CN103983095A - 热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法，干燥单元分别与带储能太阳能热泵和凝结式热回收热泵相连接，控制单元分别与储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元和干燥单元相连接，控制方法包括太阳能热泵干燥运行模式、太阳能热泵干燥和相变储能运行模式以及相变取能热泵干燥运行模式。通过上述方式，本发明热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法，能够实现全天候不间断、稳定、高效运行的太阳能热泵干燥***，实现太阳能利用率最大化，满足大多数物料干燥的工艺要求。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能热泵干燥领域，特别是涉及一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法。
背景技术
在我国，干燥作业所用能源占国民经济总能耗高达12%左右。干燥是一个复杂的传热传质过程，它不仅受到物料特性和干燥介质参数的影响，还与干燥方式有着重要关系。一般农副产品和食品的干燥，要求温度水平较低，大约在40－70℃之间，这正好与太阳能热利用领域中的低温利用相适应，可以大量节省常规能源，经济效益显著。
目前，利用太阳能和热泵进行物料干燥的方式主要有以下几种：①循环风热回收热泵干燥：实用新型专利“循环热回收热泵干燥***”（授权公告号CN 202709687）将干燥低温高湿空气与新风按一定比例配风后进入热泵蒸发器降温除湿，回收了干燥废气部分显热和水蒸气汽化潜热。但循环用干燥废气湿度高，降温除湿效果不明显，新风含湿量过高，空气干燥能力差且整个热泵***能效较低。② 间接式太阳能热泵***：文章“太阳能一热泵联合干燥木材的实验研究” (张壁光.太阳能与热泵联合干燥木材的实验研究.[J])太阳能学报2007, 28(8): 870-873)。采用太阳能与热泵联合干燥***：将太阳能空气干燥***和热泵干燥***联合起来，干燥过程中，干燥室的供热和除湿由太阳能供热和热泵除湿共同承担。二者既可单独运行也可联合使用，这种***扩展了太阳能干燥***单独使用时适用的气象条件，充分利用了热泵干燥和太阳能干燥的优点，形成了优势互补。但是，此类热泵***采用同一压缩机，在低温干燥时，尚能稳定运行，但其控制和优化十分复杂。在中高温干燥时，压缩机吸、排气温差过大，压缩比过大，压缩机稳定性大大下降，同时***COP也大幅下降，热泵***的综合能效可能低于电加热装置。③直膨式太阳能热泵干燥：实用新型“直膨式太阳能热泵与太阳能组合的干燥装置”（授权公告号：CN 202267339 U，申请号：201120346773.7）采用直膨式太阳能热泵与太阳能空气集热相组合的方法对干燥介质（空气）加热，白天可以对物料进行干燥，但是在夜间或阴雨天，该干燥***无法对物料进行干燥。
由于太阳能能量密度小、连续性差等缺点，导致太阳能干燥在工业生产中的使用受到了限制。常规非直膨式太阳能热泵干燥***结构复杂、能源利用率低、连续性差，而大多数物料需要连续多天持续干燥才能达到工艺要求。因此，常规太阳能干燥一般难以满足物料干燥工艺要求。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法，能够实现全天候不间断、稳定、高效运行的太阳能热泵干燥***，实现太阳能利用率最大化，满足大多数物料干燥的工艺要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***，包括：储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元、干燥单元和控制单元，所述干燥单元分别与储能太阳能热泵和凝结式热回收热泵相连接，所述控制单元分别与储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元和干燥单元相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述储能太阳能热泵单元包括至少1个储能太阳能热泵，所述储能太阳能热泵包括储能箱和太阳能集热蒸发器，所述太阳能集热蒸发器的出口上连接有第一电磁阀，所述第一电磁阀的另一端与第一气液分离器的入口相连接，所述第一气液分离器的出口与第一压缩机的吸气口相连接，所述第一压缩机通过第二电磁三通阀与第一管翅式冷凝器相连接，所述冷凝器的入口上连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的另一端与第一热力膨胀阀相连接，所述第一热力膨胀阀的另一端与第一干燥过滤器的出口相连接，所述第一干燥过滤器的入口与第一储液罐的出口相连接，所述第一储液罐的入口通过第一电磁三通阀与第一管翅式冷凝器相连接，所述变相储能箱一端与第三电磁三通阀相连接，另一端与第四电磁三通阀相连接，所述第三电磁三通阀还分别与第一电磁三通阀、第一电磁阀和第一气液分离器相连接，所述第四电磁三通阀还分别与第二电磁三通阀、第二电磁阀和第一热力膨胀阀相连接，所述第一热力膨胀阀的感温包设于第一气液分离器的入口处。
