本發(fā)明涉及太陽能空氣能綜合利用技術(shù)，具體是指一種節(jié)能、環(huán)保、高效、穩(wěn)定運行的農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的太陽能空氣能熱泵供熱裝置，屬于太陽能空氣能熱泵應(yīng)用和農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

自改革開放以來特別是新世紀(jì)以來，我國農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)快速發(fā)展，2003至2015年間農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)規(guī)模以上企業(yè)主營業(yè)務(wù)收入從2.63萬億元增加到19.37萬億元，年均增長18.1%。農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中最具成長活力的產(chǎn)業(yè)之一。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，我國農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失較大，糧食損失率達(dá)8%，農(nóng)產(chǎn)品損失率達(dá)20%以上。造成農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失的因素和環(huán)節(jié)很多，其中30%以上的損失是因未及時晾曬和烘干。我國每年因霉變導(dǎo)致的糧食產(chǎn)后損失就達(dá)250～330億斤，每年因霉變導(dǎo)致的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后損失達(dá)8000萬噸，損失總價值近800億元。我國目前農(nóng)產(chǎn)品加工產(chǎn)業(yè)整體上尚處于粗加工多、規(guī)模小、水平差、資源利用低、能耗高的初級發(fā)展階段。近30年來隨著烘干技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展，農(nóng)產(chǎn)品烘干能耗需求急劇增大。

然而，我國干燥設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)普遍不大、不強、不專、不精，數(shù)量多而整體素質(zhì)不高，多數(shù)企業(yè)管理落后，未達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)。在農(nóng)產(chǎn)品烘干技術(shù)研究和設(shè)備研發(fā)方面仍然存在一些不足和問題。如：1）近年來，針對烘干過程食品質(zhì)量安全的關(guān)注較多，而對烘干過程能耗關(guān)注不足；2）我國農(nóng)產(chǎn)品烘干加熱用能仍主要以燃煤為主,太陽能等綠色清潔能源在農(nóng)產(chǎn)品烘干設(shè)備中實際應(yīng)用的非常少見，而且太陽能在農(nóng)產(chǎn)品烘干中的利用率不高；3）農(nóng)產(chǎn)品烘干加工常用的技術(shù)與設(shè)備類型繁多，有分批靜止式、隧道式、帶式連續(xù)式、輻射式、真空冷凍式等?，F(xiàn)在的各種技術(shù)在烘干應(yīng)用中，都存在烘干均勻性不好的問題。造成烘干過程物料翻動增加人工工作量、烘干時間長而增加能耗，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品加工成本升高。

因此，開發(fā)和升級太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干技術(shù)與設(shè)備，對于解決農(nóng)產(chǎn)品烘干不斷增長需求、降低農(nóng)產(chǎn)品烘干能耗、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和環(huán)保效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：克服當(dāng)前農(nóng)產(chǎn)品規(guī)模化加工烘干中太陽能空氣能利用技術(shù)的不足，提出一種農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的供熱裝置，該供熱裝置通過利用太陽能空氣能為熱源，可實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品烘干箱的太陽能單獨供熱、空氣能熱泵單獨供熱、太陽能空氣能聯(lián)合供熱等三種供熱工況。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，所采取的技術(shù)方案是：一種高溫型太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干箱供熱裝置，它包括烘干箱、熱泵室外機(jī)、太陽能集熱器、儲熱器、太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器、太陽能空氣能一體化冷凝器、水泵一、水泵二、水閥門一、水閥門二、熱水循環(huán)管一、制冷劑循環(huán)管、新風(fēng)閥、排風(fēng)管、熱水循環(huán)管二、熱水盤管一、制冷劑盤管一、熱水盤管二、制冷劑盤管二；所述的烘干箱包含太陽能空氣能一體化冷凝器、新風(fēng)閥、排風(fēng)管；所述的熱泵室外機(jī)包含太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器通過制冷劑循環(huán)管與太陽能空氣能一體化冷凝器連接；所述的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器中包含熱水盤管一和制冷劑盤管一，熱水盤管一和制冷劑盤管一外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，熱水盤管一安裝在制冷劑盤管一的上風(fēng)側(cè)；所述的太陽能空氣能一體化冷凝器中包含熱水盤管二和制冷劑盤管二，熱水盤管二和制冷劑盤管二交錯布置，熱水盤管二和制冷劑盤管二外安裝共同的導(dǎo)熱翅片；所述的太陽能集熱器與儲熱器通過熱水循環(huán)管二連接，在熱水循環(huán)管二上安裝水泵一，水泵一使水在太陽能集熱器和儲熱器間循環(huán)流動，將太陽能集熱器生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器；所述的儲熱器通過熱水循環(huán)管一與太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器和太陽能空氣能一體化冷凝器連接，在連接儲熱器出口的熱水循環(huán)管一上安裝水泵二，在連接太陽能空氣能一體化冷凝器的熱水循環(huán)管一上安裝水閥門一，在連接太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器的熱水循環(huán)管一上安裝水閥門二，通過調(diào)整水閥門一和水閥門二的開閉,可控制儲熱器的太陽能熱水為太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器供熱或者為太陽能空氣能一體化冷凝器供熱；所述的排風(fēng)管與烘干箱連接，將烘干箱的排風(fēng)送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器表面，利用熱泵室外機(jī)回收排風(fēng)的余熱。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是：1)根據(jù)儲熱器熱水溫度調(diào)整水閥門一和水閥門二的開閉，實現(xiàn)太陽能單獨為烘干箱供熱或太陽能空氣能熱泵聯(lián)合為烘干箱供熱，提高太陽能在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)農(nóng)產(chǎn)品烘干中的利用率：2)熱泵室外機(jī)的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，采用太陽能熱水盤管和制冷劑盤管一體化設(shè)計，熱水盤管和制冷劑盤管外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，且熱水盤管安裝在制冷劑盤管的上風(fēng)側(cè)，有利于將熱水盤管熱量傳遞給制冷劑盤管，可實現(xiàn)太陽能空氣能聯(lián)合作為熱泵熱源，提高熱泵運行的能源利用效率；3)烘干箱加熱用太陽能空氣能一體化冷凝器，采用太陽能熱水盤管和制冷劑盤管一體化設(shè)計，既保證了太陽能熱水單獨供熱或制冷劑單獨供熱的功能，又增大了導(dǎo)熱翅片的傳熱面積，有利于熱量傳遞，而且滿足了熱源轉(zhuǎn)換和運行控制簡單；4)烘干箱的高焓值排風(fēng)送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器表面，利用熱泵室外機(jī)回收排風(fēng)的余熱，提高熱泵運行的能效比。

