一种地源热泵干燥系统的制作方法

[0001]
本实用新型涉及干燥系统技术领域，具体涉及一种地源热泵干燥系统。


背景技术：

[0002]
地源热泵也称为地热热泵，它是以地源能（土壤、地下水、地表水、低温地热水和尾水）作为热泵制冷的冷却源或采暖供热的低温热源的系统，热泵通过消耗少量高品位能源，把热量从低温端转移到高温端，从而达到采暖、制冷或供应生活用水的目的。用来替代传统的用制冷机和锅炉进行采暖和供热的模式，能有效改善城市大气环境，节约高品位能源。其中，水源热泵须从地下打出深度为60~800 m的深井（井深依各地地层结构而异），开采出温度大约为13~30 ℃的井水（江苏地区一般在18℃左右），供热使用时，热泵机组中，冷凝器进出水管口与储能器相接，而蒸发器的进出水管口与井水水源系统相接。运行时，储能器循环水吸收了冷凝器的排热而升温，其温度可达45~70 ℃，而在水源水系统中水温为13~30 ℃的地下井水由于在蒸发器中失去热量，使水温降低约5 ℃左右再回灌到地下，水在渗流过程中吸收地热能，温度又升至13~30 ℃，从而可循环使用。为防止地面沉降，在抽水井抽水的同时，还须将用过的井水通过回灌井回灌到另外1~2 口与抽水井同含水层的回灌井的地层中去。
[0003]
传统低温烘干的主要热源是空气或工业尾气，循环传热介质与被用来做干燥介质的空气不能完全隔离，很难保证被烘干物不受污染。采用开式结构，热空气不能循环利用，浪费热源。因此，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决现有技术中存在的问题。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种地源热泵干燥系统，能有效解决传统低温烘干工艺的传热介质和干燥介质不能完全隔离、被烘干物易被污染以及热空气不能循环利用的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：
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一种地源热泵干燥系统，包括热泵换热系统和干燥系统，所述热泵换热系统包括供热储水箱，所述干燥系统包括供热循环泵和干燥系统壳体，所述干燥系统壳体内设置有热风换热器和传感器，所述供热储水箱的内腔通过管道和供热循环泵与所述热风换热器的换热管连通，供热循环泵带动供热储水箱内传热介质进入热风换热器，并在放热后返回供热储水箱；
[0007]
所述干燥系统壳体内还设置有风机和干燥室，所述热风换热器位于干燥室靠近热泵换热系统的一侧，所述风机设置在热风换热器的进风侧。
[0008]
进一步地方案为，所述热泵换热系统还包括热泵压缩机、回灌管、进水管、深井泵、冷端换热器、节流阀，热端换热器和热端循环水泵，所述进水管连接深井泵的进水端，所述深井泵的出水端连接冷端换热器的进水口，所述冷端换热器的出水口连接回灌管，冷端换热器的出气口连接热泵压缩机的进气口，所述热泵压缩机的出口连接热端换热器的进口，
所述热端换热器的出口通过节流阀连接冷端换热器进口，热端换热器的出水口通过热端循环水泵连接供热储水箱的热端进水口，所述供热储水箱的热端回水口连接热端换热器的回水口。
[0009]
进一步地方案为，所述干燥系统还包括除湿器，所述除湿器位于远离热泵换热系统一侧的干燥室内，所述干燥系统壳体外还设置有与除湿器相连的排水管。
[0010]
进一步地方案为，所述地源热泵干燥系统还包括控制系统，所述控制系统与热泵换热系统和干燥系统电连接。
[0011]
进一步地方案为，所述干燥室内设置有间隔布置的干燥物支架。
[0012]
进一步地方案为，地源热泵干燥系统中的外露管道、供热储水箱以及干燥系统壳体外均设置有保温层。
[0013]
上述技术方案中提供的地源热泵干燥系统，在工作时，通过深井泵将地下水引入冷端换热器，释放能量后通过回灌管回灌地下，之后热泵压缩机运转，冷端换热器作为蒸发器，吸收地热源后，经热泵压缩机压缩后送至热端换热器，热端换热器作用为冷凝器，其出水口通过热端循环水泵将热源载入供热储水箱；经过供热循环泵、风机和热风换热器的共同作用，将供热储水箱的热转换为热空气，热空气在干燥系统壳体内循环，使内部空气温度恒定，传热质介与热空气完全分隔开，有效解决被干燥物的污染问题，同时保持适当风速，在回气口处设置除湿器，可将含有干燥物水分的湿空气干燥为干空气，不断循环直到烘干完成；另外根据传感器的数据，动态调整控制系统的运行参数，达到节能效果。本实用新型的地源热泵干燥系统使用地源热泵技术节约高品质能源，非承压式储能技术使储水箱及水循环系统不承受高压，节约制造和维护成本，提高设备可靠性；另外被干燥物集中在干燥室内，不存在被污染现象，还能够为用户提供热水，进一步节约能源。
附图说明
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图1为本实用新型所述地源热泵干燥系统的结构示意图；
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图2为本实用新型所述地源热泵干燥系统的控制系统原理框图。
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图中：1.热泵压缩机；2.控制系统；3.回灌管；4.进水管；5.深井泵；6.冷端换热器；7.节流阀；8.热端换热器；9.热端循环水泵；10.供热储水箱；11.供热循环泵；12.风机；13.热风换热器；14.干燥物支架；15.热空气；16.除温器；17.传感器；18.湿空气；19.干空气；20.排水管；21.混合空气；22.干燥系统壳体；23.脚板；24.热水阀；25.热水管；26.进水阀；27.自来水管；100.热泵换热系统；200.干燥系统；300.控制器；301.键盘模块；302.显示模块；303.通信模块。