在本发明一个较佳实施例中，所述第一电磁三通阀的第一接口与第一储液罐相连接，第二接口与第一管翅式冷凝器相连接，第三接口与第三电磁三通阀的第一接口相连接，所述第三电磁三通阀的第二接口与储能箱相连接，第三接口分别与第一电磁阀、第一气液分离器相连接，所述第二电磁三通阀的第一接口与第一压缩机相连接，第二接口与第一管翅式冷凝器相连接，第三接口与第四电磁三通阀的第一接口相连接，所述第四电磁三通阀的第二接口与储能箱相连接，第三接口分别与第二电磁阀和第一热力膨胀阀相连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述储能箱包括第一管翅式蒸发冷凝器、储能材料和保温外壳，所述第一管翅式蒸发冷凝器设置于保温外壳内部，所述储能材料填充在保温外壳内部。
在本发明一个较佳实施例中，所述储能材料为固液相变储能材料。
在本发明一个较佳实施例中，所述太阳能集热蒸发器包括多个蒸发换热器和多个吸热翅片，多个蒸发换热器依次设置多个吸热翅片之间，所述多个吸热翅片连接成整体，所述多个散热翅片上部设有透明盖板，侧边设有保温边框，底部设有保温背板。
在本发明一个较佳实施例中，所述凝结式热能回收泵单元包括至少一个凝结式热能回收泵，所述凝结式热能回收泵包括第二管翅式冷凝器和第二管翅式蒸发器，所述第二管翅式冷凝器的一端与第二压缩机的排气口相连接，另一端与第二储液罐的入口相连接，所述第二储液罐的出口与第二干燥过滤器的入口相连接，所述第二干燥过滤器的出口与第二热力膨胀阀相连接，第二热力膨胀阀的另一端与第二管翅式蒸发器的入口相连接，第二管翅式蒸发器的出口与第二气液分离器的入口相连接，所述第二气液分离器的出口与第二压缩机的吸气口相连接，所述第二热力膨胀阀的感温包设于第二气液分离器的入口处。
在本发明一个较佳实施例中，所述干燥单元包括干燥房、空气加热箱和排风箱，所述干燥房的送风口与空气加热箱相连接，排风口与排风箱相连接，所述空气加热箱内设置有第一管翅式冷凝器、第二管翅式冷凝器和第一调速风机，所述第一管翅式冷凝器、第二管翅式冷凝器和第一调速风机从左至右依次排列，所述排风箱内设置有第二管翅式蒸发器和第二调速风机，所述第二管翅式蒸发器设置在托水盘上，所述托水盘上设置有排水管，所述第二调速风机设置在第二管翅式蒸发器一侧。
在本发明一个较佳实施例中所述的控制单元包括控制器、第一温度信号探头、第二温度信号探头和第三温度信号探头，所述控制器分别与第一温度信号探头、第二温度信号探头、第三温度信号探头、第一电磁阀、第二电磁阀、第一电磁三通阀、第二电磁三通阀、第三电磁三通阀、第四电磁三通阀、第一压缩机、第二压缩机、第一调速风机和第二调速风机相连接，所述的第一温度信号探头设置于吸热翅片表面，所述的第二温度信号探头设置于第一管翅式冷凝器和第二管翅式冷凝器之间，所述的第三温度信号探头设置于第一管翅式冷凝器和空气加热箱的送风口之间。
在本发明一个较佳实施例中，所述储能太阳能热泵单元包括多级设置的带储能太阳能热泵，所述凝结式热能回收泵单元包括多级设置的凝结式热能回收泵。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的控制方法，包括以下运行模式：
a．太阳能热泵干燥模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T满足设定条件Td＜T＜Tg，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令关闭第三电磁控制阀和第四电磁控制阀，并开启第一电磁阀、第二电磁阀、第一电磁三通阀和第二电磁三通阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，太阳能集热蒸发器作为低温热源，太阳能热泵进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由第二控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱；b．