一種工作在兩種模式下的熱泵和太陽能聯(lián)合供熱的烘干房的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種應(yīng)用太陽能與熱泵聯(lián)合供熱的烘干房，尤其是熱泵可以在除濕干燥模式和加熱烘干模式間轉(zhuǎn)換，并于太陽能聯(lián)合供熱的烘干房。
【背景技術(shù)】
[0002]許多水果不易保存與長途運輸，制成干果卻受到廣大消費者喜愛。很多蔬菜制干后有著特殊口感與香味，得到很多人的青睞。傳統(tǒng)的果蔬干制加工采用晾曬的方法，不但晾曬時間長，容易失去一部分營養(yǎng)，色澤變差，而且在晾曬過程中易受到污染，影響成品的衛(wèi)生。利用烘干房加工果蔬是一種先進衛(wèi)生的加工方法，加工的產(chǎn)品色澤好，營養(yǎng)保持多，衛(wèi)生。新疆是瓜果之鄉(xiāng)，在政府大力發(fā)展特色林果業(yè)政策的推動下，新疆的各種特色水果產(chǎn)量成倍增長。有些水果，像葡萄、杏、無花果等不易保存和長途運輸，制約了發(fā)展及果農(nóng)的收入進一步的提高。近年政府又大力推廣熱風(fēng)烘干房建設(shè)，就地轉(zhuǎn)化深度加工，提高了果農(nóng)的收入，推動了特色水果的發(fā)展。但是，現(xiàn)在建設(shè)的熱風(fēng)烘干房都是以燃煤作為熱源，存在很大弊端，污染環(huán)境，排放大量的溫室氣體，增加加工成本，沖減了果農(nóng)的收入。
[0003]新疆太陽能資源豐富，尤其是盛產(chǎn)水果的南疆地區(qū)，是太陽能資源一類地區(qū)，因此利用太陽能作為熱源，烘干加工鮮果，是一項利國利民的先進技術(shù)。但是太陽能很不穩(wěn)定，夜間和陰雨多云天氣無法向烘干房提供熱能，因此需要第二能源作為補充，在太陽能無法提供熱能的時段，向烘干房提供熱能。
[0004]王新民專利“太陽能烘干房”，專利申報號:ZL2011204029481，公開了一種太陽能烘干房，該烘干房用透明材料做房頂，陽光直接照射到烘干房內(nèi)，加熱烘干房內(nèi)的空氣，烘干房內(nèi)的物料，這種烘干房存在熱風(fēng)流動差，底層物料無法接受到陽光直射，溫度低干燥慢，整體效率低，尤其陽光直接照射物料，存在很多弊端，有許多物料在干燥過程中陽光直接照射會影響干燥物的色澤，降低成品的品質(zhì)和等級。
[0005]柴杰美發(fā)明的專利“太陽能烘干房”，專利號:ZL2013208127923，屋頂設(shè)置了空氣集熱器，從屋頂?shù)目諝饧療崞鞒鰜淼臒犸L(fēng)經(jīng)熱風(fēng)管進入烘干房內(nèi)地面上的散熱器，加熱烘干房，提高烘干房的溫度，烘干物料。在墻體內(nèi)有盤管換熱器進一步加熱從空氣集熱器出來的熱風(fēng)。該烘干房效率低，耗能高。因為空氣輸送中如果彎道多，必然會加大風(fēng)阻，輸送效率低，風(fēng)機功耗成倍增加。更重要的是該烘干房內(nèi)沒有設(shè)熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，烘干速度慢。在烘干過程中，溫度、濕度、空氣流速三個因素都很重要。
