多能源節能干燥系統的制作方法

本發明屬于干燥設備技術領域，具體涉及一種多能源節能干燥系統。

背景技術：

干燥設備在工業的使用上非常廣泛，很多領域上都需要用到干燥設備的使用，例如工業，農業，化工，礦山，冶金等等行業。用于進行干燥操作的設備，通過加熱使物料中的濕分汽化逸出，以獲得規定含濕量的固體物料。干燥過程需要消耗大量熱能，為了節省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發，再在干燥器內干燥，以得到干的固體。在干燥過程中需要同時完成熱量和質量的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高于物料溫度。熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表面擴散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。

然而，現有的干燥設備，采用的能量源單一，能效比較低。如現有的干燥設備一般采用單一的能源如煤，天然氣等不可再生能源進行干燥，存在環境污染大，能量利用率低，廢熱回收困難等問題；較先進的現有干燥設備采用了微波和太陽能等能源進行干燥，但是，在干燥過程中，采用單一的熱輻射升溫慢，對較厚的物料加熱不充分；單一的采用微波能又難以控制干燥過程的溫度變化，且能量利用率低；單一的采用太陽能，受天氣情況影響較大干燥周期較長；因此，人們急需一種充分利用多種能量來源，能量利用率高，加熱周期短的干燥設備。

技術實現要素：

本發明的目的在于解決以上現有技術中的問題，提供一種充分利用多種能量，能量利用率高，加熱周期短的多能源節能干燥系統。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多能源節能干燥系統，

包括儲罐、太陽能加熱器、第一鼓風機、第二鼓風機、干燥裝置和熱交換機；

所述太陽能加熱器的出口端、儲罐的第一進口端、儲罐的第二出口端、干燥裝置的第一進口端依次連接；所述太陽能熱水器的進口端與儲罐的第一出口端相連；

所述干燥裝置的第一出口端通過熱交換機與儲罐的第二進口端連接或者所述干燥裝置的第一出口端與儲罐的第二進口端連接；

所述第一鼓風機的出口端與干燥裝置的第二進口端相連接；

所述干燥裝置的第二出口端通過第二鼓風機與熱交換機相連接。

進一步的改進是，所述第一鼓風機通過換熱器與干燥裝置的第二進口端相連接；所述換熱器的進口端和出口端分別與儲罐的第三出口端和第三進口端相連接。

進一步的改進是，所述干燥裝置包括微波加熱器、熱輻射管和第二機械輸送裝置；

所述第二機械輸送裝置包括一個以上的第一機械輸送裝置；所述第一機械輸送裝置由驅動輪、從動輪、傳送帶和托輥組成；所述驅動輪和從動輪分別套在傳送帶的兩端，傳送帶內側的上端和下端設有用于防止傳送帶下垂的托輥；

至少一個第一機械輸送裝置上設有所述微波加熱器；

所述熱輻射管設于第二機械輸送裝置的傳送帶的內側；

所述熱輻射管與干燥裝置的第一進口端和第一出口端相連接。

進一步的改進是，所述熱交換機為逆卡諾循環熱交換機。

進一步的改進是，所述第二機械輸送裝置包括二個以上的第一機械輸送裝置；第一輸送機械裝置的驅動輪上設有齒輪和與其相匹配的鏈條；相鄰的第一機械輸送裝置的驅動輪通過齒輪和與其相匹配的鏈條相連接。

進一步的改進是，所述干燥裝置還包括干燥室，所述干燥裝置的第二進口端和第二出口端設在干燥室上，所述干燥室的第二進口端為兩個且分別設置在干燥室一側的上部和下部，所述干燥室的第二出口端為兩個且分別設置在干燥室另一側的上部和下部，所述第一鼓風機的出口端分別通過第一閥門和第四閥門與干燥室的兩個第二進口端相連接；所述第二鼓風機的進口端分別通過第五閥門和第三閥門與干燥室的兩個第二出口端相連接。

進一步的改進是，所述的逆卡諾循環熱交換機為空調。

進一步的改進是，所述第一鼓風機和第二鼓風機為羅茨鼓風機。

進一步的改進是，還包括PLC控制系統。

進一步的改進是，所述熱輻射管為蛇形金屬管。

本發明相對于現有技術的有益效果是：本發明的多能源節能干燥系統，采用電能，微波能和太陽能三種能量相結合作為干燥過程的能源，能源清潔，利于環保；本發明的多能源節能干燥系統采用三種方式同時對物料進行加熱，對物料采用微波能進行一級加熱，使物料從內而外迅速升溫；將用電能或太陽能加熱的液體流質通過熱輻射的方式對物料進行二級加熱，使得物料的內部的溫度更快的到達物料的表面，將水分從里而外蒸發；將用電能或太陽能加熱的空氣對物料進行三級加熱，進一步對物料進行加熱使蒸發而出的水分保持氣態，并通過空氣的快速流動將水分帶出系統；從而顯著減低干燥周期，提高干燥效率；本發明的多能源節能干燥系統將使用后的濕熱空氣作用于逆卡諾循環熱交換機的逆卡諾循環，逆卡諾循環熱交換機通過吸收外界空氣的熱量和系統使用后的濕熱空氣的熱量，對使用后的液體流質進行再次加熱，使其再次達到規定溫度，循環進行干燥操作的使用，從而達到節省能量，提高能量利用率的目的。

