[发明专利]一种多种工况自适应的多级热泵型低温循环式谷物干燥机

权利要求书

1.一种多种工况自适应的多级热泵型低温循环式谷物干燥机，其特征在于，包括干燥机本体、加热系统、控制系统及环境温度监测系统四个部分，环境温度监测系统连接至控制系统，控制系统与加热系统连接，所述加热系统由第一级热泵系统(1)、第二级热泵系统(2)、第三级热泵系统(3)串联而成，第一级热泵系统(1)由第一冷凝器(101)、第一膨胀阀(102)、第一蒸发器(103)和第一压缩机(104)组成，第二级热泵系统(2)由第二冷凝器(201)、第二膨胀阀(202)、第二蒸发器(203)和第二压缩机(204)组成，第三级热泵系统(3)由第三冷凝器(301)、第三膨胀阀(302)、第三蒸发器(303)和第三压缩机(304)组成，外部新风依次经过第一冷凝器(101)、第二冷凝器(201)、第三冷凝器(301)吸收制冷工质释放出来的热量后，送入烘干机(4)对谷物进行加热并吸湿干燥，废气经过风机(5)排出，同时第一级热泵系统(1)中高温高压的制冷剂在第一冷凝器(101)中放热冷凝成液体，经过第一膨胀阀(102)减压进入第一蒸发器(103)，在第一蒸发器(103)中从周围环境中吸热蒸发变成气体，由第一压缩机(104)吸入压缩成高温高压气体，再进入第一冷凝器(101)进行下一个循环；第二级热泵系统(2)中高温高压的制冷剂在第二冷凝器(201)中放热冷凝成液体，经过第二膨胀阀(202)减压进入第二蒸发器(203)，在第二蒸发器(203)中从周围环境中吸热蒸发变成气体，由第二压缩机(204)吸入压缩成高温高压气体，再进入第二冷凝器(201)进行下一个循环；第三级热泵系统(3)中高温高压的制冷剂在第三冷凝器(301)中放热冷凝成液体，经过第三膨胀阀(302)减压进入第三蒸发器(303)，在第三蒸发器(303)中从周围环境中吸热蒸发变成气体，由第三压缩机(304)吸入压缩成高温高压气体，再进入第三冷凝器(301)进行下一个循环。

2.根据权利要求1所述的一种多种工况自适应的多级热泵型低温循环式谷物干燥机，其特征在于，所述的控制系统包括有PLC控制器(6)，PLC控制器(6)内部嵌有稻谷和小麦的环境温度-干燥热量消耗数学模型以及环境温度-热泵输出功率数学模型，PLC控制器(6)利用环境温度监测系统中的环境温度传感器检测环境出温度，再根据该温度数据，利用嵌入在PLC控制器(6)中的两个模型预测出在该环境温度下谷物干燥所需要消耗的热量以及在此环境温度下每一级热泵系统所具有的输出功率，通过PLC控制器(6)控制第一级热泵系统(1)、第二级热泵系统(2)、第三级热泵系统(3)的启动或关闭，调节加热系统的热量输出。

3.根据权利要求2所述的一种多种工况自适应的多级热泵型低温循环式谷物干燥机，其特征在于，所述的加热系统的工作方式包括有第一级热泵系统(1)、第二级热泵系统(2)、第三级热泵系统(3)单独工作、其中两级系统组合工作或三级系统共同工作的方式。

4.根据权利要求2或3所述的一种多种工况自适应的多级热泵型低温循环式谷物干燥机，其特征在于，所述的第一级热泵系统(1)、第二级热泵系统(2)、第三级热泵系统(3)的输出功率均不相同，第一级热泵系统(1)的输出功率P₁、第二级热泵系统(2)的输出功率P₂、第三级热泵系统(3)的输出功率P₃采用大中小三种不同功率，即P₁＞P₂＞P₃，加热系统的工作方式通过组合产生Q₁=P₁＋P₂＋P₃、Q₂=P₁＋P₂、Q₃=P₁＋P₃、Q₄=P₂＋P₃ Q₅=P₁、Q₆=P₂以及Q₇=P₃共七种不同大小的功率输出，与环境工况进行匹配。