述出風(fēng)口頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機；

所述風(fēng)能集熱單元包括第一風(fēng)力機、第一傳動軸、摩擦片和摩擦制熱器，所述第一風(fēng)力機和第一傳動軸連接，所述第一傳動軸上設(shè)置有摩擦片，所述摩擦片在第一傳動軸的帶動下與摩擦制熱器之間相互摩擦以產(chǎn)生熱量；

所述太陽能集熱單元包括太陽能光伏板、充放電控制器、蓄電池和電熱器，所述太陽能光伏板、蓄電池、電熱器分別與充放電控制器電連接，所述電熱器位于烘干箱內(nèi)；

所述空氣源熱泵單元包括通過制冷劑管道依次連通的蒸發(fā)器、熱泵壓縮機、冷凝器以及節(jié)流閥，所述節(jié)流閥通過制冷劑管道連通蒸發(fā)器形成閉合回路；

所述烘干箱的出風(fēng)口通過第一三通閥分別與摩擦制熱器的進(jìn)風(fēng)口及蒸發(fā)器的進(jìn)風(fēng)口連通，所述摩擦制熱器的出風(fēng)口及冷凝器的出風(fēng)口分別通過第二三通閥與烘干箱的進(jìn)風(fēng)口連通。

所述多能互補烘干裝置還包括風(fēng)力驅(qū)動單元，所述風(fēng)力驅(qū)動單元包括第二風(fēng)力機、第二傳動軸、齒輪組、第三傳動軸和旋轉(zhuǎn)底盤，所述第二風(fēng)力機通過第二傳動軸與齒輪組的主動輪連接，所述旋轉(zhuǎn)底盤通過第三轉(zhuǎn)動軸與齒輪組的從動輪連接，所述烘干架安裝在旋轉(zhuǎn)底盤上。利用風(fēng)能驅(qū)動烘干架旋轉(zhuǎn)，以使干燥物均勻受熱，滿足均勻干燥物品的要求，相對于采用電動機驅(qū)動烘干架旋轉(zhuǎn)等方式而言，可有效降低電能的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

所述多能互補烘干裝置還包括自動監(jiān)測控制單元，所述自動監(jiān)測控制單元包括設(shè)在烘干箱內(nèi)的溫度傳感器和濕度傳感器及總控制器，所述總控制器分別電連接軸流風(fēng)機、第一三通閥、第一風(fēng)力機、充放電控制器、熱泵壓縮機、第二三通閥以及第二風(fēng)力機。該自動監(jiān)測控制單元，可在線監(jiān)測并記錄烘干過程中溫度與濕度的變化，實時掌握烘干情況，并通過設(shè)定一定的溫度、濕度值自動調(diào)整干燥模式，所述優(yōu)化烘干工藝，減少勞動力投入。

根據(jù)運行工況的不同要求，本實用新型烘干裝置的干燥模式可分為：風(fēng)能單獨干燥、太陽能單獨干燥、熱泵單獨干燥、風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥以及太陽能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式，具體運行在何種模式可通過自動監(jiān)測控制單元根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求進(jìn)行控制。

所述烘干箱四周立面和頂面均為透光材料制成。透明材料可采用玻璃板或聚碳酸酯陽光板等透光性強的材料，太陽光透過烘干箱可以直接入射到物料上，從而獲得干燥物料所需要的熱量。

當(dāng)風(fēng)能集熱單元運行時，位于烘干箱外的第一風(fēng)力機的風(fēng)葉在風(fēng)力的吹動下旋轉(zhuǎn)，帶動第一傳動軸旋轉(zhuǎn)，第一傳動軸帶動固定在其上的摩擦片轉(zhuǎn)動，摩擦片與固定的摩擦制熱器相互摩擦，產(chǎn)成熱量，該熱量被流經(jīng)摩擦制熱器的氣流吸收，形成熱風(fēng)，進(jìn)入烘干箱進(jìn)行物料干燥。

當(dāng)太陽能集熱單元運行時，位于烘干箱外的太陽能光伏板在太陽光的照射下產(chǎn)生電量，通過充放電控制器一路存入蓄電池中，一路給烘干箱中的電熱器供電，電熱器產(chǎn)生熱量，對烘干箱的物料進(jìn)行干燥，存入蓄電池的電能，在夜間或陰天沒有陽光時，通過充放電控制器釋放出來，給電熱器供電。

當(dāng)空氣源熱泵單元運行時，從烘干箱流出的低溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器吸收其中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器，吸收冷凝器的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱對物料進(jìn)行干燥。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

本實用新型的多能互補烘干裝置根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求，利用風(fēng)力致熱、太陽能發(fā)電以及熱泵原理，實現(xiàn)風(fēng)能單獨干燥、太陽能單獨干燥、熱泵單獨干燥、風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥以及太陽能-熱泵聯(lián)合干燥等多種模式，在滿足物料烘干所要求的干燥條件的前提下，最大限度地利用風(fēng)能、太陽能和空氣能等可再生清潔能源，為烘干箱提供熱源，對于開發(fā)新能源、提高農(nóng)副產(chǎn)品加工質(zhì)量、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

