本發(fā)明涉及熱泵干燥技術領域，尤其涉及一種隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)。

背景技術：

熱泵系統(tǒng)在干燥領域的應用可以有效回收廢熱，降低干燥能耗。然而現(xiàn)有的熱泵系統(tǒng)，在低溫環(huán)境下性能較低，甚至不能夠正常運行，且供回溫差較大時，現(xiàn)有的單級熱泵系統(tǒng)難以滿足要求。

技術實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術問題

本發(fā)明的目的是提供一種隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，解決現(xiàn)有熱泵系統(tǒng)在低溫環(huán)境下不能夠正常運行，性能較低，供回溫差較大時，單級熱泵系統(tǒng)難以滿足要求的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，至少包括從上到下依次設置的太陽能系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)；

所述干燥系統(tǒng)包括隧道式干燥室；

所述太陽能系統(tǒng)為太陽能新風系統(tǒng)，所述太陽能新風系統(tǒng)包括新風加熱室；

所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括多個熱泵系統(tǒng)，各所述熱泵系統(tǒng)的冷凝器依次串聯(lián)構成多級加熱室，各所述熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器依次串聯(lián)構成多級除濕室，在所述多級加熱室與所述多級除濕室之間設有混合室，所述混合室的左右兩側分別設有排風道；

所述的多級加熱室、混合室和多級除濕室從前到后依次連通；所述多級加熱室通過送風口與所述隧道式干燥室相連通，所述多級除濕室通過回風口與所述隧道式干燥室相連通；所述新風加熱室通過熱風進口與所述混合室相連通，所述混合室通過排風口與所述排風道相連通。

進一步地，所述太陽能新風系統(tǒng)包括透光隔熱板、吸附結構和支撐板，其中所述支撐板設置在所述吸附結構上，所述透光隔熱板設置在所述支撐板上，所述的透光隔熱板、吸附結構和支撐板合圍構成所述新風加熱室。

具體地，所述吸附結構的內(nèi)部設置蓄熱材料，所述吸附結構的外表面設置太陽能吸附材料。

具體地，所述支撐板上設有新風進口。

進一步地，所述隧道式干燥室設有進料口和出料口，其中所述出料口設置在所述隧道式干燥室上對應所述送風口的一側，所述進料口設置在所述隧道式干燥室上對應所述回風口的一側。

進一步地，在所述多級除濕室中設有儲水盤，所述儲水盤設置在所述蒸發(fā)器的底部，所述儲水盤上設有引出管道。

具體地，在所述多級加熱室的送風口處設有主風機，所述主風機采用變頻風機。

具體地，所述熱風進口上設有新風閥，所述排風口上設有排風閥。

具體地，所述隧道式干燥室中設有物料推車，所述物料推車的移動方向與所述隧道式干燥室中干燥熱風的流動方向相反。

具體地，所述隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)的外部圍護結構采用聚氨酯保溫板。

(三)有益效果

本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點：

本發(fā)明采用了串聯(lián)的多級熱泵系統(tǒng)，將各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器依次串聯(lián)構成多級除濕室，將各熱泵系統(tǒng)的冷凝器依次串聯(lián)構成多級加熱室，在多級加熱室與多級除濕室之間設置混合室，其中，通過多級除濕室對隧道式干燥室排除的高溫高濕的廢氣進行逐級降溫除濕，在混合室中將逐級降溫除濕后的空氣與經(jīng)過太陽能新風系統(tǒng)預熱后的新風混合，通過多級加熱室對混合后的空氣進行逐級加熱升溫，實現(xiàn)多級降溫除濕和等濕加熱，從而有效回收廢熱，降低熱泵系統(tǒng)中單級壓縮機的壓縮比，提高壓縮機的效率。

本發(fā)明采用連續(xù)的隧道式干燥室進行物料干燥，物料在隧道式干燥室中的移動方向與干燥熱風的流動方向相反，保證一定的送回風溫差，實現(xiàn)干燥過程中系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高廢熱的回收與能效。

本發(fā)明利用了太陽能系統(tǒng)，通過太陽能系統(tǒng)實現(xiàn)了對新風的預熱處理，有效降低干燥能耗，其中通過吸附結構能夠顯著地吸附太陽能并儲蓄，從而提高太陽能的利用率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)中空氣封閉循環(huán)的示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)中太陽能預熱新風示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)中圖2的a-a向剖視圖；

圖4是本發(fā)明實施例隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)中儲水盤的結構示意圖。

圖中：1：主風機；2：物料推車；3：出料口；4：進料口；5：新風閥；6：排風閥；7：排風道；8：吸附結構；9：透光隔熱板；10：圍護結構；11：儲水盤；12：引出管道；13：支撐板；100：隧道式干燥室；200：新風加熱室；300：多級加熱室；400：多級除濕室；500：混合室。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖1-4所示，本發(fā)明實施例提供一種隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，包括從上到下依次設置的太陽能系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)和干燥系統(tǒng)。

干燥系統(tǒng)包括隧道式干燥室100，隧道式干燥室100的前后兩側分別設有進料口4和出料口3。

太陽能系統(tǒng)為太陽能新風系統(tǒng)，太陽能新風系統(tǒng)包括透光隔熱板9、吸附結構8和支撐板13，其中支撐板13設置在吸附結構8上，透光隔熱板9設置在支撐板13上，透光隔熱板9、吸附結構8和支撐板13三者合圍構成新風加熱室200。

熱泵循環(huán)系統(tǒng)包括n個熱泵系統(tǒng)，其中n≥2，在本實施例中各熱泵系統(tǒng)的冷凝器分別為c1、c2…cn，將各冷凝器依次串聯(lián)構成多級加熱室300。在本實施例中各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器分別為e1、e2…en，將各蒸發(fā)器依次串聯(lián)構成多級除濕室400。在多級加熱室300與多級除濕室400之間設有混合室500，混合室500的左右兩側分別設有排風道7。

