本發(fā)明涉及太陽能空氣能綜合利用技術(shù)，具體是指一種節(jié)能、環(huán)保、高效、穩(wěn)定運行的農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的太陽能空氣能熱泵供熱裝置，屬于太陽能空氣能熱泵應(yīng)用和農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中最具成長活力的產(chǎn)業(yè)之一。然而，我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失較大。造成農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失的因素和環(huán)節(jié)很多，其中30%以上的損失是因未及時晾曬和烘干。我國每年因霉變導(dǎo)致的糧食產(chǎn)后損失就達250～330億斤，每年因霉變導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失達8000萬噸，損失總價值近800億元。我國目前農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)整體上尚處于粗加工多、規(guī)模小、水平差、資源利用低、能耗高的初級發(fā)展階段。近30年來隨著烘干技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品烘干能耗需求急劇增大。

然而，我國干燥設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)普遍不大、不強、不專、不精，數(shù)量多而整體素質(zhì)不高，多數(shù)企業(yè)管理落后，未達到規(guī)模經(jīng)濟。在農(nóng)產(chǎn)品烘干技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)方面仍然存在一些不足和問題。如：1）近年來，針對烘干過程食品質(zhì)量安全的關(guān)注較多，而對烘干過程能耗關(guān)注不足；2）我國農(nóng)產(chǎn)品烘干加熱用能仍主要以燃煤為主,太陽能等綠色清潔能源在農(nóng)產(chǎn)品烘干設(shè)備中實際應(yīng)用的非常少見，而且太陽能在農(nóng)產(chǎn)品烘干中的利用率不高；3）農(nóng)產(chǎn)品烘干加工常用的技術(shù)與設(shè)備類型繁多，有分批靜止式、隧道式、帶式連續(xù)式、輻射式、真空冷凍式等?，F(xiàn)在的各種技術(shù)在烘干應(yīng)用中，都存在烘干均勻性不好的問題。造成烘干過程物料翻動增加人工工作量、烘干時間長而增加能耗，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品加工成本升高。

因此，開發(fā)和升級太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干技術(shù)與設(shè)備，對于解決農(nóng)產(chǎn)品烘干不斷增長需求、降低農(nóng)產(chǎn)品烘干能耗、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟效益、節(jié)能效益和環(huán)保效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品規(guī)?；庸ず娓芍刑柲芸諝饽芾眉夹g(shù)的不足，提出一種農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的供熱裝置，該供熱裝置通過利用太陽能空氣能為熱源，高效利用太陽能，可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的高溫烘干、高溫除濕烘干、常溫除濕烘干等多種農(nóng)產(chǎn)品烘干除溫工況。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所采取的技術(shù)方案是：一種多工況型太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干箱供熱裝置，其特征在于：所述的供熱裝置包括烘干箱,熱泵室外機，太陽能集熱器，儲熱器，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，太陽能空氣能一體化冷凝器，水泵一，水泵二，水閥門一，水閥門二，熱水循環(huán)管一，熱水循環(huán)管二，制冷劑循環(huán)管，熱回收器，新風(fēng)管，排風(fēng)管，新風(fēng)閥，新風(fēng)風(fēng)機，熱泵風(fēng)閥，熱泵風(fēng)機，熱水盤管一，制冷劑盤管一，熱水盤管二，制冷劑盤管二；所述的烘干箱包含太陽能空氣能一體化冷凝器；所述的熱泵室外機包含太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，新風(fēng)閥，新風(fēng)風(fēng)機，熱泵風(fēng)閥，熱泵風(fēng)機；所述的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器分為a區(qū)和b區(qū)，a區(qū)包含熱水盤管二和制冷劑盤管二，熱水盤管二和制冷劑盤管二外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，熱水盤管二布置在制冷劑盤管二的上風(fēng)側(cè)，b區(qū)包含制冷劑盤管二，a區(qū)主要為熱泵室外機提供熱源，b區(qū)主要為烘干箱提供干燥新風(fēng)；所述的太陽能空氣能一體化冷凝器中包含熱水盤管一和制冷劑盤管一，熱水盤管一布置在制冷劑盤管一的下風(fēng)側(cè)，熱水盤管一和制冷劑盤管一外安裝導(dǎo)熱翅片，制冷劑盤管一通過制冷劑循環(huán)管與制冷劑盤管二連接；所述的太陽能集熱器通過熱水循環(huán)管一與儲熱器連接，在熱水循環(huán)管一上安裝水泵一，水泵一使水在太陽能集熱器和儲熱器間循環(huán)流動，將太陽能集熱器生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器；所述的儲熱器通過熱水循環(huán)管二與太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器和太陽能空氣能一體化冷凝器連接，在熱水循環(huán)管二上安裝水泵二、水閥門一、水閥門二，通過調(diào)整水閥門一和水閥門二的開閉,可控制儲熱器的太陽能熱水為太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器供熱或者為太陽能空氣能一體化冷凝器供熱；所述的熱泵室外機的新風(fēng)風(fēng)機通過新風(fēng)管與烘干箱連接，將熱泵室外機除濕后的新風(fēng)送至烘干箱，在新風(fēng)管上安裝熱回收器，烘干箱通過排風(fēng)管與熱回收器連接，利用熱回收器將排風(fēng)與新風(fēng)進行全熱交換，回收排風(fēng)余熱。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：1)根據(jù)儲熱器熱水溫度調(diào)整水閥門一和水閥門二的開閉，實現(xiàn)太陽能單獨為烘干箱供熱或太陽能空氣能熱泵聯(lián)合為烘干箱供熱，提高太陽能在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品烘干中的利用率：2)熱泵室外機的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器分為a區(qū)和b區(qū)，a區(qū)采用太陽能熱水盤管和制冷劑盤管一體化設(shè)計，熱水盤管和制冷劑盤管外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，且熱水盤管安裝在制冷劑盤管的上風(fēng)側(cè)，有利于將熱水盤管熱量傳遞給制冷劑盤管，可實現(xiàn)太陽能空氣能聯(lián)合作為熱泵熱源，提高熱泵運行的能源利用效率，b區(qū)只設(shè)計制冷劑盤管，對空氣進行冷卻去濕，為烘干箱提供干燥新風(fēng)；3)太陽能空氣能一體化冷凝器包含熱水盤管和制冷劑盤管，制冷劑盤管安裝在熱水盤管上風(fēng)側(cè)，當(dāng)太陽能熱水溫度高于制冷劑冷凝溫度時，有利于利用太陽能熱水對烘干氣流進行二次加熱，提高太陽能利用率和烘干氣流溫度；4)太陽能熱水單獨為烘干箱供熱時，可利用熱泵為烘干箱提供干燥新風(fēng)，且冷凝器的制冷劑盤管處于熱水盤管上風(fēng)側(cè)，制冷劑盤管溫度較低，有利于提高熱泵運行能效比；5)烘干箱的高焓值排風(fēng)在熱回收器與新風(fēng)進行熱交換，利用熱回收器回收排風(fēng)的余熱。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的烘干箱供熱裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是熱泵室外示意圖一；