附圖說明

圖1是本實用新型多能互補烘干裝置的結(jié)構(gòu)圖；

附圖標(biāo)記說明：1、烘干箱；2、烘干架；3、出風(fēng)口；4、排濕口；5、進(jìn)風(fēng)口；6、軸流風(fēng)機；7、第一風(fēng)力機；8、第一傳動軸；9、摩擦片；10、摩擦制熱器；11、太陽能光伏板；12、充放電控制器；13、蓄電池；14、電熱器；15、蒸發(fā)器；16、熱泵壓縮機；17、冷凝器；18、節(jié)流閥；19、第一三通閥；20、第二三通閥；21、第二風(fēng)力機；22、第二傳動軸；23、齒輪組；24、第三傳動軸；25、旋轉(zhuǎn)底盤。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實施例：

如圖1所示，一種多能互補烘干裝置，包括烘干單元、風(fēng)能集熱單元、太陽能集熱單元和空氣源熱泵單元：

所述烘干單元包括烘干箱1以及設(shè)在烘干箱1內(nèi)的烘干架2，所述烘干箱2的頂部設(shè)置出風(fēng)口3和排濕口4，所述烘干箱2的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口5，所述出風(fēng)口3頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機6；

所述風(fēng)能集熱單元包括第一風(fēng)力機7、第一傳動軸8、摩擦片9和摩擦制熱器10，所述第一風(fēng)力機7和第一傳動軸8連接，所述第一傳動軸8上設(shè)置有摩擦片9，位于烘干箱1外的第一風(fēng)力機7的風(fēng)葉在風(fēng)力的吹動下旋轉(zhuǎn)，帶動第一傳動軸8旋轉(zhuǎn)，第一傳動軸8帶動固定在其上的摩擦片9轉(zhuǎn)動，摩擦片9與固定的摩擦制熱器10相互摩擦，產(chǎn)成熱量，該熱量被流經(jīng)摩擦制熱器10的氣流吸收，形成熱風(fēng)，進(jìn)入烘干箱1進(jìn)行物料干燥；

所述太陽能集熱單元包括太陽能光伏板11、充放電控制器12、蓄電池13和電熱器14，所述太陽能光伏板11、蓄電池13、電熱器14分別與充放電控制器12電連接，所述電熱器14位于烘干箱1內(nèi)，位于烘干箱1外的太陽能光伏板11在太陽光的照射下產(chǎn)生電量，通過充放電控制器12一路存入蓄電池13中，一路給烘干箱1中的電熱器14供電，電熱器14產(chǎn)生熱量，對烘干箱1中的物料進(jìn)行干燥，存入蓄電池13的電能，在夜間或陰天沒有陽光時，通過充放電控制器12釋放出來，給電熱器14供電；

所述空氣源熱泵單元包括通過制冷劑管道依次連通的蒸發(fā)器15、熱泵壓縮機16、冷凝器17以及節(jié)流閥18，所述節(jié)流閥18通過制冷劑管道連通蒸發(fā)器15形成閉合回路，從烘干箱1流出的低溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入蒸發(fā)器15，蒸發(fā)器15吸收其中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器17，吸收冷凝器17的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱1對物料進(jìn)行干燥；

所述烘干箱1的出風(fēng)口3通過第一三通閥19分別與摩擦制熱器10的進(jìn)風(fēng)口及蒸發(fā)器15的進(jìn)風(fēng)口連通，所述摩擦制熱器10的出風(fēng)口及冷凝器17的出風(fēng)口分別通過第二三通閥20與烘干箱1的進(jìn)風(fēng)口5連通。

其中，烘干箱1的四周立面和頂面采用玻璃板或聚碳酸酯陽光板等透光性強的材料制成，太陽光透過玻璃可以直接入射到需干燥的物料上，從而獲得干燥物水分蒸發(fā)所需要的熱量。

其中，所述多能互補烘干裝置還包括風(fēng)力驅(qū)動單元，所述風(fēng)力驅(qū)動單元包括第二風(fēng)力機21、第二傳動軸22、齒輪組23、第三傳動軸24和旋轉(zhuǎn)底盤25，所述第二風(fēng)力機21通過第二傳動軸22與齒輪組23的主動輪連接，所述旋轉(zhuǎn)底盤25通過第三轉(zhuǎn)動軸24與齒輪組23的從動輪連接，所述烘干架2安裝在旋轉(zhuǎn)底盤25上，利用風(fēng)能驅(qū)動烘干架2旋轉(zhuǎn)，以使干燥物均勻受熱，滿足均勻干燥物品的要求，相對于采用電動機驅(qū)動烘干架旋轉(zhuǎn)等方式而言，可有效降低電能的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

其中，所述多能互補烘干裝置還包括自動監(jiān)測控制單元，所述自動監(jiān)測控制單元包括設(shè)在烘干箱1內(nèi)的溫度傳感器和濕度傳感器以及總控制器，所述總控制器分別電連接軸流風(fēng)機6、第一三通閥19、第一風(fēng)力機7、充放電控制器12、熱泵壓縮機16、第二三通閥20以及第二風(fēng)力機21，總控制器根據(jù)溫度傳感器測得的溫度值、濕度傳感器測得的濕度值以及預(yù)設(shè)值，對上述設(shè)備發(fā)出工作指令，其設(shè)置由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有傳感技術(shù)及上述功能描述即可實現(xiàn)，故此處不再詳述。

