本實(shí)用新型涉及烘干設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、空氣能和電能作為熱源來(lái)源的烘干裝置。

背景技術(shù)：

干燥是很多農(nóng)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，直接影響到農(nóng)副產(chǎn)品成品的品質(zhì)。目前我國(guó)農(nóng)副產(chǎn)品行業(yè)中大多數(shù)企業(yè)采用的是傳統(tǒng)的干燥工藝——鍋爐干燥。鍋爐使用的熱源常見(jiàn)的有燃油、燃煤、燃?xì)夂碗?。燃油、燃煤鍋爐污染空氣，燃?xì)夂碗婂仩t雖然對(duì)空氣污染較小，但能耗成本太高，在當(dāng)今常規(guī)能源短缺的情況下，不符合低碳經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)發(fā)展的要求。如果通過(guò)新能源技術(shù)改造，使得干燥工藝盡量利用“免費(fèi)”的能源比如風(fēng)能、太陽(yáng)能、空氣熱能，就可以大幅降低常規(guī)能源的消耗，不僅有利減少空氣污染，還可以降低干燥成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種多能互補(bǔ)烘干裝置，可以充分利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、空氣能等新能源，并結(jié)合以電能驅(qū)動(dòng)的加熱技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)物料干燥過(guò)程的節(jié)能減排和安全高效。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種多能互補(bǔ)烘干裝置，包括烘干單元、風(fēng)能集熱單元、太陽(yáng)能集熱單元和空氣源熱泵單元：

所述烘干單元包括烘干箱以及設(shè)在烘干箱內(nèi)的烘干架，所述烘干箱的頂部設(shè)置出風(fēng)口和排濕口，所述烘干箱的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口，所述出風(fēng)口頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)；

所述風(fēng)能集熱單元包括第一風(fēng)力機(jī)、第一傳動(dòng)軸、摩擦片和摩擦制熱器，所述第一風(fēng)力機(jī)和第一傳動(dòng)軸連接，所述第一傳動(dòng)軸上設(shè)置有摩擦片，所述摩擦片在第一傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下與摩擦制熱器之間相互摩擦以產(chǎn)生熱量；

所述太陽(yáng)能集熱單元包括太陽(yáng)能光伏板、充放電控制器、蓄電池和電熱器，所述太陽(yáng)能光伏板、蓄電池、電熱器分別與充放電控制器電連接，所述電熱器位于烘干箱內(nèi)；

所述空氣源熱泵單元包括通過(guò)制冷劑管道依次連通的蒸發(fā)器、熱泵壓縮機(jī)、冷凝器以及節(jié)流閥，所述節(jié)流閥通過(guò)制冷劑管道連通蒸發(fā)器形成閉合回路；

所述烘干箱的出風(fēng)口通過(guò)第一三通閥分別與摩擦制熱器的進(jìn)風(fēng)口及蒸發(fā)器的進(jìn)風(fēng)口連通，所述摩擦制熱器的出風(fēng)口及冷凝器的出風(fēng)口分別通過(guò)第二三通閥與烘干箱的進(jìn)風(fēng)口連通。

所述多能互補(bǔ)烘干裝置還包括風(fēng)力驅(qū)動(dòng)單元，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)單元包括第二風(fēng)力機(jī)、第二傳動(dòng)軸、齒輪組、第三傳動(dòng)軸和旋轉(zhuǎn)底盤，所述第二風(fēng)力機(jī)通過(guò)第二傳動(dòng)軸與齒輪組的主動(dòng)輪連接，所述旋轉(zhuǎn)底盤通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸與齒輪組的從動(dòng)輪連接，所述烘干架安裝在旋轉(zhuǎn)底盤上。利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)烘干架旋轉(zhuǎn)，以使干燥物均勻受熱，滿足均勻干燥物品的要求，相對(duì)于采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)烘干架旋轉(zhuǎn)等方式而言，可有效降低電能的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