太阳能热泵干燥和相变储能模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T ＞Tg时，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令开启第一三通电磁阀至第四三通电磁阀以及第一电磁阀和第二电磁阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，太阳能集热蒸发器作为低温能源，太阳能热泵产生的冷凝热一部分进入储能箱用于相变储能，另一部分进入空气加热箱，进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱；c．相变取能热泵干燥模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T＜Td时，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令关闭第一电磁阀、第二电磁阀，开启第一电磁三通阀至第四电磁三通阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，储能箱储存的热能作为低温热源，相变取能热泵产生的冷凝热进入空气加热箱，进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱。
在本发明一个较佳实施例中，所述Td和Tg为根据不同物料干燥工艺要求设定的值。
本发明的有益效果是：本发明热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***及控制方法，能实现全天候不间断、稳定、高效运行的太阳能热泵干燥***，晴天太阳辐照强度较大时，相变储能装置对***产生的多余热量进行储存，作为夜间或太阳辐照不足时热泵干燥的低温热源，实现太阳能利用率最大化，满足大多数物料干燥的工艺要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***一较佳实施例的结构示意图；
图2是所示热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的太阳能集热蒸发器结构的结构示意图；
图3是所示热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的相变储能箱的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：10、储能箱，11、太阳能集热蒸发器，121、第一电磁阀，122、第二电磁阀，131、第一电磁三通阀，132、第二电磁三通阀，133、第三电磁三通阀，134、第四电磁三通阀，14、第一气液分离器，15、第一压缩机，16、第一热力膨胀阀，17、第一干燥过滤器，18、第一储液罐，19、第一管翅式冷凝器，20、第二管翅式冷凝器，21、第二管翅式蒸发器，22、第二气液分离器，23、第二压缩机，24、第二热力膨胀阀，25、第二干燥过滤器，26、第二储液罐，27、干燥房，28、第一调速风机，29、空气加热箱，30、排风箱，31、第二调速风机，32、托水盘，33、排水管，34、控制器，341、第一温度信号探头，342、第二温度信号探头，343、第三温度信号探头，101、第一管翅式蒸发冷凝器，102、储能材料，103、保温外壳，111、蒸发换热器，112、吸热翅片，113、透明盖板，114、保温边框，115、保温背板。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2，一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***，包括：储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元、干燥单元和控制单元，干燥单元分别与带储能太阳能热泵和凝结式热回收热泵相连接，控制单元包括第一控制单元和第二控制单元，第一控制单元与带储能太阳能热泵相连接，第二控制单元分别与带储能太阳能热泵、凝结式热回收热泵和干燥单元相连接，凝结式热回收热泵的第二管翅式冷凝器20作为一级空气加热器，储能太阳能热泵的第一管翅式冷凝器19作为二级空气加热器，由第一调速风机28将加热的空气送入干燥房27。凝结式热回收热泵的第二管翅式蒸发器21和第二调速风机31设置在排风箱30内，在第二调速风机31的作用下，将干燥箱27内的湿空气经蒸发器降温除湿回收显热和潜热后排出。