[0006]山東農(nóng)業(yè)大學(xué)的專利“一種熱泵烘干房”(申報號CN201320583321) H和徐枝泉的專利“一種熱泵烘干房”(申報號CN201220634490)設(shè)計了一種利用熱泵做熱源的烘干房，在這兩個專利設(shè)計中，將熱泵作為空氣源熱泵，從空氣中吸收熱量，向烘干房供熱。但是這兩個專利對熱泵利用不充分，在烘干房濕度較大時，熱泵處在除濕干燥模式有著顯著的節(jié)能效果。同時在兩個專利沒考慮應(yīng)用太陽能對烘干房供熱。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種太陽能和熱泵聯(lián)合向烘干房供熱的高效節(jié)能的烘干房，它在太陽充分照射時段應(yīng)用太陽能為烘干房供熱，在太陽無法為烘干房供熱的時段，由熱泵向烘干房供熱，同時熱泵工作可以在兩種模式間自動切換，在烘干房內(nèi)空氣濕度3 80%時，熱泵工作處在除濕干燥模式，當(dāng)烘干房內(nèi)濕度< 60%時，熱泵處在加熱干燥模式。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型“一種工作在兩種模式下的熱泵和太陽能聯(lián)合供熱的烘干房”包括:屋面空氣集熱器(I)、西墻空氣集熱器(2)、東墻空氣集熱器(3)、和南墻空氣集熱器(4)、室內(nèi)蒸發(fā)器(11)、室外蒸發(fā)器(13)、冷凝器(12)、壓縮機(10)，烘干房框架(19)用矩形鋼管制作而成，陽光板蓋板(16)固定安裝在烘干房框架(19)上，在陽光板蓋板(16)的后面設(shè)有吸熱芯板(18)，吸熱芯板框架(20)固定在烘干房框架(19)上，吸熱芯板
(18)接受陽光輻照的一面噴涂有吸熱涂料，在吸熱芯板(18)的表面還設(shè)有一層擾流網(wǎng)；在烘干房的北墻面有排濕孔(15)，南墻空氣集熱器(4)的上端與屋頂空氣集熱器(I)的下端連通，屋頂空氣集熱器(I)的上端與安裝在烘干房內(nèi)上部的熱風(fēng)上風(fēng)道(9)連通，在熱風(fēng)上風(fēng)道(9 )上安裝加熱風(fēng)機(6 )，在烘干房內(nèi)部兩側(cè)，安裝室內(nèi)循環(huán)風(fēng)機(7 )，在烘干房內(nèi)的上部，左右各安裝有I臺熱泵，熱泵由室內(nèi)蒸發(fā)器(11)、熱泵壓縮機(10)和冷凝器(12)組成，東墻空氣集熱器(3)和西墻空氣集熱器(2)的上部與熱風(fēng)上風(fēng)道(9)對應(yīng)處分別開有出氣孔。
[0009]利用矩形鋼管制作烘干房框架，在屋頂以及東墻、西墻、南墻框架直接用透明陽光板覆蓋，構(gòu)成了由屋頂空氣集熱器、西墻空氣集熱器、東墻空氣集熱器和南墻空氣集熱器組成的全透明的墻面。南墻空氣集熱器的上端與屋頂空氣集熱器的下端連通，屋頂空氣集熱器的上端與安裝在烘干房內(nèi)上部的熱風(fēng)上風(fēng)道連通。東墻空氣集熱器和西墻空氣集熱器的上部與熱風(fēng)上風(fēng)道對應(yīng)處分別開有出氣孔。太陽從日出直到日落，處在不同方位，輻射的陽光都可以被烘干房集熱器吸熱芯板吸收。在陽光板后面距離7cm處安裝有空氣集熱器吸熱芯板，空氣集熱器吸熱芯板用薄鋼板制作，在接受陽光輻射的吸熱面噴涂有黑色的吸熱涂料。在陽光板和吸熱芯板吸熱面之間形成溫室，空氣集熱器受到陽光輻射，溫室內(nèi)空氣和吸熱芯板被加熱，當(dāng)溫室內(nèi)空氣溫度達到設(shè)定的上限值時，控制器開啟加熱風(fēng)機，加熱風(fēng)機將熱空氣吸取并排放至烘干房內(nèi)。