所述多能互補(bǔ)烘干裝置還包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元，所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元包括設(shè)在烘干箱內(nèi)的溫度傳感器和濕度傳感器及總控制器，所述總控制器分別電連接軸流風(fēng)機(jī)、第一三通閥、第一風(fēng)力機(jī)、充放電控制器、熱泵壓縮機(jī)、第二三通閥以及第二風(fēng)力機(jī)。該自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元，可在線監(jiān)測(cè)并記錄烘干過(guò)程中溫度與濕度的變化，實(shí)時(shí)掌握烘干情況，并通過(guò)設(shè)定一定的溫度、濕度值自動(dòng)調(diào)整干燥模式，所述優(yōu)化烘干工藝，減少勞動(dòng)力投入。

根據(jù)運(yùn)行工況的不同要求，本實(shí)用新型烘干裝置的干燥模式可分為：風(fēng)能單獨(dú)干燥、太陽(yáng)能單獨(dú)干燥、熱泵單獨(dú)干燥、風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥以及太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式，具體運(yùn)行在何種模式可通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求進(jìn)行控制。

所述烘干箱四周立面和頂面均為透光材料制成。透明材料可采用玻璃板或聚碳酸酯陽(yáng)光板等透光性強(qiáng)的材料，太陽(yáng)光透過(guò)烘干箱可以直接入射到物料上，從而獲得干燥物料所需要的熱量。

當(dāng)風(fēng)能集熱單元運(yùn)行時(shí)，位于烘干箱外的第一風(fēng)力機(jī)的風(fēng)葉在風(fēng)力的吹動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，第一傳動(dòng)軸帶動(dòng)固定在其上的摩擦片轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦片與固定的摩擦制熱器相互摩擦，產(chǎn)成熱量，該熱量被流經(jīng)摩擦制熱器的氣流吸收，形成熱風(fēng)，進(jìn)入烘干箱進(jìn)行物料干燥。

當(dāng)太陽(yáng)能集熱單元運(yùn)行時(shí)，位于烘干箱外的太陽(yáng)能光伏板在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生電量，通過(guò)充放電控制器一路存入蓄電池中，一路給烘干箱中的電熱器供電，電熱器產(chǎn)生熱量，對(duì)烘干箱的物料進(jìn)行干燥，存入蓄電池的電能，在夜間或陰天沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)，通過(guò)充放電控制器釋放出來(lái)，給電熱器供電。

當(dāng)空氣源熱泵單元運(yùn)行時(shí)，從烘干箱流出的低溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器吸收其中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器，吸收冷凝器的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱對(duì)物料進(jìn)行干燥。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：

本實(shí)用新型的多能互補(bǔ)烘干裝置根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求，利用風(fēng)力致熱、太陽(yáng)能發(fā)電以及熱泵原理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能單獨(dú)干燥、太陽(yáng)能單獨(dú)干燥、熱泵單獨(dú)干燥、風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥以及太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥等多種模式，在滿足物料烘干所要求的干燥條件的前提下，最大限度地利用風(fēng)能、太陽(yáng)能和空氣能等可再生清潔能源，為烘干箱提供熱源，對(duì)于開發(fā)新能源、提高農(nóng)副產(chǎn)品加工質(zhì)量、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型多能互補(bǔ)烘干裝置的結(jié)構(gòu)圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、烘干箱；2、烘干架；3、出風(fēng)口；4、排濕口；5、進(jìn)風(fēng)口；6、軸流風(fēng)機(jī)；7、第一風(fēng)力機(jī)；8、第一傳動(dòng)軸；9、摩擦片；10、摩擦制熱器；11、太陽(yáng)能光伏板；12、充放電控制器；13、蓄電池；14、電熱器；15、蒸發(fā)器；16、熱泵壓縮機(jī)；17、冷凝器；18、節(jié)流閥；19、第一三通閥；20、第二三通閥；21、第二風(fēng)力機(jī)；22、第二傳動(dòng)軸；23、齒輪組；24、第三傳動(dòng)軸；25、旋轉(zhuǎn)底盤。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例：