通過自動監(jiān)測控制單元，可在線監(jiān)測并記錄烘干過程中溫度與濕度的變化，實時掌握烘干情況，并通過設(shè)定一定的溫度、濕度值自動調(diào)整干燥模式，優(yōu)化烘干工藝，減少勞動力投入，還可增加功能模塊以在線監(jiān)測記錄太陽瞬時輻照及風(fēng)速的變化，然后通過設(shè)定的溫度、濕度值控制相應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)。

本實用新型的多能互補干燥裝置可以實現(xiàn)風(fēng)能單獨干燥、太陽能單獨干燥、熱泵單獨干燥、風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥以及太陽能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式。下面對每種工作模式的前提條件和工作流程分別闡述：

(1)風(fēng)能單獨干燥模式：

當(dāng)陰天無陽光，且要求的干燥溫度不高時(30℃～40℃)，可采用風(fēng)能單獨干燥模式，此時太陽能集熱單元和空氣源熱泵單元不工作。通過控制器調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣進(jìn)入摩擦制熱器10，吸收摩擦制熱器10的熱量后，再次進(jìn)入烘干箱1中對物料進(jìn)行干燥。

(2)太陽能單獨干燥模式：

此時，風(fēng)能集熱單元和空氣源熱泵單元都不工作，關(guān)閉第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣不在風(fēng)道內(nèi)循環(huán)，具體又可分為以下兩種情況：

a、太陽能直接干燥模式：當(dāng)天氣晴朗，太陽光輻射比較強時，可采用太陽能單獨干燥模式，太陽光穿過烘干箱1四周和頂面的玻璃板入射到烘干架2上的物料上，定時開啟排濕口4，將物料產(chǎn)生的濕氣排出，同時，太陽能光伏板11只對蓄電池13進(jìn)行充電，電熱器14處于關(guān)閉狀態(tài)。

b、太陽能間接干燥模式：當(dāng)太陽光輻射不強或無陽光時，而要求的干燥溫度較高，太陽能直接干燥模式已不能滿足要求，此時可通過控制充放電控制器12使電熱器14工作產(chǎn)生熱量，對物料進(jìn)行干燥。

(3)熱泵單獨干燥模式：

當(dāng)天氣為陰雨天，完全沒有太陽光輻射時，可采用熱泵單獨干燥模式。此時，風(fēng)能集熱單元和太陽能集熱單元不工作，通過控制器調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣依次通過蒸發(fā)器15和冷凝器17，蒸發(fā)器15吸收空氣中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器17，吸收冷凝器17的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱1對物料進(jìn)行干燥。在此工作模式下，不通過排濕口4排濕，只通過蒸發(fā)器15降溫排濕，這樣就將每次烘干的余熱最大限度地進(jìn)行了回收，實現(xiàn)封閉式熱風(fēng)循環(huán)。

當(dāng)太陽能單獨干燥模式與熱泵單獨干燥模式都可以使用時，盡量使用太陽能單獨干燥模式，因為太陽能單獨干燥模式相對熱泵單獨干燥模式更省電。

(4)風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥模式：

當(dāng)太陽光輻射不強，或者是多風(fēng)天氣，且要求的干燥溫度較高時，可采用風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥模式。此時，通過調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣進(jìn)入摩擦制熱器10，烘干箱1內(nèi)的空氣不僅可以依靠太陽直接輻射獲得熱量，也可以通過摩擦制熱器10和摩擦片9做功獲得熱量，當(dāng)要求的干燥溫度很高時，還可以同時開啟電熱器14，進(jìn)一步增加熱量來源。

(5)太陽能-熱泵聯(lián)合干燥模式：

當(dāng)太陽光輻射不強，或者是多云天氣，且要求的干燥溫度較高時，可采用太陽能-熱泵聯(lián)合干燥模式。此時，通過調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1流出的空氣進(jìn)入熱泵機組的蒸發(fā)器15和冷凝器17，烘干箱1內(nèi)的空氣不僅可以依靠太陽直接輻射獲得熱量，也可以通過熱泵壓縮機16的做功獲得熱量。當(dāng)要求的干燥溫度很高時，還可以同時開啟電熱器14，進(jìn)一步增加熱量來源。

本實用新型的多能互補烘干裝置根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求，利用風(fēng)力致熱、太陽能發(fā)電以及熱泵原理，實現(xiàn)風(fēng)能單獨干燥、太陽能單獨干燥、熱泵單獨干燥、風(fēng)能-太陽能聯(lián)合干燥以及太陽能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式，在滿足物料烘干所要求的干燥條件的前提下，最大限度地利用風(fēng)能、太陽能和空氣能等可再生清潔能源，為烘干箱提供熱源，對于開發(fā)新能源、提高農(nóng)副產(chǎn)品加工質(zhì)量、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

上述實施例只是為了說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本實用新型內(nèi)容的實質(zhì)所做出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。