太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng),包括由太陽能集熱器、換熱水箱、第一循環(huán)水泵組成的太陽能供熱系統(tǒng),由沼氣池、沼氣儲氣罐、沼氣內(nèi)燃機(jī)組成的沼氣供應(yīng)系統(tǒng),由壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成的熱泵循環(huán)系統(tǒng),由送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、熱回收換熱器、加熱室、輔助加熱換熱器、干燥室組成的空氣循環(huán)系統(tǒng),由輔助加熱盤管和尾氣凈化裝置組成的余熱回收凈化系統(tǒng)。本實(shí)用新型的系統(tǒng)以太陽能為熱源,利用沼氣燃燒驅(qū)動壓縮機(jī)循環(huán)提供高溫?zé)崃浚瑫r(shí)通過熱回收換熱器將出干燥室后的空氣與進(jìn)入系統(tǒng)的空氣換熱,有利于提高能源的利用率。并利用尾氣凈化裝置吸收尾氣中的有害氣體,最后將尾氣排放,避免了對環(huán)境造成污染。
【專利說明】太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]太陽能是一種巨大的可再生清潔能源,具有取之不盡、廉價(jià)、安全和清潔無污染等特點(diǎn),目前越來越受到人們的重視,太陽能利用技術(shù)得到迅速的發(fā)展。利用太陽能直接進(jìn)行干燥效率低,而且太陽能不穩(wěn)定。熱泵干燥裝置因具有能源效率高的優(yōu)點(diǎn),在低溫干燥領(lǐng)域有著很強(qiáng)的綜合競爭力。
[0003]為了發(fā)展清潔能源,減少供電需求壓力,以沼氣這種綠色能源為動力來源的熱泵干燥系統(tǒng)不僅在減少大氣污染、改善農(nóng)村環(huán)境質(zhì)量方面有著明顯的優(yōu)勢,同時(shí)還可以解決供電需求壓力并有利于減少一次能源的利用。但是,由于沼氣的制取極大的受到溫度的制約,因此如何提高沼氣池內(nèi)的溫度,提高沼氣的產(chǎn)量,保證沼氣的可靠持續(xù)供應(yīng)是目前所面臨的難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷,而提供一種太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng),以太陽能為熱源,利用沼氣燃燒驅(qū)動壓縮機(jī)循環(huán)提供高溫?zé)崃?,利用沼氣?nèi)燃機(jī)罐壁冷卻水加熱沼氣池,提高沼氣產(chǎn)量,利用換熱器回收熱量,提高能源利用率。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng),包括太陽能供熱系統(tǒng)、沼氣供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和余熱回收凈化系統(tǒng),所述太陽能供熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器、換熱水箱、第一循環(huán)水泵;所述沼氣供應(yīng)系統(tǒng)包括沼氣池、沼氣儲氣罐和沼氣內(nèi)燃機(jī);所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)為由壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成的封閉循環(huán)系統(tǒng);所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、熱回收換熱器、加熱室、輔助加熱換熱器、干燥室;所述余熱回收凈化系統(tǒng)包括冷卻水換熱器、加熱器、第二循環(huán)水泵、旁通閥、輔助加熱盤管和尾氣凈化裝置;所述冷凝盤管安裝于所述加熱室內(nèi),所述蒸發(fā)器安裝于所述換熱水箱內(nèi),所述輔助加熱盤管安裝于所述輔助加熱換熱器內(nèi)所述加熱器安裝于所述沼氣池內(nèi);所述太陽能集熱器的出水口與所述換熱水箱進(jìn)水口連接,所述換熱水箱出水口通過所述第一循環(huán)水泵與所述太陽能集熱器的進(jìn)水口連接,所述沼氣池的產(chǎn)氣口與所述沼氣儲氣罐進(jìn)口連接,所述沼氣儲氣罐的出口與所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