如圖1所示，一種多能互補(bǔ)烘干裝置，包括烘干單元、風(fēng)能集熱單元、太陽(yáng)能集熱單元和空氣源熱泵單元：

所述烘干單元包括烘干箱1以及設(shè)在烘干箱1內(nèi)的烘干架2，所述烘干箱2的頂部設(shè)置出風(fēng)口3和排濕口4，所述烘干箱2的底部設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口5，所述出風(fēng)口3頂部設(shè)置有軸流風(fēng)機(jī)6；

所述風(fēng)能集熱單元包括第一風(fēng)力機(jī)7、第一傳動(dòng)軸8、摩擦片9和摩擦制熱器10，所述第一風(fēng)力機(jī)7和第一傳動(dòng)軸8連接，所述第一傳動(dòng)軸8上設(shè)置有摩擦片9，位于烘干箱1外的第一風(fēng)力機(jī)7的風(fēng)葉在風(fēng)力的吹動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)第一傳動(dòng)軸8旋轉(zhuǎn)，第一傳動(dòng)軸8帶動(dòng)固定在其上的摩擦片9轉(zhuǎn)動(dòng)，摩擦片9與固定的摩擦制熱器10相互摩擦，產(chǎn)成熱量，該熱量被流經(jīng)摩擦制熱器10的氣流吸收，形成熱風(fēng)，進(jìn)入烘干箱1進(jìn)行物料干燥；

所述太陽(yáng)能集熱單元包括太陽(yáng)能光伏板11、充放電控制器12、蓄電池13和電熱器14，所述太陽(yáng)能光伏板11、蓄電池13、電熱器14分別與充放電控制器12電連接，所述電熱器14位于烘干箱1內(nèi)，位于烘干箱1外的太陽(yáng)能光伏板11在太陽(yáng)光的照射下產(chǎn)生電量，通過(guò)充放電控制器12一路存入蓄電池13中，一路給烘干箱1中的電熱器14供電，電熱器14產(chǎn)生熱量，對(duì)烘干箱1中的物料進(jìn)行干燥，存入蓄電池13的電能，在夜間或陰天沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)，通過(guò)充放電控制器12釋放出來(lái)，給電熱器14供電；

所述空氣源熱泵單元包括通過(guò)制冷劑管道依次連通的蒸發(fā)器15、熱泵壓縮機(jī)16、冷凝器17以及節(jié)流閥18，所述節(jié)流閥18通過(guò)制冷劑管道連通蒸發(fā)器15形成閉合回路，從烘干箱1流出的低溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)入蒸發(fā)器15，蒸發(fā)器15吸收其中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器17，吸收冷凝器17的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱1對(duì)物料進(jìn)行干燥；

所述烘干箱1的出風(fēng)口3通過(guò)第一三通閥19分別與摩擦制熱器10的進(jìn)風(fēng)口及蒸發(fā)器15的進(jìn)風(fēng)口連通，所述摩擦制熱器10的出風(fēng)口及冷凝器17的出風(fēng)口分別通過(guò)第二三通閥20與烘干箱1的進(jìn)風(fēng)口5連通。

其中，烘干箱1的四周立面和頂面采用玻璃板或聚碳酸酯陽(yáng)光板等透光性強(qiáng)的材料制成，太陽(yáng)光透過(guò)玻璃可以直接入射到需干燥的物料上，從而獲得干燥物水分蒸發(fā)所需要的熱量。

