[发明专利]一种双能源供热的热风干燥系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热风干燥系统，尤其是采用太阳能热水器和空气源热泵双能源供热的热风干燥系统。

背景技术

农产品、花炮原材料，中药材均需要干燥，干燥温度要求在40℃-70℃之间，现有的干燥装置种类众多，其热源多采用燃煤(油)锅炉加热方式，其主要弊端在于浪费能源，煤(油)燃烧产生的废渣、废气对环境造成污染；电加热虽环保，但能效比太低，无法在生产中得到应用。从节能环保的角度出发，只有采用可再生能源-太阳能。

太阳能供热装置包括太阳能热水器、热水换热器、循环泵，并依序以循环管道连接，是将太阳能转化为热能，将水加热的装置，主要由全玻璃真空集热管、储水箱、支架及相关附件组成。其用途为生活热水，因是成熟技术，故不作详述。

空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，并依序以循环工质管道连接。它根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过传热工质把空气中无法被利用的低品位热能有效吸收，并将其提升至可用的高品位热能加以利用。其工作过程：①传热工质进入蒸发器，在蒸发器中工质吸热蒸发，此时工质从低温热源中吸收热量后进入压缩机；②工质经过压缩机的压缩、升温后，变成高温、高压的工质排出压缩机；③工质进入冷凝器，在冷凝器中将从蒸发器中吸收的热量和压缩机本身功耗所产生的那部分热量传递给其他介质；④高压工质经过节流装置节流降压后再次进入蒸发器，依此不断地循环工作。为了系统长期稳定运行，热泵还包括一些公知的辅助装置，如储液罐、气液分离器、过滤器等。

以空气源热泵作为热源的典型运用是冷暖空调制热，它是以调节身体的体感舒适度为目的，环境温度12℃时，能效比2.4左右。

发明内容

为了解决上述弊端，本发明要解决的技术问题是；提供一种充分利用可再生能源太阳能并与空气源热泵相结合的干燥装置，用于工业烘干用途，要求其具有显著的节能效果和较低的运营成本。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是；一种双能源供热的热风干燥系统，包括设有新风口的加热室、干燥室、太阳能供热装置、空气源热泵及其冷凝器风机，所述加热室或干燥室上部设有排湿口，所述加热室内装置空气源热泵的冷凝器和冷凝器风机，太阳能供热装置的热水换热器装置于加热室内冷凝器进风处前端，所述冷凝器风机为吸风式送风；所述冷凝器换热面积与压缩机输入功率的比值在5.3-11m²/kw之间；所述热水换热器换热面积与压缩机输入功率的比值不小于1.5m²/kw；所述冷凝器风机全压在100-400Pa之间。

作为本发明的一种优选，所述加热室和干燥室之间通过风道(包括送风道和回风道)以循环风的形式进行空气交换。能够大幅减少热能的损耗。

为了进一步减少能量的损耗，作为本发明的另一种改进，所述干燥室和/或加热室设保温层。

热风进入干燥室加热物料，物料中的水分变成水蒸汽向上升腾，自干燥室上部或顶部的排湿口逸出，实现干燥的目的。以空气源热泵和太阳能作为干燥装置的新型热源具有节能及环境污染零排放的优点。作为性能优化的手段，冷凝器风机全压为100Pa-400Pa之间，所述的冷凝器风机风速达8.8m/s以上，冷凝器风机的风压提高，风机风速较大，进入干燥室的热风风速增大，使输送到冷凝器的热量得到有效释放；同时，风速增大，并保持与干燥要求匹配的风量，有利于物料水份的蒸发，带走物料水份，为物料干燥创造了有利条件。

用于干燥，现有太阳能热水器和空气源热泵装置都受到条件和加热能力的限制，仅在规模小、干燥温度要求较低的情况下能满足干某些燥物料的要求，不能用于工业化干燥。通过系统的研究，我们发现，现有装置不能满足工业化干燥物料的要求，是因为不同程度地受以下多重因素的制约：

一、吸热能力有限：

现有装置的蒸发器换热面积较小，从环境中吸收的热能有限，不能提供干燥物料所需的热量和温度。

二、输出热能的能力有限、加热温度低：

现有装置采用的冷凝器换热面积较小，导致冷凝器的载热能力和换热能力有限、换热效率较低。环境温度较高的情况下，吸收的热量不能及时有效的输出，反而造成工质循环系统内部温度、压力过高，压缩机在高压状态下连续运行，频繁出现过压保护停机，系统不能正常运行，难以达到干燥的目的。

三、风速低

物料用热风干燥，热风的风速较大，能较快地将热量传递给物料，使物料吸热，有利于物料的水份蒸发，加快物料的干燥。空调的出风口风速在4m/s左右，无法满足干燥的要求。

四、能效比低