的供氣端連接,所述沼氣內(nèi)燃機(jī)為所述壓縮機(jī)提供動力;所述壓縮機(jī)的工質(zhì)出口與所述冷凝盤管的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述冷凝盤管的工質(zhì)出口通過節(jié)流閥與所述蒸發(fā)器的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述蒸發(fā)器的工質(zhì)出口與所述壓縮機(jī)的工質(zhì)進(jìn)口連接;所述送風(fēng)機(jī)的空氣入口與進(jìn)風(fēng)管連接,所述送風(fēng)機(jī)的空氣出口與所述熱回收換熱器的冷空氣側(cè)進(jìn)口連接,所述熱回收換熱器的冷空氣側(cè)出口與所述加熱室空氣進(jìn)口連接,所述加熱室空氣出口與所述輔助加熱換熱器的空氣進(jìn)口連接,所述輔助加熱換熱器的空氣出口與所述干燥室的空氣進(jìn)口連接,所述干燥室的空氣出口經(jīng)所述排風(fēng)機(jī)后分兩條支路,一條支路經(jīng)第一風(fēng)閥與所述熱回收換熱器的熱空氣側(cè)進(jìn)口連接,另一條支路經(jīng)第二風(fēng)閥與一空氣排出管管段連接,所述熱回收換熱器的熱空氣側(cè)出口與另一空氣排出管管段連接;所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的尾氣排氣口與所述輔助加熱盤管的進(jìn)口連接,所述輔助加熱盤管的出口與所述尾氣凈化裝置的進(jìn)口連接;所述冷卻水換熱器包覆所述沼氣內(nèi)燃機(jī)缸套,所述冷卻水換熱器出口與所述加熱器進(jìn)口連接,所述加熱器出口經(jīng)過第二循環(huán)水泵與所述冷卻水換熱器進(jìn)口連接,所述旁通閥并聯(lián)接在冷卻水換熱器進(jìn)口與出口之間。
[0007]所述換熱水箱中裝有輔助電加熱器。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]1、本實(shí)用新型的熱泵干燥系統(tǒng)利用沼氣內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動壓縮機(jī),減少了一次能源的利用,有利于節(jié)能減排。同時(shí)利用沼氣內(nèi)燃機(jī)罐壁冷卻水加熱沼氣池,使沼氣池內(nèi)發(fā)酵物質(zhì)盡可能的處于高溫發(fā)酵,從而提高沼氣產(chǎn)量;保證系統(tǒng)的可靠持續(xù)運(yùn)行。
[0010]2、本實(shí)用新型的熱泵干燥系統(tǒng)將由沼氣內(nèi)燃機(jī)燃燒后的高溫尾氣經(jīng)過輔助加熱盤管對經(jīng)過冷凝器加熱后的空氣進(jìn)一步加熱,同時(shí)通過熱回收換熱器將出干燥室后的空氣與進(jìn)入系統(tǒng)的空氣換熱,有利于提高能源的利用率。并利用尾氣凈化裝置吸收尾氣中的有害氣體,最后將尾氣排放,避免了對環(huán)境造成污染。
[0011]3、本實(shí)用新型的熱泵干燥系統(tǒng)以太陽能為熱源,經(jīng)過循環(huán)為干燥物料提供熱量,減少了其他一次能源的利用,有利于節(jié)約能源,同時(shí)在換熱水箱中安裝有電輔助加熱器,能解決系統(tǒng)受太陽能不穩(wěn)定而無法工作的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1所示為本實(shí)用新型太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)的工作原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0014]本實(shí)用新型太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng)的示意圖如圖1所示,包括太陽能供熱系統(tǒng)、沼氣供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和余熱回收凈化系統(tǒng),所述太陽能供熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器4、換熱水箱3、第一循環(huán)水泵6 ;所述沼氣供應(yīng)系統(tǒng)包括沼氣池19、沼氣儲氣罐21和沼氣內(nèi)燃機(jī)22 ;所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)為由壓縮機(jī)1、冷凝盤管9、節(jié)流閥7和蒸發(fā)器2組成的封閉循環(huán)系統(tǒng);所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)11、排風(fēng)機(jī)12、熱回收換熱器