其中，所述多能互補(bǔ)烘干裝置還包括風(fēng)力驅(qū)動(dòng)單元，所述風(fēng)力驅(qū)動(dòng)單元包括第二風(fēng)力機(jī)21、第二傳動(dòng)軸22、齒輪組23、第三傳動(dòng)軸24和旋轉(zhuǎn)底盤25，所述第二風(fēng)力機(jī)21通過(guò)第二傳動(dòng)軸22與齒輪組23的主動(dòng)輪連接，所述旋轉(zhuǎn)底盤25通過(guò)第三轉(zhuǎn)動(dòng)軸24與齒輪組23的從動(dòng)輪連接，所述烘干架2安裝在旋轉(zhuǎn)底盤25上，利用風(fēng)能驅(qū)動(dòng)烘干架2旋轉(zhuǎn)，以使干燥物均勻受熱，滿足均勻干燥物品的要求，相對(duì)于采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)烘干架旋轉(zhuǎn)等方式而言，可有效降低電能的消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

其中，所述多能互補(bǔ)烘干裝置還包括自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元，所述自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元包括設(shè)在烘干箱1內(nèi)的溫度傳感器和濕度傳感器以及總控制器，所述總控制器分別電連接軸流風(fēng)機(jī)6、第一三通閥19、第一風(fēng)力機(jī)7、充放電控制器12、熱泵壓縮機(jī)16、第二三通閥20以及第二風(fēng)力機(jī)21，總控制器根據(jù)溫度傳感器測(cè)得的溫度值、濕度傳感器測(cè)得的濕度值以及預(yù)設(shè)值，對(duì)上述設(shè)備發(fā)出工作指令，其設(shè)置由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有傳感技術(shù)及上述功能描述即可實(shí)現(xiàn)，故此處不再詳述。

通過(guò)自動(dòng)監(jiān)測(cè)控制單元，可在線監(jiān)測(cè)并記錄烘干過(guò)程中溫度與濕度的變化，實(shí)時(shí)掌握烘干情況，并通過(guò)設(shè)定一定的溫度、濕度值自動(dòng)調(diào)整干燥模式，優(yōu)化烘干工藝，減少勞動(dòng)力投入，還可增加功能模塊以在線監(jiān)測(cè)記錄太陽(yáng)瞬時(shí)輻照及風(fēng)速的變化，然后通過(guò)設(shè)定的溫度、濕度值控制相應(yīng)設(shè)備的工作狀態(tài)。

本實(shí)用新型的多能互補(bǔ)干燥裝置可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能單獨(dú)干燥、太陽(yáng)能單獨(dú)干燥、熱泵單獨(dú)干燥、風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥以及太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式。下面對(duì)每種工作模式的前提條件和工作流程分別闡述：

(1)風(fēng)能單獨(dú)干燥模式：

當(dāng)陰天無(wú)陽(yáng)光，且要求的干燥溫度不高時(shí)(30℃～40℃)，可采用風(fēng)能單獨(dú)干燥模式，此時(shí)太陽(yáng)能集熱單元和空氣源熱泵單元不工作。通過(guò)控制器調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣進(jìn)入摩擦制熱器10，吸收摩擦制熱器10的熱量后，再次進(jìn)入烘干箱1中對(duì)物料進(jìn)行干燥。

(2)太陽(yáng)能單獨(dú)干燥模式：

此時(shí)，風(fēng)能集熱單元和空氣源熱泵單元都不工作，關(guān)閉第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣不在風(fēng)道內(nèi)循環(huán)，具體又可分為以下兩種情況：

a、太陽(yáng)能直接干燥模式：當(dāng)天氣晴朗，太陽(yáng)光輻射比較強(qiáng)時(shí)，可采用太陽(yáng)能單獨(dú)干燥模式，太陽(yáng)光穿過(guò)烘干箱1四周和頂面的玻璃板入射到烘干架2上的物料上，定時(shí)開啟排濕口4，將物料產(chǎn)生的濕氣排出，同時(shí)，太陽(yáng)能光伏板11只對(duì)蓄電池13進(jìn)行充電，電熱器14處于關(guān)閉狀態(tài)。

b、太陽(yáng)能間接干燥模式：當(dāng)太陽(yáng)光輻射不強(qiáng)或無(wú)陽(yáng)光時(shí)，而要求的干燥溫度較高，太陽(yáng)能直接干燥模式已不能滿足要求，此時(shí)可通過(guò)控制充放電控制器12使電熱器14工作產(chǎn)生熱量，對(duì)物料進(jìn)行干燥。