圖3是熱泵室外示意圖二；

圖4是太陽能空氣能一體化冷凝器示意圖。

圖1－圖4中：1.烘干箱，2.熱泵室外機，3.太陽能集熱器，4.儲熱器，5.太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，6.太陽能空氣能一體化冷凝器，7.水泵一，8.水泵二，9.水閥門一，10.水閥門二，11.熱水循環(huán)管一，12.熱水循環(huán)管二，13.制冷劑循環(huán)管，14.熱回收器，15.新風(fēng)管，16.排風(fēng)管，17.新風(fēng)閥，18.新風(fēng)風(fēng)機，19.熱泵風(fēng)閥，20.熱泵風(fēng)機，21.熱水盤管一，22.制冷劑盤管一，23.熱水盤管二，24.制冷劑盤管二。

具體實施方式

為能進一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及效果，茲列舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下。

如圖1－圖4所示：

烘干箱1,熱泵室外機2，太陽能集熱器3，儲熱器4，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，太陽能空氣能一體化冷凝器6，水泵一7，水泵二8，水閥門一9，水閥門二10，熱水循環(huán)管一11，熱水循環(huán)管二12，制冷劑循環(huán)管13，熱回收器14，新風(fēng)管15，排風(fēng)管16，新風(fēng)閥17，新風(fēng)風(fēng)機18，熱泵風(fēng)閥19，熱泵風(fēng)機20，熱水盤管一21，制冷劑盤管一22，熱水盤管二23，制冷劑盤管二24；所述的烘干箱1包含太陽能空氣能一體化冷凝器6；所述的熱泵室外機2包含太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，新風(fēng)閥17，新風(fēng)風(fēng)機18，熱泵風(fēng)閥19，熱泵風(fēng)機20；所述的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5分為a區(qū)和b區(qū)，a區(qū)包含熱水盤管二23和制冷劑盤管二24，熱水盤管二23和制冷劑盤管二24外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，熱水盤管二23布置在制冷劑盤管二24的上風(fēng)側(cè)，b區(qū)包含制冷劑盤管二24，a區(qū)主要為熱泵室外機2提供熱源，b區(qū)主要為烘干箱1提供干燥新風(fēng)；所述的太陽能空氣能一體化冷凝器6中包含熱水盤管一21和制冷劑盤管一22，熱水盤管一21布置在制冷劑盤管一22的下風(fēng)側(cè)，熱水盤管一21和制冷劑盤管一22外安裝導(dǎo)熱翅片，制冷劑盤管一22通過制冷劑循環(huán)管13與制冷劑盤管二24連接；所述的太陽能集熱器3通過熱水循環(huán)管一11與儲熱器4連接，在熱水循環(huán)管一11上安裝水泵一7，水泵一7使水在太陽能集熱器3和儲熱器4間循環(huán)流動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器4；所述的儲熱器4通過熱水循環(huán)管二12與太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5和太陽能空氣能一體化冷凝器6連接，在熱水循環(huán)管二12上安裝水泵二8、水閥門一9、水閥門二10，通過調(diào)整水閥門一9和水閥門二10的開閉可控制儲熱器4的太陽能熱水為太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5供熱或者為太陽能空氣能一體化冷凝器6供熱；所述的熱泵室外機2的新風(fēng)風(fēng)機18通過新風(fēng)管15與烘干箱1連接，將熱泵室外機2除濕后的新風(fēng)送至烘干箱1，在新風(fēng)管15上安裝熱回收器14，烘干箱1通過排風(fēng)管16與熱回收器14連接，利用熱回收器14排風(fēng)與新風(fēng)進行全熱交換，回收排風(fēng)余熱。