另外，储能太阳能热泵单元包括至少1个储能太阳能热泵，储能太阳能热泵包括储能箱10和太阳能集热蒸发器11，太阳能集热蒸发器11的出口上连接有第一电磁阀121，第一电磁阀121的另一端与第一气液分离器14的入口相连接，第一气液分离器14的出口与第一压缩机15的吸气口相连接，第一压缩机15与第二电磁三通阀132的第一接口相连接，第二电磁三通阀132的第二接口与第一管翅式冷凝器19相连接，第二电磁三通阀132的第三接口与第四电磁三通阀的134第一接口相连接，太阳能集热蒸发器11的入口上连接有第二电磁阀122，第二电磁阀122的另一端与第一热力膨胀阀16相连接，第一热力膨胀阀16的感温包设于第一气液分离器14的入口处，第一热力膨胀阀16的另一端与第一干燥过滤器17的出口相连接，第一干燥过滤器17的入口与第一储液罐18的出口相连接，第一储液罐18的入口与第一电磁三通阀131的第一接口相连接，第一电磁三通阀131的第二接口与第一管翅式冷凝器19相连接，第三接口与第三电磁三通阀133的第一接口相连接，储能箱10一端与第三电磁三通阀133的第二接口相连接，另一端与第四电磁三通阀134的第二接口相连接，第四电磁三通阀134的第三接口分别与第二电磁阀122和第一热力膨胀阀16的一端连接，第三电磁三通阀133的第三接口分别与第一电磁阀121、第一气液分离器14的入口连接。
另外，储能箱10包括第一管翅式蒸发冷凝器101、储能材料102和保温外壳103，第一管翅式蒸发冷凝器10设置于保温外壳103内部，储能材料102填充在保温外壳103内部，储能材料102为固液相变储能材料。
另外，太阳能集热蒸发器包括多个蒸发换热器111和多个吸热翅片112，多个蒸发换热器111依次设置多个吸热翅片112之间，所述多个吸热翅片112连接成整体，所述多个散热翅片112上部设有透明盖板113，侧边设有保温边框114，底部设有保温背板115。
另外，凝结式热能回收热泵单元包括至少一个凝结式热能回收热泵，凝结式热能回收热泵包括第二管翅式冷凝器20和第二管翅式蒸发器21，第二管翅式冷凝器20的一端与第二压缩机23的排气口相连接，另一端与第二储液罐26的入口相连接，第二储液罐26的出口与第二干燥过滤器25的入口相连接，第二干燥过滤器25的出口与第二热力膨胀阀24相连接，第二热力膨胀阀24的另一端与第二管翅式蒸发器21的入口相连接，第二管翅式蒸发器21的出口与第二气液分离器22的入口相连接，第二气液分离器22的出口与第二压缩机23的吸气口相连接，所述第二热力膨胀阀24的感温包设于第二气液分离器22的入口处。
另外，干燥单元包括干燥房27、空气加热箱29和排风箱30，干燥房的送风口与空气加热箱29相连接，排风口与排风箱30相连接，空气加热箱29内设置有第一管翅式冷凝器19、第二管翅式冷凝器20和第一调速风机28，第一管翅式冷凝器19、第二管翅式冷凝器20和第一调速风机28从左至右依次排列，排风箱30内设置有第二管翅式蒸发器21和第二调速风机31，第二管翅式蒸发器21设置在托水盘32上，托水盘32上设置有排水管3，第二调速风机31设置在第二管翅式蒸发器21一侧。
另外，控制单元包括控制器34，第一温度信号探头341，第二温度信号探头342和第三温度信号探头343，控制器34分别与第一温度信号探头341、第二温度信号探头342、第三温度信号探头343、第一电磁阀121、第二电磁阀122、第一电磁三通阀131、第二电磁三通阀132、第三电磁三通阀133、第四电磁三通阀134、第一压缩机15、第二压缩机23、第一调速风机28和第二调速风机31相连接，第一温度信号探头341设置于吸热翅片112表面，第二温度信号探头342设置于第一管翅式冷凝器19和第二管翅式冷凝器20之间，第三温度探头343设置于第一管翅式冷凝器19和空气加热箱29的送风口之间。
在另一个实施例中，储能太阳能热泵单元可以根据当地气候情况设置成多级设置的带储能太阳能热泵，以满足不同干燥温度的需求。凝结式热能回收泵单元包括多级设置的凝结式热能回收泵，实现对干燥排风余热的多级回收和干燥介质（新风）的多级加热，也可以将太阳能冷凝器和凝结式热泵冷凝器设计在一起。太阳能集热蒸发器中的蒸发换热管可以不采用串联的形式，采用并联或串并联的形式。储能不采用相变材料，而采用显热储能材料等。
一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的控制方法，包括以下运行模式：
