[发明专利]一种直膨式太阳能辅助的闭路式热泵烘干系统

说明书

本发明涉及热泵干燥技术领域，具体说是涉及一种直膨式太阳能辅助的闭路式热泵烘干系统。所述闭路式热泵烘干系统包括太阳能‑空气三压力热泵子系统和闭路式烘干介质循环子系统；本发明通过在热泵烘干系统的基础上匹配太阳能集热器、除湿蒸发器和辅路调节系统，解决现有烘干工艺中环境污染严重、运行成本高、烘干速率慢、除湿能耗比较低等突出技术问题，显著提高了热泵烘干物料的效率，保证了烘干物料的层色、品质和香味。

技术领域

本发明涉及热泵干燥技术领域，具体说是涉及一种直膨式太阳能辅助的闭路式热泵烘干系统。

背景技术

面对能源短缺和环境污染问题的日益突出，传统的燃油、燃气、燃煤或燃烧木材等烘干技术已逐渐被淘汰，目前的常用的环保烘干技术主要有两种，一种是采用电热管直接加热技术，操作简单，但效率太低，运行成本较高，与国家的节能政策相反；另一种是采用热泵烘干技术，特别是空气源热泵技术，结构简单，安装使用方便，节能环保，已有部分企业开始投入使用。但目前常规的空气源热泵烘干技术存在以下不足：在夏季室外气温过高时，空气源热泵的冷凝压力过高、压缩机压缩比过大、排气温度过高，其制热能力和能效比急剧下降，甚至可能导致压缩机经常保护性停机；同样在冬季室外气温过低时，空气源热泵的蒸发温度过低、蒸发器表面结霜严重、压缩机压缩比过大、排气温度过高，其制热能力和能效比急剧下降，甚至可能导致装置不能正常运行。总之，当室外温度过高或过低时，常规空气源热泵存在的突出技术问题，严重影响了空气源热泵在烘干领域的推广及应用。另外，对危险性物料、异味物料、含水率高物料和热敏性物料进行烘干时，开路式的循环烘干介质方式不能满足烘干工艺要求。

发明内容

本发明提供了一种直膨式太阳能辅助的闭路式热泵烘干系统，以解决现有烘干工艺中环境污染严重、除湿能耗比较低、运行成本高、烘干速率慢、变温调节较为困难的突出技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种直膨式太阳能辅助的闭路式热泵烘干系统，所述闭路式热泵烘干系统包括太阳能-空气三压力热泵子系统和闭路式烘干介质循环子系统；太阳能-空气三压力热泵子系统包括主路压缩机、主路油分离器、主路冷凝器、再冷器、干燥过滤器、观察镜、第一膨胀阀、中压气液分离器、第二膨胀阀、除湿蒸发器、太阳能集热器、低压气液分离器、蒸发压力调节阀、辅路压缩机、辅路油分离器、第一单向阀、第二单向阀、第一电动调节阀、第二电动调节阀以及连接管道；闭路式烘干介质循环子系统包括辅助PTC电加热器、循环风机、烘干物料间、物料、温度传感器、湿度传感器、除湿室、凝结水排出口、介质加热室以及连接风道；所述主路压缩机的排气口与主路油分离器相连、主路油分离器与第一单向阀相连，第一单向阀分别与主路冷凝器的进口、第二单向阀的出口相连接，所述主路冷凝器的出口与再冷器的主路进口相连接，再冷器的主路出口与中压气液分离器的进口相连接、二者之间的连接管道上依次设有干燥过滤器、观察镜和第一膨胀阀；所述中压气液分离器的两个出口分别与再冷器的辅路进口、第二膨胀阀的进口相连接，第二膨胀阀的出口分别与第一电动调节阀、第二电动调节阀相连接，第一电动调节阀与除湿蒸发器相连接，第二电动调节阀与太阳能集热器的进口相连接；除湿蒸发器和太阳能集热器的出口均与低压气液分离器的进口相连接，低压气液分离器的出口与主路压缩机的吸气口相连接；所述再冷器的辅路出口通过蒸发压力调节阀后与辅路压缩机的吸气口相连接，辅路压缩机的排气口与辅路油分离器相连、辅路油分离器与第二单向阀连接，第二单向阀的出口与第一单向阀的出口汇合后，与主路冷凝器的进口相连接；所述介质加热室内安装有主路冷凝器、辅助PTC电加热器，介质加热室的出风口通过连接风道与循环风机的进风口相连接，循环风机的出风口与烘干物料间的进风口相连接；所述烘干物料间内安装有铺放物料的搁架，烘干物料间的出风口与除湿室的进风口通过连接风道相连接、二者之间的连接风道内安装有温度传感器和湿度传感器，除湿室内安装有除湿蒸发器和凝结水排出口，除湿室的出风口通过连接风道与介质加热室的进风口相连接。

所述太阳能-空气三压力热泵子系统各结构之间通过连接管道连接；闭路式烘干介质循环子系统各结构之间通过连接风道相连。