為使熱空氣均勻流動，在加熱風(fēng)機前方安裝有兩塊分流板，從風(fēng)機出來的熱空氣，在分流板的作用下，流向烘干房的前、中、后方。烘干房內(nèi)的空氣通過位于東、西、南墻下端的集熱器進風(fēng)道補充，形成在空氣集熱器內(nèi)流動的氣流，在氣流流經(jīng)空氣集熱器的溫室時被輻射的陽光和吸熱芯板加熱，再由加熱風(fēng)機輸送到烘干房內(nèi)，烘干房內(nèi)的空氣溫度不斷升高。
[0010]空氣集熱器的吸熱芯板用長方形框固定在陽光板后面的烘干房框架上，一面噴涂有吸熱涂料，這面朝著陽光，背面朝著烘干房，作為烘干房的內(nèi)壁，可以直接向烘干房內(nèi)散熱，加熱流經(jīng)其表面的的空氣。在吸熱芯板吸熱面上有一層擾流網(wǎng)，對流經(jīng)吸熱芯板表面的氣流起到擾動作用，提高加熱效率。
[0011]為彌補太陽能的不穩(wěn)定性，本發(fā)明采用熱泵作為第二熱源，在無陽光照射的時段，控制器將切換到熱泵工作狀態(tài)。
[0012]熱泵是一種節(jié)能新技術(shù)，它的COP在3~5之間，就是輸入I度電能，它可以輸出3~5倍的熱能。熱泵由壓縮機、室內(nèi)蒸發(fā)器、室外蒸發(fā)器和冷凝器組成。在本發(fā)明中，熱泵有兩種工作模式，除濕干燥模式和加熱烘干模式，這兩種模式由控制器根據(jù)烘干房內(nèi)濕度切換，當(dāng)烘干房內(nèi)濕度3 80%時，控制器切換到室內(nèi)蒸發(fā)器工作，進入熱泵的循環(huán)熱濕空氣先通過室內(nèi)蒸發(fā)器，熱濕空氣通過蒸發(fā)器時，空氣中的水蒸氣被蒸發(fā)器冷凝成為水，流入集水盤，并被排出烘干房，在水蒸氣冷凝過程中，釋放潛熱被蒸發(fā)器吸收。通過蒸發(fā)器的空氣成為干空氣，再進入熱泵的冷凝器被加熱，從冷凝器出來的干熱空氣對被烘干物進行加熱并帶走水分，變?yōu)闈駸峥諝膺M入蒸發(fā)器。如此循環(huán)，被烘干物內(nèi)的水分逐漸減少。當(dāng)烘干房內(nèi)相對濕度< 60%時，控制器將切換到室外蒸發(fā)器工作，此時熱泵轉(zhuǎn)換為加熱模式，室外蒸發(fā)器吸收室外空氣中的熱能，室外蒸發(fā)器內(nèi)的工質(zhì)吸熱由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，被壓縮機吸收并壓縮進入冷凝器，工質(zhì)通過冷凝器向烘干房內(nèi)放熱，工質(zhì)轉(zhuǎn)化為液態(tài)。室外應(yīng)用一個散熱面積為室內(nèi)兩個蒸發(fā)器散熱面積之和的蒸發(fā)器，利用三通連接兩個室內(nèi)熱泵。
[0013]本烘干房內(nèi)在東西兩側(cè)分別設(shè)有6臺軸流風(fēng)機，作為烘干房室內(nèi)循環(huán)風(fēng)機，6臺風(fēng)機分上下兩排，分別位于底部和中部，在循環(huán)風(fēng)機的作用下，空氣不斷流過被烘干物的表面，將從被烘干物蒸發(fā)出的水分帶走，并對被烘干物體加熱。同時在循環(huán)風(fēng)機的作用下，室內(nèi)空氣充分混合，使得烘干房內(nèi)各點的溫度一致，減少溫度差，提高被烘