a．太阳能热泵干燥运行模式：当太阳能集热蒸发器板芯温度Td<T<Tg时，Td 、Tg分别是在控制器中根据不同物料干燥工艺要求设定的值，第一温度信号探头341通过信号线把温度信号传输给控制器34，控制器34对温度信号进行逻辑分析后通过导线发出控制指令：关闭第三电磁三通阀133、第四电磁三通阀134，开启第一电磁三通阀131、第二电磁三通阀132和第一电磁阀121、第二电磁阀122，此时，太阳能作为低温热源，热泵循环产生的冷凝热全部用于干燥。工质在太阳能集热蒸发器11中吸收太阳能热量后变成气态，气态工质经过第一电磁阀121和第一气液分离器14进入第一压缩机15变成高温高压的过热气态工质，高温高压的过热气态工质经第二电磁三通阀132第一接口到第二接口，从而进入第一管翅式冷凝器19冷凝成液态工质，放出冷凝热，冷凝后的液态工质经第一电磁三通阀131的第二接口到第一接口、在依次通过第一储液罐18、第一干燥过滤器17进入第一热力膨胀阀16，节流成低温低压的气液两相工质，低温低压的气液两相工质经第二电磁阀122进入太阳能集热蒸发器11吸收太阳能热量变成气态工质，完成一个热泵工质循环，工质如此往复循环工作。
凝结式热回收热泵运行模式：工质在第二管翅式蒸发器21中吸收干燥废气余热后变成气态，气态工质经过第二气液分离器22进入第二压缩机23变成高温高压的过热气态工质，高温高压的过热气态工质进入第二管翅式冷凝器20冷凝成液态工质，放出冷凝热，冷凝后的液态工质经第二储液罐26、第二干燥过滤器25进入第二热力膨胀阀24，节流成低温低压的气液两相工质，低温低压的气液两相工质进入第二管翅式蒸发器21吸收干燥废气余热变成气态工质，完成一个热泵工质循环，工质如此往复循环工作。
与此同时，控制单元设置在空气加热箱29内部的第二温度信号探头342通过信号线把经过第二管翅式冷凝器20一级增温的干燥介质（新风）的温度信号传输给控制器34，控制器34对温度信号进行逻辑分析后通过导线控制第二压缩机23的运行工况，保证干燥介质（新风）经第二管翅式冷凝器20增温后能达到预设合理温度；设置在空气加热箱29内部的第三温度信号探头343通过信号线把经过第一管翅式冷凝器二级增温的干燥介质（新风）的温度信号传输给控制器34，控制器34对该温度信号进行逻辑分析后通过导线控制第一压缩机15的运行工况以及第一调速风机28和第二风机31的转速，保证干燥介质（新风）经两级增温后能达到预设温度和预设风量。
b．太阳能热泵干燥和相变储能运行模式：当太阳能集热蒸发器板芯温度T>Tg时, 第一温度信号探头341通过信号线把温度信号传输给控制器34，控制器34对温度信号进行逻辑分析后通过导线发出控制指令：开启第一电磁三通阀131、第二电磁三通阀132、第二电磁三通阀133、第二电磁三通阀134和第一电磁阀121、第二电磁阀122，此时，太阳能作为低温热源，热泵产生的冷凝热一部分用于干燥，另一部分用于相变储能。具体工作过程：工质在太阳能集热蒸发器11中吸收太阳能热量后变成气态，气态工质经过第一电磁阀121和第一气液分离器14进入第一压缩机15变成高温高压的过热气态工质，高温高压的过热气态工质进入第二电磁三通阀132的第一接口，然后高温高压的过热气态工质分别从第二电磁三通阀132的第二接口和第三接口端分两路流出，从第二电磁三通阀132的第二接口出来的高温高压的过热气态工质进入第一管翅式冷凝器19冷凝成液态工质，放出冷凝热，冷凝后的液态工质从第一电磁三通阀131第二接口进入第一电磁三通阀，从第二电磁三通阀132的第三接口出来的高温高压的过热气态工质经第四电磁三通阀134进入相变储能箱10冷凝成液态工质，放出冷凝热，冷凝后的液态工质经第三电磁三通阀133从第三电磁三通阀131的第三接口进入第一电磁三通阀131，然后液态工质从第一电磁三通阀131的第一接口端流出，经第一储液罐18、第一干燥过滤器17进入第一热力膨胀阀16，节流成低温低压的气液两相工质，低温低压的气液两相工质经第二电磁阀122进入太阳能集热蒸发器11吸收太阳能热量变成气态工质，完成一个热泵工质循环，工质如此往复循环工作。
c．相变取能热泵干燥运行模式：当太阳能集热蒸发器板芯温度T<Td时，第一温度信号探头341通过信号线把温度信号传输给控制器34，控制器34对温度信号进行逻辑分析后通过导线发出控制指令：关闭第一电磁阀121、第二电磁阀122，开启第一电磁三通阀131、第二电磁三通阀132、第三电磁三通阀133和第四电磁三通阀134，此时，相变储能箱10储存的热量作为低温热源，热泵产生的冷凝热全部用于干燥。具体工作过程：工质在相变储能箱10中吸收相变储能材料储存的热量后变成气态工质，气态工质经过电磁三通阀133的第二接口到第三接口、再由第一气液分离器14进入第二压缩机15变成高温高压的过热气态工质，高温高压的过热气态工质经第二电磁三通阀132的第一接口到第二接口，然后进入第一管翅式冷凝器19冷凝成液态工质，放出冷凝热，冷凝后的液态工质经电磁三通阀131的第二接口道第一接口、在通过第一储液罐18和第一干燥过滤器17进入第一热力膨胀阀16，节流成低温低压的气液两相工质，低温低压的气液两相工质经电磁三通阀134进入相变储能箱10，吸收固液相变储能材料102的热量后变成气态工质，完成一个热泵工质循环，工质如此往复循环工作。