本發(fā)明的一種多工況型太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干箱供熱裝置的運行可以分為高溫烘干、高溫除濕烘干、常溫除濕烘干等三種烘干箱供熱工況，三種供熱工況的選擇可以根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品特性和加工工藝需求來確定，各工況運行如下。

高溫烘干工況只為烘干箱1供熱、不除濕，該工況的具體操作為：當(dāng)太陽輻射較強時，水泵一7啟動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器4，儲熱器4的熱水溫度高于環(huán)境空氣溫度但低于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18關(guān)閉、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20開啟，水泵二8啟動、水閥門一9關(guān)閉、水閥門二10開啟，將儲熱器4的熱水輸送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，熱泵室外機2將太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5吸收的太陽能和空氣能品位提升后，通過太陽能空氣能一體化冷凝器6為烘干箱1供熱；當(dāng)儲熱器4的熱水溫度高于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2關(guān)停、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18關(guān)閉、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20關(guān)閉、水泵二8啟動、水閥門一9開啟、水閥門二10關(guān)閉，水泵二8將儲熱器4的熱水輸送至太陽能空氣能一體化冷凝器6，太陽能熱水直接為烘干箱1供熱。當(dāng)太陽輻射較弱或夜間沒有太陽輻射時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18關(guān)閉、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20開啟、水泵一7和水泵二8關(guān)閉、水閥門一9和水閥門二10關(guān)閉，熱泵室外機2將太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5吸收的空氣能品位提升后，通過太陽能空氣能一體化冷凝器6為烘干箱1供熱。

高溫除濕烘干工況既要為烘干箱1供熱、又要除濕，該工況的具體操作為：當(dāng)太陽輻射較弱或夜間沒有太陽輻射時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20開啟、水泵一7和水泵二8關(guān)閉、水閥門一9和水閥門二10關(guān)閉，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5的a區(qū)吸收空氣能、b區(qū)對新風(fēng)冷卻去濕，熱泵室外機2為烘干箱1供熱和供干燥新風(fēng)。當(dāng)太陽輻射較強時，水泵一7啟動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器4，儲熱器4的熱水溫度高于環(huán)境空氣溫度但低于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20開啟，水泵二8啟動、水閥門一9關(guān)閉、水閥門二10開啟，將儲熱器4的熱水輸送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5的a區(qū)吸收太陽能和空氣能、b區(qū)對新風(fēng)冷卻去濕，熱泵室外機2為烘干箱1供熱和供干燥新風(fēng)；當(dāng)儲熱器4的熱水溫度高于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20關(guān)閉，水泵二8啟動、水閥門一9開啟、水閥門二10關(guān)閉，太陽能熱水直接為烘干箱1供熱、太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5的a區(qū)和b區(qū)都對新風(fēng)冷卻去濕，熱泵室外機2為烘干箱1供干燥新風(fēng)。熱回收器14回收排風(fēng)余熱，將新風(fēng)預(yù)熱。

常溫除濕烘干工況主要為烘干箱1除濕、并控制烘干箱1溫度在設(shè)定范圍內(nèi)，該工況的具體操作為：當(dāng)太陽輻射較弱或夜間沒有太陽輻射時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、水泵一7和水泵二8關(guān)閉、水閥門一9和水閥門二10關(guān)閉，熱泵室外機2為烘干箱1供干燥新風(fēng)，同時根據(jù)烘干箱1內(nèi)實際溫度控制熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20開啟或關(guān)閉，調(diào)節(jié)太陽能空氣能一體化冷凝器6的供熱量，以調(diào)節(jié)烘干箱1溫度。當(dāng)太陽輻射較強時，水泵一7啟動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器4，儲熱器4的熱水溫度高于環(huán)境空氣溫度但低于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、水閥門一9關(guān)閉，熱泵室外機2既為烘干箱1供干燥新風(fēng)，又通過水泵二8啟停和水閥門二10開閉來控制太陽能熱水向太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5的供熱量，以調(diào)節(jié)烘干箱1溫度。儲熱器4的熱水溫度高于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機2啟動、新風(fēng)閥17和新風(fēng)風(fēng)機18開啟、熱泵風(fēng)閥19和熱泵風(fēng)機20關(guān)閉，熱泵室外機2為烘干箱1供干燥新風(fēng)。水閥門二10關(guān)閉，通過控制水泵二8啟停和水閥門一9開閉來調(diào)節(jié)熱水為烘干箱1的供熱量，以調(diào)節(jié)烘干箱1溫度。熱回收器14回收排風(fēng)余熱，將新風(fēng)預(yù)熱。