本發(fā)明涉及干燥系統(tǒng)，尤其是涉及一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)，還涉及了一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)的控制方法。

背景技術(shù)：

1、果蔬產(chǎn)業(yè)是農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)中不可缺少的組成部分。但是由于果蔬產(chǎn)品的季節(jié)性和易腐性，后期加工或流通不當(dāng)往往會(huì)導(dǎo)致變質(zhì)，造成果蔬價(jià)值損失。因此，有必要采取方法來(lái)提高果蔬產(chǎn)品的質(zhì)量，使其具有更長(zhǎng)貯藏時(shí)間。在食品工業(yè)中，干燥是一種廣泛使用的食品保鮮手段，其能夠去除果蔬中的水分和防止微生物生產(chǎn)繁殖，從而延長(zhǎng)果蔬保質(zhì)期。目前，干燥技術(shù)主要有熱風(fēng)干燥、真空干燥、微波干燥。熱風(fēng)干燥時(shí)間短，處理量大，但是在運(yùn)行時(shí)熱效率低、能耗高。微波干燥能夠縮短加工時(shí)間，提高效率，但是容易使物料中心出現(xiàn)焦化現(xiàn)象，需要精確控制。真空干燥通用性好、但其初始投資較高。干燥技術(shù)在單獨(dú)使用時(shí)，都會(huì)有各自獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn),普遍適用性較差。

2、2020年，國(guó)際干燥協(xié)會(huì)指出，干燥技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是朝著有效利用能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少環(huán)境污染、操作安全、易于控制的方向發(fā)展。隨著國(guó)家對(duì)能源再利用、節(jié)能減排的倡導(dǎo)，采用多熱源互補(bǔ)干燥的方式得到了發(fā)展。

3、熱泵干燥技術(shù)可以節(jié)約大量能耗，可以實(shí)現(xiàn)溫濕度的精確控制，保證果蔬干燥的品質(zhì)。太陽(yáng)能干燥技術(shù)清潔無(wú)污染，且應(yīng)用范圍廣。將太陽(yáng)能干燥與熱泵相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。但是在冬季或者嚴(yán)寒地區(qū)熱泵會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，降低熱泵的性能。對(duì)于太陽(yáng)能-熱泵干燥系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，僅僅依靠太陽(yáng)能無(wú)法完成除霜需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中在冬季或者嚴(yán)寒地區(qū)熱泵會(huì)出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，降低熱泵的性能；對(duì)于太陽(yáng)能-熱泵干燥系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，僅僅依靠太陽(yáng)能無(wú)法完成除霜需求的問(wèn)題，提供一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)、空氣源熱泵干燥系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐干燥系統(tǒng)、空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)；

3、所述太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能循環(huán)水泵、蓄熱水箱、干燥循環(huán)水泵、干燥箱，所述太陽(yáng)能集熱器和太陽(yáng)能循環(huán)水泵連接，所述太陽(yáng)能循環(huán)水泵和蓄熱水箱連接，所述太陽(yáng)能集熱器和蓄熱水箱連接，所述蓄熱水箱和干燥循環(huán)水泵連接，所述干燥循環(huán)水泵和干燥箱連接，所述干燥箱和蓄熱水箱連接，所述干燥箱上依次串聯(lián)水汽捕集器和真空泵，所述真空泵用于對(duì)干燥箱進(jìn)行真空處理，所述太陽(yáng)能集熱器用于對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱，所述蓄熱水箱用于儲(chǔ)存循環(huán)水；

4、所述生物質(zhì)鍋爐干燥系統(tǒng)包括生物質(zhì)鍋爐、生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵，所述生物質(zhì)鍋爐和蓄熱水箱連接，所述生物質(zhì)鍋爐和生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵連接，所述生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵和蓄熱水箱連接，所述生物質(zhì)鍋爐用于對(duì)循環(huán)水進(jìn)行加熱；

5、所述空氣源熱泵干燥系統(tǒng)包括電加熱器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、膨脹閥和冷凝器，所述蒸發(fā)器的出氣端和壓縮機(jī)的進(jìn)氣端連接，所述蒸發(fā)器的進(jìn)氣端和膨脹閥的出氣端連接，所述膨脹閥的進(jìn)氣端和冷凝器的出氣端連接，所述冷凝器的進(jìn)氣端和壓縮機(jī)的出氣端連接，所述干燥箱一端連接電加熱器，所述電加熱器和通風(fēng)扇連接，所述通風(fēng)扇和冷凝器連接，所述干燥箱另一端連接排風(fēng)扇，所述排風(fēng)扇和蒸發(fā)器連接；

6、所述空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)包括換熱循環(huán)水泵、換熱器，所述換熱循環(huán)水泵和水泵連接，所述換熱循環(huán)水泵和蓄熱水箱連接，所述換熱器和蓄熱水箱連接；