运行模式b和c下用于压缩机运行工况和风机转速调节的控制方法均与运行模式中相同，不再详述。
区别于现有技术，本发明解决了现有太阳能干燥***能源利用率低的问题，在太阳辐照强度较大时，***对物料干燥的同时进行相变储能，提高太阳能利用率。实现了***全天候不间断、稳定且高效的对物料进行干燥，在太阳辐照不足和夜间，相变储能箱储存的热能作为热泵的低温热源，保证干燥***连续运行。将太阳能集热器兼做热泵的蒸发器，使得制冷剂的蒸发过程与太阳能的集热过程在一个设备中同时进行，大大降低了太阳能集热器的工作温度，并提高了热泵的蒸发温度，因而具有较高的集热器效率和热泵性能系数。通过凝结式热泵***实现干燥废气的降温除湿和干燥介质（新风）的一级升温，回收干燥介质余热，且一级凝结式热泵压缩机的吸、排气温差较小，提高了一级凝结式热泵的***效率，进而极大提高了整个干燥装置的综合能效。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***，其特征在于，包括：储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元、干燥单元和控制单元，所述干燥单元分别与储能太阳能热泵和凝结式热回收热泵相连接，所述控制单元分别与储能太阳能热泵单元、凝结式热回收热泵单元和干燥单元相连接。
2.根据权利要求1所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述储能太阳能热泵单元包括至少1个储能太阳能热泵，所述储能太阳能热泵包括储能箱和太阳能集热蒸发器，所述太阳能集热蒸发器的出口上连接有第一电磁阀，所述第一电磁阀的另一端与第一气液分离器的入口相连接，所述第一气液分离器的出口与第一压缩机的吸气口相连接，所述第一压缩机通过第二电磁三通阀与第一管翅式冷凝器相连接，所述冷凝器的入口上连接有第二电磁阀，所述第二电磁阀的另一端与第一热力膨胀阀相连接，所述第一热力膨胀阀的另一端与第一干燥过滤器的出口相连接，所述第一干燥过滤器的入口与第一储液罐的出口相连接，所述第一储液罐的入口通过第一电磁三通阀与第一管翅式冷凝器相连接，所述变相储能箱一端与第三电磁三通阀相连接，另一端与第四电磁三通阀相连接，所述第三电磁三通阀还分别与第一电磁三通阀、第一电磁阀和第一气液分离器相连接，所述第四电磁三通阀还分别与第二电磁三通阀、第二电磁阀和第一热力膨胀阀相连接，所述第一热力膨胀阀的感温包设于第一气液分离器的入口处。
3.根据权利要求2所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述第一电磁三通阀的第一接口与第一储液罐相连接，第二接口与第一管翅式冷凝器相连接，第三接口与第三电磁三通阀的第一接口相连接，所述第三电磁三通阀的第二接口与储能箱相连接，第三接口分别与第一电磁阀、第一气液分离器相连接，所述第二电磁三通阀的第一接口与第一压缩机相连接，第二接口与第一管翅式冷凝器相连接，第三接口与第四电磁三通阀的第一接口相连接，所述第四电磁三通阀的第二接口与储能箱相连接，第三接口分别与第二电磁阀和第一热力膨胀阀相连接。
4.根据权利要求2所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述储能箱包括第一管翅式蒸发冷凝器、储能材料和保温外壳，所述第一管翅式蒸发冷凝器设置于保温外壳内部，所述储能材料填充在保温外壳内部。
5.根据权利要求4所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述储能材料为固液相变储能材料。
6.根据权利要求2所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述太阳能集热蒸发器包括多个蒸发换热器和多个吸热翅片，多个蒸发换热器依次设置多个吸热翅片之间，所述多个吸热翅片连接成整体，所述多个散热翅片上部设有透明盖板，侧边设有保温边框，底部设有保温背板。