具体实施方式
[0017]
为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。
[0018]
本实用新型采取的技术方案如图1所示，一种地源热泵干燥系统，包括热泵换热系统100、干燥系统200和控制系统2，热泵换热系统100包括供热储水箱10、热泵压缩机1、回灌管3、进水管4、深井泵5、冷端换热器6、节流阀7，热端换热器8和热端循环水泵9，进水管4连
接深井泵5的进水端，深井泵5的出水端连接冷端换热器6的进水口，冷端换热器6的出水口连接回灌管3，冷端换热器6的出气口连接热泵压缩机1的进气口，热泵压缩机1的出口连接热端换热器8的进口，热端换热器8的出口通过节流阀7连接冷端换热器6进口，热端换热器8的出水口通过热端循环水泵9连接供热储水箱10的热端进水口，供热储水箱10的热端回水口连接热端换热器8的回水口，供热储水箱10的热出水口通过热水阀24连接热水管25，热储水箱10的热回水口通过进水阀26连接自来水管27；上述热泵压缩机、深井泵、热端循环水泵和供热循环泵均选用变频控制泵。
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参考图1，干燥系统200包括供热循环泵11和干燥系统壳体22，干燥系统壳体22内设置有热风换热器13、传感器17、风机12、干燥室和除湿器16，干燥室设置在干燥系统壳体22内，风机12设置在干燥室靠近供热循环泵11的一侧，热风换热器13位于干燥室和风机12之间，使风机12与干燥室隔开，除湿器16位于干燥室内、且设置在远离热泵换热系统100的一侧，干燥系统壳体22下部通过脚板23形成底部空气环流通道，除湿器16设置在底部空气环流通道的入口处，干燥系统壳体22外还设置有与除湿器16出水口相连的排水管20，干燥室内设置有间隔布置的干燥物支架14；
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热泵换热系统100与干燥系统200通过供热储水箱10、供热循环泵11和热风换热器13相连，具体地，供热储水箱10的热出水口通过供热循环泵11连接热风换热器13的进口，热风换热器13的出口连接供热储水箱10的热回水口。控制系统2与热泵换热系统100、干燥系统200的传感器17电连接，具体地，控制系统2的控制器300分别连接热泵压缩机1、深井泵5、热端循环水泵9、供热循环泵11、风机12、除温器16、传感器17、键盘模块301、显示模块302、通信模块303；控制器300采用stc单片机，除温器16采用带有外部控制接口的通用除湿器，通过控制系统的调控，调整各个结构的工作参数，实现节能高效的目的。
[0021]
具体实施时，将地源热泵干燥系统中外露的管道（进水管、回灌管以及各种连接管）、供热储水箱10以及干燥系统壳体22外均设置保温层，以提高热利用率，进一步节约能源。
[0022]
本实用新型的地源热泵干燥系统，通过智能化控制实现储能缓冲，用做干燥作业时，深井泵5将地下水引入冷端换热器6，释放能量后通过回灌管3回灌地下，之后热泵压缩机1运转，冷端换热器6（作为蒸发器）吸收地热源后，经热泵压缩机1压缩后送热端换热器8，热端换热器8（作为冷凝器）出水口通过热端循环水泵9将热源载入供热储水箱10；通过供热循环泵11、风机12和热风换热器13的共同作用，将供热储水箱10的热转换为热空气15，热空气15在干燥系统壳体22内循环，使内部空气温度恒定，并保持适当风速，在底部空气环流通道处设置除湿器16，可将含有干燥物水分的湿空气18干燥为干空气19，混合气体21在底部空气环流通道内不断循环直到烘干作业完成，另外根据传感器17的数据，动态调整控制系统2运行参数，达到节能效果。
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本实用新型的地源热泵干燥系统一种动态调整策略为：开机前或运行中均可通过键盘设定供热储水箱10水温，开机后热泵压缩机1、深井泵5、热端循环水泵9高速运行，供热储水箱10水温高于烘干温度时热泵压缩机1、深井泵5、热端循环水泵9自适应运行；接近设定温度时，供热循环泵11、除温器16高速运行，风机12以干燥过程最大速度运行；接近或达到烘干温度时，风机12以设定干燥风速运行，供热循环泵11自适应运行，除温器16根据传感器17自适应运行，直到烘干完成。还可通过通信模块303进行远程控制。
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将本实用新型的地源热泵干燥系统应用于丹参根等植物的低温烘干系统中，能有效节约高品质能源，使循环传热介质与被用来做干燥介质的空气完全隔离，保证被烘干物不受污染，引入除湿器，让热空气一直在干燥系统内部循环利用，减少能源损耗。
[0025]
将本实用新型的地源热泵干燥系统为用户提供热水时，自来水管27通过自动水位控制器连接进水阀26，干燥系统200工作时，可以为用户提供高于烘干空气1至5度的热水，干燥系统200不工作时，用户可以自行设定热水温度，也可通过变频泵实现恒压供热水。
[0026]
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。