10、加熱室8、輔助加熱換熱器15、干燥室13 ;所述余熱回收凈化系統(tǒng)包括冷卻水換熱器20、加熱器18、第二循環(huán)水泵17和旁通閥23、輔助加熱盤管14、尾氣凈化裝置16。所述冷凝盤管9安裝于所述加熱室8內(nèi),所述蒸發(fā)器2安裝于所述換熱水箱3內(nèi),所述輔助加熱盤管14安裝于所述輔助加熱換熱器15內(nèi),所述加熱器18安裝于所述沼氣池19內(nèi)。所述太陽能集熱器4的出水口與所述換熱水箱3進(jìn)水口連接,所述換熱水箱3出水口通過所述第一循環(huán)水泵6與所述太陽能集熱器4的進(jìn)水口連接;所述沼氣池19的產(chǎn)氣口與所述沼氣儲氣罐21進(jìn)口連接,所述沼氣儲氣罐21的出口與所述沼氣內(nèi)燃機(jī)22的供氣端連接,所述沼氣內(nèi)燃機(jī)22為所述壓縮機(jī)I提供動力;所述壓縮機(jī)I的工質(zhì)出口與所述冷凝盤管9的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述冷凝盤管9的工質(zhì)出口通過節(jié)流閥7與所述蒸發(fā)器2的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述蒸發(fā)器2的工質(zhì)出口與所述壓縮機(jī)I的工質(zhì)進(jìn)口連接;所述送風(fēng)機(jī)11的空氣入口與進(jìn)風(fēng)管連接,所述送風(fēng)機(jī)11的空氣出口與所述熱回收換熱器10的冷空氣側(cè)進(jìn)口連接,所述熱回收換熱器10的冷空氣側(cè)出口與所述加熱室8空氣進(jìn)口連接,所述加熱室8空氣出口與所述輔助加熱換熱器15的空氣進(jìn)口連接,所述輔助加熱換熱器15的空氣出口與所述干燥室13的空氣進(jìn)口連接,所述干燥室13的空氣出口經(jīng)所述排風(fēng)機(jī)12后分兩條支路,一條支路經(jīng)第一風(fēng)閥25與所述熱回收換熱器10的熱空氣側(cè)進(jìn)口連接,另一條支路經(jīng)第二風(fēng)閥24與一空氣排出管管段連接,所述熱回收換熱器10的熱空氣側(cè)出口與另一空氣排出管管段連接;所述沼氣內(nèi)燃機(jī)22的尾氣排氣口與所述輔助加熱盤管14的進(jìn)口連接,所述輔助加熱盤管14的出口與所述尾氣凈化裝置16的進(jìn)口連接。所述冷卻水換熱器20包覆所述沼氣內(nèi)燃機(jī)22缸套,所述冷卻水換熱器20出口與所述加熱器18進(jìn)口連接,所述加熱器18出口經(jīng)過第二循環(huán)水泵17與所述冷卻水換熱器20進(jìn)口連接,所述旁通閥23并聯(lián)接在冷卻水換熱器20的進(jìn)口與出口之間。
[0015]為了補(bǔ)充太陽能的不足,所述換熱水箱3中裝有輔助電加熱器5。
[0016]由壓縮機(jī)I壓縮后的高溫高壓工質(zhì)蒸汽進(jìn)入冷凝盤管9,冷凝放出熱量加熱加熱室8中的空氣后經(jīng)節(jié)流閥7進(jìn)入換熱水箱3吸收來自太陽能集熱器4所吸收的熱量蒸發(fā)進(jìn)入壓縮機(jī)1,由此完成熱泵工質(zhì)循環(huán)。當(dāng)太陽能不足時(shí)接通輔助電加熱器5為循環(huán)提供熱量。
[0017]經(jīng)加熱室8的空氣進(jìn)一步進(jìn)入輔助加熱換熱器15后進(jìn)入干燥室13吸收物料中的水分,當(dāng)環(huán)境溫度低于干燥室13出口空氣溫度時(shí),開啟第一風(fēng)閥25,關(guān)閉第二風(fēng)閥24,使排出空氣經(jīng)熱回收換熱器10與進(jìn)入系統(tǒng)空氣換熱后向外排出;當(dāng)環(huán)境溫度高于干燥室13出口空氣溫度時(shí),關(guān)閉第一風(fēng)閥25,開啟第二風(fēng)閥24,使排出空氣經(jīng)第二風(fēng)閥24直接向外排出。