附圖說明

圖1是本發(fā)明烘干箱供熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器示意圖；

圖3是太陽能空氣能一體化冷凝器示意圖；

圖1－圖3中：1.烘干箱，2.熱泵室外機(jī)，3.太陽能集熱器，4.儲熱器，5.太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器，6.太陽能空氣能一體化冷凝器，7.水泵一，8.水泵二，9。水閥門一，10。水閥門二，11.熱水循環(huán)管一，12.制冷劑循環(huán)管，13.新風(fēng)閥，14.排風(fēng)管，15.熱水循環(huán)管二，16.熱水盤管一，17.制冷劑盤管一，18.熱水盤管二，19.制冷劑盤管二。

具體實施方式

為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容、特點及效果，茲列舉以下實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。

如圖1－圖3所示：

烘干箱1,熱泵室外機(jī)2，太陽能集熱器3，儲熱器4，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，太陽能空氣能一體化冷凝器6，水泵一7，水泵二8，水閥門一9，水閥門二10，熱水循環(huán)管一11，制冷劑循環(huán)管12，新風(fēng)閥13，排風(fēng)管14，熱水循環(huán)管二15，熱水盤管一16，制冷劑盤管一17，熱水盤管二18，制冷劑盤管二19；所述的烘干箱1包含太陽能空氣能一體化冷凝器6，新風(fēng)閥13，排風(fēng)管14；所述的熱泵室外機(jī)2包含太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5，太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5通過制冷劑循環(huán)管12與太陽能空氣能一體化冷凝器6連接；所述的太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5中包含熱水盤管一16和制冷劑盤管一17，熱水盤管一16和制冷劑盤管一17外安裝共同的導(dǎo)熱翅片，熱水盤管一16安裝在制冷劑盤管一17的上風(fēng)側(cè)；所述的太陽能空氣能一體化冷凝器6中包含熱水盤管二18和制冷劑盤管二19，熱水盤管二18和制冷劑盤管二19交錯布置，熱水盤管二18和制冷劑盤管二19外安裝共同的導(dǎo)熱翅片；所述的太陽能集熱器3與儲熱器4通過熱水循環(huán)管二15連接，在熱水循環(huán)管二15上安裝水泵一7，水泵一7使水在太陽能集熱器3和儲熱器4間循環(huán)流動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的熱水輸送至儲熱器4；所述的儲熱器4通過熱水循環(huán)管一11與太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5和太陽能空氣能一體化冷凝器6連接，在連接儲熱器4出口的熱水循環(huán)管一11上安裝水泵二8，在連接太陽能空氣能一體化冷凝器6的熱水循環(huán)管一11上安裝水閥門一9，在連接太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5的熱水循環(huán)管一11上安裝水閥門二10，通過調(diào)整水閥門一9和水閥門二10的開閉，可控制儲熱器4的太陽能熱水為太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5供熱或者為太陽能空氣能一體化冷凝器6供熱；所述的排風(fēng)管14與烘干箱1連接，將烘干箱1的排風(fēng)送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5表面，利用熱泵室外機(jī)2回收排風(fēng)的余熱。