7.根据权利要求1所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述凝结式热能回收泵单元包括至少一个凝结式热能回收泵，所述凝结式热能回收泵包括第二管翅式冷凝器和第二管翅式蒸发器，所述第二管翅式冷凝器的一端与第二压缩机的排气口相连接，另一端与第二储液罐的入口相连接，所述第二储液罐的出口与第二干燥过滤器的入口相连接，所述第二干燥过滤器的出口与第二热力膨胀阀相连接，第二热力膨胀阀的另一端与第二管翅式蒸发器的入口相连接，第二管翅式蒸发器的出口与第二气液分离器的入口相连接，所述第二气液分离器的出口与第二压缩机的吸气口相连接，所述第二热力膨胀阀的感温包设于第二气液分离器的入口处。
8.根据权利要求1所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述干燥单元包括干燥房、空气加热箱和排风箱，所述干燥房的送风口与空气加热箱相连接，排风口与排风箱相连接，所述空气加热箱内设置有第一管翅式冷凝器、第二管翅式冷凝器和第一调速风机，所述第一管翅式冷凝器、第二管翅式冷凝器和第一调速风机从左至右依次排列，所述排风箱内设置有第二管翅式蒸发器和第二调速风机，所述第二管翅式蒸发器设置在托水盘上，所述托水盘上设置有排水管，所述第二调速风机设置在第二管翅式蒸发器一侧。
9.根据权利要求1所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述的控制单元包括控制器、第一温度信号探头、第二温度信号探头和第三温度信号探头，所述控制器分别与第一温度信号探头、第二温度信号探头、第三温度信号探头、第一电磁阀、第二电磁阀、第一电磁三通阀、第二电磁三通阀、第三电磁三通阀、第四电磁三通阀、第一压缩机、第二压缩机、第一调速风机和第二调速风机相连接，所述的第一温度信号探头设置于吸热翅片表面，所述的第二温度信号探头设置于第一管翅式冷凝器和第二管翅式冷凝器之间，所述的第三温度信号探头设置于第一管翅式冷凝器和空气加热箱的送风口之间。
10.根据权利要求1所述的热回收和储能太阳能热泵组合干燥***，其特征在于，所述储能太阳能热泵单元包括多级设置的带储能太阳能热泵，所述凝结式热能回收泵单元包括多级设置的凝结式热能回收泵。
11.一种如权利要求1所述的热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的控制方法，其特征在于，包括以下运行模式：
a．太阳能热泵干燥模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T满足设定条件Td＜T＜Tg，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令关闭第三电磁控制阀和第四电磁控制阀，并开启第一电磁阀、第二电磁阀、第一电磁三通阀和第二电磁三通阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，太阳能集热蒸发器作为低温热源，太阳能热泵进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由第二控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱；
b．太阳能热泵干燥和相变储能模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T ＞Tg时，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令开启第一三通电磁阀至第四三通电磁阀以及第一电磁阀和第二电磁阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，太阳能集热蒸发器作为低温能源，太阳能热泵产生的冷凝热一部分进入储能箱用于相变储能，另一部分进入空气加热箱，进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱；
c．相变取能热泵干燥模式：当太阳能集热蒸发器的设定温度T＜Td时，第一温度信号探头将温度传送给控制器，控制器对温度信号进行逻辑分析后发出控制指令关闭第一电磁阀、第二电磁阀，开启第一电磁三通阀至第四电磁三通阀，凝结式热回收热泵进行一级空气加热，储能箱储存的热能作为低温热源，相变取能热泵产生的冷凝热进入空气加热箱，进行二级空气加热，空气加热箱内部的第二温度信号探头和第三温度信号探头检测温度，并由控制器控制调节温度和风量，将加热的空气送入空气加热箱。
12.根据权利要求11所述的热回收热泵和储能太阳能热泵联合干燥***的控制方法，其特征在于，所述Td和Tg为根据不同物料干燥工艺要求设定的值。
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