其中，多級加熱室300、混合室500和多級除濕室400從前到后依次連通。多級加熱室300通過送風口與隧道式干燥室100相連通，多級除濕室400通過回風口與隧道式干燥室100相連通。新風加熱室200通過熱風進口與混合室500相連通，混合室500通過排風口與排風道7相連通。

其中，隧道式干燥室100的出料口3設置在與多級加熱室300的送風口相對應的一側，隧道式干燥室100的進料口4設置在與多級除濕室400的回風口相對應的一側。

在隧道式干燥室中設有物料推車2，物料推車2從進料口4進入到隧道式干燥室100中，再從出料口3而出，在此過程中，通過隧道式干燥室100對物料推車2中的物料進行干燥處理。

其中，太陽能系統(tǒng)的支撐板13上設有新風進口，外部新風通過新風進口進口進入到新風加熱室200中。透光隔熱板9能夠有效地透射較多的太陽光，同時具有隔熱作用，用于對新風進行預加熱。吸附結構8的內(nèi)部設置蓄熱材料，吸附結構8的外表面設置太陽能吸附材料，可以有效地吸附太陽能并儲能。

進一步來說，每個獨立的熱泵系統(tǒng)是由壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、連接管道以及相應附件構成。其中，各壓縮機分別為n1、n2…nn，各節(jié)流閥分別為v1、v2…vn，其中每個蒸發(fā)器通過壓縮機與冷凝器相連，冷凝器再通過節(jié)流閥與蒸發(fā)器相連。其中，壓縮機優(yōu)選采用變頻壓縮機。

具體來說，在多級除濕室400中設有儲水盤11，儲水盤11設置在所述蒸發(fā)器的底部，在儲水盤11上設有引出管道12。

其中，在多級加熱室300的送風口處設有主風機1，主風機1優(yōu)選采用變頻風機。

其中，在熱風進口上設有新風閥5，在排風口上設有排風閥6，其中新風閥5和排風閥6均采用開度可調(diào)節(jié)的風閥。本發(fā)明通過排風閥6和新風閥5對系統(tǒng)的熱濕平衡進行調(diào)控，結合太陽能系統(tǒng)，不僅保證系統(tǒng)干燥過程的穩(wěn)定性，且有效提高系統(tǒng)的能效。

其中，在本發(fā)明隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)的圍護結構10采用保溫材料，該保溫材料優(yōu)選采用聚氨酯保溫板。本發(fā)明在系統(tǒng)的外圍采用保溫材料作為圍護結構，可實現(xiàn)半開式、閉路式單獨或混合運行，可有效地適應除外界惡劣環(huán)境，提高系統(tǒng)的能效。

此外，本發(fā)明所述的隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括控制開關、溫度控制器、濕度控制器和plc面板等。

本發(fā)明所述的隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，其工作原理如下：

從隧道式干燥室100排出的高溫高濕的廢氣通過回風口進入多級除濕室400，在多級除濕室400中依次從第n級蒸發(fā)器en到第1級蒸發(fā)器e1進行逐級降溫除濕，逐級降溫除濕后的空氣進入混合室500，與經(jīng)過太陽能系統(tǒng)預熱后的新風進行混合，然后混合后的空氣進入多級加熱室300，在多級加熱室300中依次從第1級冷凝器c1到第n級冷凝器cn進行加熱升溫。經(jīng)過除濕升溫后的空氣經(jīng)過主風機1的作用下再通過送風口進入到隧道式干燥室100中對物料進行干燥處理，與濕物料進行熱濕傳遞。在此過程中，隧道式干燥室100中物料推車2沿著與干燥熱風的流動方向相反的方向逐漸移動，在移動過程中實現(xiàn)對物料的干燥。

在上述過程中，根據(jù)干燥過程系統(tǒng)的濕熱穩(wěn)定，調(diào)節(jié)新風閥5和排風閥6，其中新風量和排風量由新風閥5和排風閥6的開度控制。當出現(xiàn)熱濕不平衡現(xiàn)象時，開啟新風閥5和排風閥6，經(jīng)排風道7排除掉經(jīng)多級除濕室排出的部分空氣，再經(jīng)新風閥5引入經(jīng)太陽能系統(tǒng)預熱的新風，如圖2所示，圖中的箭頭方向表示空氣流動方向。而在熱濕平衡的情況下，則關閉新風閥5和排風閥6，此時系統(tǒng)中的空氣為閉合循環(huán)，如圖1所示，圖中的箭頭方向表示空氣流動方向。

在上述過程中，根據(jù)所需循環(huán)風量調(diào)節(jié)主風機1的頻率，使循環(huán)風量滿足系統(tǒng)干燥工況要求，控制循環(huán)風量調(diào)節(jié)干燥速率。

在上述過程中，物料推車2的進出速率和方式可根據(jù)物料的實際情況進行調(diào)控。

綜上所述，本發(fā)明實施例所述的隧道式多級串聯(lián)熱泵干燥系統(tǒng)，能夠有效的回收廢熱，并通過太陽能的利用降低了系統(tǒng)的總能耗，而相比單級熱泵干燥系統(tǒng)，本發(fā)明采用多級除濕能夠有效地除去干燥空氣中的水分，采用多級加熱滿足了送回風溫差較大情況，提高了壓縮機效率，有效提高了除濕效率。

需要說明的是，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上；術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內(nèi)”、“外”、“前端”、“后端”、“頭部”、“尾部”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

最后應說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。