本發(fā)明的一種高溫型太陽能空氣能熱泵農(nóng)產(chǎn)品烘干箱供熱裝置的運行，可以分為太陽能直接供熱、太陽能空氣能熱泵聯(lián)合供熱、空氣能熱泵單獨供熱等三種烘干箱供熱工況，三種供熱工況的選擇可以根據(jù)儲熱器4溫度和環(huán)境空氣溫度的大小來確定，各供熱工況運行如下。

太陽能直接供熱工況的具體操作為：在有太陽輻射的情況下，當(dāng)太陽能集熱器3的水溫高于環(huán)境空氣溫度時，開啟水泵一7，水泵一7使熱水在太陽能集熱器3、儲熱器4、熱水循環(huán)管二15組成的環(huán)路循環(huán)流動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的太陽能熱水輸送至儲熱器4；當(dāng)儲熱器4的溫度大于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度時，熱泵室外機(jī)2停止運行，水閥門一9開啟，水閥門二10關(guān)閉，水泵二8使熱水在儲熱器4、太陽能空氣能一體化冷凝器6、熱水循環(huán)管一11組成的環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動，將儲熱器4的太陽能熱水輸送至太陽能空氣能一體化冷凝器6，太陽能空氣能一體化冷凝器6將烘干箱1內(nèi)氣流加熱，供烘干農(nóng)產(chǎn)品用。當(dāng)烘干箱內(nèi)空氣相對濕度大于設(shè)定相對濕度時，開啟新風(fēng)閥13，向烘干箱內(nèi)補充新風(fēng)，并將烘干箱內(nèi)高焓值氣體通過排風(fēng)管14排放至烘干箱外。

太陽能空氣能熱泵聯(lián)合供熱工況的具體操作為：在有太陽輻射的情況下，當(dāng)太陽能集熱器3的水溫高于環(huán)境空氣溫度時，開啟水泵一7，水泵一7使熱水在太陽能集熱器3、儲熱器4、熱水循環(huán)管二15組成的環(huán)路循環(huán)流動，將太陽能集熱器3生產(chǎn)的太陽能熱水輸送至儲熱器4；當(dāng)儲熱器4的溫度小于烘干箱1設(shè)定的烘干溫度、但大于環(huán)境空氣溫度時，熱泵室外機(jī)2開啟運行，水閥門一9關(guān)閉，水閥門二10開啟，水泵二8使熱水在儲熱器4、太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5、熱水循環(huán)管一11組成的環(huán)路內(nèi)循環(huán)流動，水泵二8將儲熱器4的太陽能熱水輸送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5；在太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5內(nèi)，空氣依次流經(jīng)熱水盤管一16和制冷劑盤管一17，一方面，處于上風(fēng)側(cè)的熱水盤管一16將太陽能熱水的熱量通過翅片傳遞給制冷劑盤管一17，另一方面，熱水盤管一16加熱表面的空氣，通過加熱的空氣將熱量傳遞給制冷劑盤管一17，制冷劑盤管一17吸收太陽能和空氣能后，通過熱泵室外機(jī)2將熱能品位提升并輸送至太陽能空氣能一體化冷凝器6，太陽能空氣能一體化冷凝器6將烘干箱1內(nèi)氣流加熱，供烘干農(nóng)產(chǎn)品用。當(dāng)烘干箱內(nèi)空氣相對濕度大于設(shè)定相對濕度時，開啟新風(fēng)閥13，向烘干箱內(nèi)補充新風(fēng)，并將烘干箱內(nèi)高焓值氣體通過排風(fēng)管14送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5表面，利用熱泵室外機(jī)2回收排風(fēng)的熱量。

空氣能熱泵單獨供熱工況的具體操作為：當(dāng)太陽能集熱器3的水溫低于環(huán)境空氣溫度時，水泵一7和水泵二8停止運行，水閥門一9和水閥門二10關(guān)閉，熱泵室外機(jī)2開啟運行，熱泵室外機(jī)2將太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5吸收的空氣能品位提升后，輸送至太陽能空氣能一體化冷凝器6，太陽能空氣能一體化冷凝器6將烘干箱1內(nèi)氣流加熱，供烘干農(nóng)產(chǎn)品用。當(dāng)烘干箱內(nèi)空氣相對濕度大于設(shè)定相對濕度時，開啟新風(fēng)閥13，向烘干箱內(nèi)補充新風(fēng)，并將烘干箱內(nèi)高焓值氣體通過排風(fēng)管14送至太陽能空氣能一體化蒸發(fā)器5表面，利用熱泵室外機(jī)2回收排風(fēng)的熱量。