7、所述控制系統(tǒng)用于采集太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)、空氣源熱泵干燥系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐干燥系統(tǒng)的工藝參數(shù)和空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)以及用于調(diào)控太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)、空氣源熱泵干燥系統(tǒng)、空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)和生物質(zhì)鍋爐干燥系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備，本發(fā)明以太陽(yáng)能、空氣源熱泵和生物質(zhì)鍋爐作為熱源，電加熱作為輔助熱源，采用并聯(lián)連接方式，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、太陽(yáng)能-生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式及蓄熱水箱-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式四種運(yùn)行模式；根據(jù)不同的氣候條件，采用不同的運(yùn)行方式，在降低能耗的基礎(chǔ)上保持了干燥系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

8、進(jìn)一步包括太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)包括閥門一、閥門二，所述閥門一布置在太陽(yáng)能集熱器和蓄熱水箱之間，所述閥門二布置在太陽(yáng)能循環(huán)水泵和蓄熱水箱之間。

9、進(jìn)一步包括生物質(zhì)鍋爐干燥系統(tǒng)包括閥門三、閥門四，所述閥門三布置在生物質(zhì)鍋爐和蓄熱水箱之間，所述閥門四布置在生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵和蓄熱水箱之間。

10、進(jìn)一步包括空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)包括閥門五、閥門六，所述閥門五布置在熱循環(huán)水泵和蓄熱水箱之間，所述閥門六布置在換熱器和蓄熱水箱之間。

11、進(jìn)一步包括空氣源熱泵冬季除霜系統(tǒng)包括三通閥一、三通閥二，所述三通閥一分別連接循環(huán)水箱、閥門三以及干燥循環(huán)水泵，所述三通閥二分別連接循環(huán)水箱、干燥箱以及閥門六。

12、進(jìn)一步包括控制系統(tǒng)包括工藝參數(shù)采集系統(tǒng)和運(yùn)行設(shè)備調(diào)控系統(tǒng)；

13、所述工藝參數(shù)采集系統(tǒng)包括第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一溫濕度傳感器、第二溫濕度傳感器和第三溫濕度傳感器；所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器和第三溫度傳感器分別置于太陽(yáng)能集熱器、生物質(zhì)鍋爐、蓄熱水箱出口處；所述第一溫濕度傳感器、第二溫濕度傳感器和第三溫濕度傳感器分別置于通風(fēng)扇和干燥箱之間、通風(fēng)扇和干燥箱之間以及干燥箱外；

14、所述運(yùn)行設(shè)備調(diào)控系統(tǒng)包括控制器，所述控制器實(shí)時(shí)讀取各運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)，對(duì)運(yùn)行設(shè)備按設(shè)定進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，選擇采用太陽(yáng)能-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、太陽(yáng)能-生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式及蓄熱水箱-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式。

15、進(jìn)一步包括一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)的控制方法，采用太陽(yáng)能-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式：若白天太陽(yáng)能輻照量充足，且太陽(yáng)能集熱器出口水溫與蓄熱水箱底部水溫的溫差大于8℃，開(kāi)啟閥門一和閥門二，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)水泵，水在太陽(yáng)能集熱器-蓄熱水箱中循壞加熱；當(dāng)蓄熱水箱上部水溫達(dá)到真空干燥要求，啟動(dòng)真空泵，對(duì)干燥箱進(jìn)行真空處理，開(kāi)啟三通閥一、三通閥二，啟動(dòng)干燥循環(huán)水泵，熱水進(jìn)入干燥箱對(duì)物料加熱，經(jīng)過(guò)水汽捕集器將水分排出，完成真空干燥；同時(shí)，干燥箱排出的熱濕空氣經(jīng)排風(fēng)扇放熱降溫后在蒸發(fā)器中進(jìn)一步降溫除濕，然后經(jīng)冷凝器加熱達(dá)到干燥工藝要求的溫濕度，通過(guò)通風(fēng)扇送入干燥箱進(jìn)行對(duì)水果蔬菜的熱風(fēng)干燥。

16、生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式：若在陰天或夜晚太陽(yáng)能干燥系統(tǒng)停止運(yùn)行，則采用生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式；開(kāi)啟閥門三和閥門四，