(3)熱泵單獨(dú)干燥模式：

當(dāng)天氣為陰雨天，完全沒(méi)有太陽(yáng)光輻射時(shí)，可采用熱泵單獨(dú)干燥模式。此時(shí)，風(fēng)能集熱單元和太陽(yáng)能集熱單元不工作，通過(guò)控制器調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣依次通過(guò)蒸發(fā)器15和冷凝器17，蒸發(fā)器15吸收空氣中的余熱并去除其中的水分，降溫降濕后的冷風(fēng)進(jìn)入冷凝器17，吸收冷凝器17的熱量后變成高溫?zé)犸L(fēng)，再次進(jìn)入烘干箱1對(duì)物料進(jìn)行干燥。在此工作模式下，不通過(guò)排濕口4排濕，只通過(guò)蒸發(fā)器15降溫排濕，這樣就將每次烘干的余熱最大限度地進(jìn)行了回收，實(shí)現(xiàn)封閉式熱風(fēng)循環(huán)。

當(dāng)太陽(yáng)能單獨(dú)干燥模式與熱泵單獨(dú)干燥模式都可以使用時(shí)，盡量使用太陽(yáng)能單獨(dú)干燥模式，因?yàn)樘?yáng)能單獨(dú)干燥模式相對(duì)熱泵單獨(dú)干燥模式更省電。

(4)風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥模式：

當(dāng)太陽(yáng)光輻射不強(qiáng)，或者是多風(fēng)天氣，且要求的干燥溫度較高時(shí)，可采用風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥模式。此時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1的空氣進(jìn)入摩擦制熱器10，烘干箱1內(nèi)的空氣不僅可以依靠太陽(yáng)直接輻射獲得熱量，也可以通過(guò)摩擦制熱器10和摩擦片9做功獲得熱量，當(dāng)要求的干燥溫度很高時(shí)，還可以同時(shí)開啟電熱器14，進(jìn)一步增加熱量來(lái)源。

(5)太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥模式：

當(dāng)太陽(yáng)光輻射不強(qiáng)，或者是多云天氣，且要求的干燥溫度較高時(shí)，可采用太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥模式。此時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)第一三通閥19和第二三通閥20，使烘干箱1流出的空氣進(jìn)入熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器15和冷凝器17，烘干箱1內(nèi)的空氣不僅可以依靠太陽(yáng)直接輻射獲得熱量，也可以通過(guò)熱泵壓縮機(jī)16的做功獲得熱量。當(dāng)要求的干燥溫度很高時(shí)，還可以同時(shí)開啟電熱器14，進(jìn)一步增加熱量來(lái)源。

本實(shí)用新型的多能互補(bǔ)烘干裝置根據(jù)客觀環(huán)境條件和干燥工藝要求，利用風(fēng)力致熱、太陽(yáng)能發(fā)電以及熱泵原理，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能單獨(dú)干燥、太陽(yáng)能單獨(dú)干燥、熱泵單獨(dú)干燥、風(fēng)能-太陽(yáng)能聯(lián)合干燥以及太陽(yáng)能-熱泵聯(lián)合干燥這五種模式，在滿足物料烘干所要求的干燥條件的前提下，最大限度地利用風(fēng)能、太陽(yáng)能和空氣能等可再生清潔能源，為烘干箱提供熱源，對(duì)于開發(fā)新能源、提高農(nóng)副產(chǎn)品加工質(zhì)量、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有積極意義。

上述實(shí)施例只是為了說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本實(shí)用新型內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所做出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。