[0018]本實(shí)用新型的熱泵干燥系統(tǒng)以太陽能為熱源,利用沼氣燃燒驅(qū)動壓縮機(jī)循環(huán)提供高溫?zé)崃?,利用沼氣?nèi)燃機(jī)缸壁冷卻水加熱沼氣池,提高沼氣產(chǎn)量,保證沼氣內(nèi)燃機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行和沼氣內(nèi)燃機(jī)所需燃料的供應(yīng),利用換熱器回收熱量,提高能源利用率。
[0019]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出的是,對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng),其特征在于,包括太陽能供熱系統(tǒng)、沼氣供應(yīng)系統(tǒng)、熱泵循環(huán)系統(tǒng)、空氣循環(huán)系統(tǒng)和余熱回收凈化系統(tǒng),所述太陽能供熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器、換熱水箱、第一循環(huán)水泵;所述沼氣供應(yīng)系統(tǒng)包括沼氣池、沼氣儲氣罐和沼氣內(nèi)燃機(jī);所述熱泵循環(huán)系統(tǒng)為由壓縮機(jī)、冷凝盤管、節(jié)流閥和蒸發(fā)器組成的封閉循環(huán)系統(tǒng);所述空氣循環(huán)系統(tǒng)包括送風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、熱回收換熱器、加熱室、輔助加熱換熱器、干燥室;所述余熱回收凈化系統(tǒng)包括冷卻水換熱器、加熱器、第二循環(huán)水泵、旁通閥、輔助加熱盤管和尾氣凈化裝置;所述冷凝盤管安裝于所述加熱室內(nèi),所述蒸發(fā)器安裝于所述換熱水箱內(nèi),所述輔助加熱盤管安裝于所述輔助加熱換熱器內(nèi)所述加熱器安裝于所述沼氣池內(nèi);所述太陽能集熱器的出水口與所述換熱水箱進(jìn)水口連接,所述換熱水箱出水口通過所述第一循環(huán)水泵與所述太陽能集熱器的進(jìn)水口連接,所述沼氣池的產(chǎn)氣口與所述沼氣儲氣罐進(jìn)口連接,所述沼氣儲氣罐的出口與所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的供氣端連接,所述沼氣內(nèi)燃機(jī)為所述壓縮機(jī)提供動力;所述壓縮機(jī)的工質(zhì)出口與所述冷凝盤管的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述冷凝盤管的工質(zhì)出口通過節(jié)流閥與所述蒸發(fā)器的工質(zhì)進(jìn)口連接,所述蒸發(fā)器的工質(zhì)出口與所述壓縮機(jī)的工質(zhì)進(jìn)口連接;所述送風(fēng)機(jī)的空氣入口與進(jìn)風(fēng)管連接,所述送風(fēng)機(jī)的空氣出口與所述熱回收換熱器的冷空氣側(cè)進(jìn)口連接,所述熱回收換熱器的冷空氣側(cè)出口與所述加熱室空氣進(jìn)口連接,所述加熱室空氣出口與所述輔助加熱換熱器的空氣進(jìn)口連接,所述輔助加熱換熱器的空氣出口與所述干燥室的空氣進(jìn)口連接,所述干燥室的空氣出口經(jīng)所述排風(fēng)機(jī)后分兩條支路,一條支路經(jīng)第一風(fēng)閥與所述熱回收換熱器的熱空氣側(cè)進(jìn)口連接,另一條支路經(jīng)第二風(fēng)閥與一空氣排出管管段連接,所述熱回收換熱器的熱空氣側(cè)出口與另一空氣排出管管段連接;所述沼氣內(nèi)燃機(jī)的尾氣排氣口與所述輔助加熱盤管的進(jìn)口連接,所述輔助加熱盤管的出口與所述尾氣凈化裝置的進(jìn)口連接;所述冷卻水換熱器包覆所述沼氣內(nèi)燃機(jī)缸套,所述冷卻水換熱器出口與所述加熱器進(jìn)口連接,所述加熱器出口經(jīng)過第二循環(huán)水泵與所述冷卻水換熱器進(jìn)口連接,所述旁通閥并聯(lián)接在冷卻水換熱器進(jìn)口與出口之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能沼氣聯(lián)合熱泵干燥系統(tǒng),其特征在于,所述換熱水箱中裝有輔助電加熱器。
【文檔編號】F26B23/00GK204254936SQ201420734547
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】劉圣春, 劉兆偉, 寧靜紅 申請人:天津商業(yè)大學(xué)