17、啟動(dòng)生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵，生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的熱水流向蓄熱水箱；當(dāng)蓄熱水箱上部水溫達(dá)到真空干燥要求，啟動(dòng)真空泵，對(duì)干燥箱進(jìn)行真空處理，開(kāi)啟三通閥一、三通閥二，啟動(dòng)干燥循環(huán)水泵，熱水進(jìn)入干燥箱對(duì)物料加熱，經(jīng)過(guò)水汽捕集器將水分排出，完成真空干燥；同時(shí)，干燥箱排出的熱濕空氣經(jīng)排風(fēng)扇放熱降溫后在蒸發(fā)器中進(jìn)一步降溫除濕，然后經(jīng)冷凝器加熱達(dá)到干燥工藝要求的溫濕度，通過(guò)通風(fēng)扇送入干燥箱進(jìn)行對(duì)水果蔬菜的熱風(fēng)干燥；

18、太陽(yáng)能-生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式：若白天太陽(yáng)能輻射不足，則采用太陽(yáng)能-生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式；開(kāi)啟閥門一、閥門二、閥門三及閥門四，啟動(dòng)太陽(yáng)能循環(huán)水泵和生物質(zhì)鍋爐循環(huán)水泵，太陽(yáng)能集熱器和生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的熱水都流向蓄熱水箱；當(dāng)蓄熱水箱上部水溫達(dá)到真空干燥要求，啟動(dòng)真空泵，對(duì)干燥箱進(jìn)行真空處理，開(kāi)啟三通閥一、三通閥二，啟動(dòng)干燥循環(huán)水泵，熱水進(jìn)入干燥箱對(duì)物料加熱，經(jīng)過(guò)水汽捕集器將水分排出，完成真空干燥；同時(shí)，干燥箱排出的熱濕空氣經(jīng)排風(fēng)扇放熱降溫后在蒸發(fā)器中進(jìn)一步降溫除濕，然后經(jīng)冷凝器加熱達(dá)到干燥工藝要求的溫濕度，通過(guò)通風(fēng)扇送入干燥箱進(jìn)行對(duì)水果蔬菜的熱風(fēng)干燥；

19、蓄熱水箱-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式：若蓄熱水箱上層水溫能夠達(dá)到干燥溫度要求，則采用蓄熱水箱-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式；所述蓄熱水箱中熱水直接用于干燥，啟動(dòng)真空泵，對(duì)干燥箱進(jìn)行真空處理，開(kāi)啟三通閥一、三通閥二，啟動(dòng)干燥循環(huán)水泵，熱水進(jìn)入干燥箱對(duì)物料加熱，經(jīng)過(guò)水汽捕集器將水分排出，完成真空干燥；同時(shí)，干燥箱排出的熱濕空氣經(jīng)排風(fēng)扇放熱降溫后在蒸發(fā)器中進(jìn)一步降溫除濕，然后經(jīng)冷凝器加熱達(dá)到干燥工藝要求的溫濕度，通過(guò)通風(fēng)扇送入干燥箱進(jìn)行對(duì)水果蔬菜的熱風(fēng)干燥。

20、除霜模式：若在冬季或寒冷地區(qū)，所述蒸發(fā)器周圍的溫度低于5℃，則開(kāi)啟除霜模式；開(kāi)啟閥門五、閥門二、三通閥一及三通閥二，啟動(dòng)換熱循環(huán)水泵，蓄熱水箱的熱水在換熱循環(huán)水泵的作用下，通過(guò)換熱器加熱蒸發(fā)器周圍的空氣，從而防止熱泵結(jié)霜，保持系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

21、進(jìn)一步包括當(dāng)冷凝器出口處的空氣未能達(dá)到規(guī)定溫度，開(kāi)啟電加熱器，直至溫度達(dá)到規(guī)定要求才停止輔助加熱。

22、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種多能互補(bǔ)聯(lián)合干燥系統(tǒng)；

23、(1)本發(fā)明以太陽(yáng)能、空氣源熱泵和生物質(zhì)鍋爐作為熱源，電加熱作為輔助熱源，采用并聯(lián)連接方式，可以實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式、太陽(yáng)能-生物質(zhì)鍋爐-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式及蓄熱水箱-熱泵干燥聯(lián)合運(yùn)行模式四種運(yùn)行模式；根據(jù)不同的氣候條件，采用不同的運(yùn)行方式，在降低能耗的基礎(chǔ)上保持了干燥系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行；

24、(2)本發(fā)明使用熱風(fēng)干燥和真空干燥兩種干燥技術(shù)，充分發(fā)揮了兩種干燥技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，并彌補(bǔ)了兩種干燥技術(shù)單獨(dú)使用時(shí)的不足；新的組合干燥方式使果蔬的處理量增大且干燥時(shí)間也進(jìn)一步減少；

25、(3)本發(fā)明適用于嚴(yán)寒地區(qū)及冬季室外溫度較低的情況；蓄熱水箱能夠存儲(chǔ)太陽(yáng)能和生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的熱水，當(dāng)溫度較低時(shí)通過(guò)換熱器用于對(duì)空氣源熱泵的除霜工作，使系統(tǒng)保持高效運(yùn)行。