附圖說明

圖1本發明實施例1的結構原理圖。

圖2本發明實施例2的結構原理圖。

圖3本發明的干燥室內部結構圖。

圖4本發明的第二機械輸送裝置背面結構圖。

圖5本發明的第二機械輸送機械裝置的傳送帶的內側結構圖。

其中，附圖中相應的標記為1-儲罐，2-太陽能加熱器，3-溫度控制器，4-第一鼓風機，5-管殼式換熱器，6-第一閥門，7-干燥裝置，8-第二鼓風機，9-逆卡諾循環熱交換機，10-第二閥門，11-第三閥門，12-第四閥門，13-第五閥門，14-第六閥門，15-微波加熱器，16-驅動輪，17-托輥，18-熱輻射管，19-干燥室，20-傳送帶，21-第七閥門，22-第一電動泵，23-第二電動泵，24-鏈條，25-齒輪，26-第二機械輸送裝置，27-固定輪，28-第二機械輸送裝置驅動輪，29-從動輪，30-第八閥門，31-第三電動泵。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明的一種多能源節能干燥系統的技術方案進行詳細的說明，以使本領域的技術人員在閱讀了本發明書的基礎上能夠充分完整的實現本發明的技術方案，并解決本發明所要解決的現有技術中存在的問題。應當說明的是，以下僅是本發明的優選實施方式，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些應當都屬于本發明的保護范圍。

本發明所述的逆卡諾循環熱交換機指的是采用逆卡諾循環原理進行熱交換的儀器或設備。逆卡諾循環熱交換機包括壓縮機、冷凝器、節流裝置、表面冷凝式蒸發器和制冷劑，具體地，逆卡諾循環熱交換機可以為空調等設備。

實施例1

如圖1所示的，一種多能源節能干燥系統，包括儲罐、太陽能加熱器、第一鼓風機、第二鼓風機、干燥裝置和熱交換機；所述太陽能加熱器的出口端、儲罐的第一進口端、儲罐的第二出口端、干燥裝置的第一進口端依次連接；所述太陽能熱水器的進口端與儲罐的第一出口端相連；所述干燥裝置的第一出口端通過熱交換機與儲罐的第二進口端連接或者所述干燥裝置的第一出口端與儲罐的第二進口端連接；所述第一鼓風機的出口端與干燥裝置的第二進口端相連接；所述干燥裝置的第二出口端通過第二鼓風機與熱交換機相連接。

如圖1所示的，一種多能源節能干燥系統，包括儲罐1、太陽能加熱器2、第一鼓風機4、第二鼓風機8、干燥裝置7和逆卡諾循環熱交換機9；儲罐1中儲有熱媒；優選地，所述熱媒為水，第一鼓風機4將氣體鼓入干燥裝置7，優選地，所述氣體為空氣；水和空氣的成本低，簡便易得，利于減低成本；太陽能加熱器2優選的加熱方式為，儲罐1中的水從儲罐1下端進入到太陽能加熱器2，從太陽能加熱器2出來的水，從儲罐1的上端進入；利于儲罐1中各處水的溫度分布均勻；儲罐1與干燥裝置7之間的管路上設置有溫度控制器3，用以根據儲罐1中溫度的高低，進行控制儲罐1中的水進入干燥裝置7，該管路上還設有第六閥門14方便控制水的流速；

水從所述干燥裝置7的第一出口端出來后，有兩種方式重復利用；

一是、水從所述干燥裝置7的第一出口端出來后，直接返回到儲罐1中，利于通過太陽能加熱器對儲罐1中的水快速加熱，從而縮短升溫時間，提高效率；

二是、水從所述干燥裝置7的第一出口端排出進入到逆卡諾循環熱交換機9進行熱交換加熱后，回到儲罐1，利于保持儲罐1中水的溫度的相對穩定，便于節能；

可根據實際情況選擇以上兩種方式進行生產的調節。所述第一鼓風機4與干燥裝置7的第二進口端相連接；

優選地，所述第一鼓風機4和第二鼓風機8為羅茨鼓風機。

所述干燥裝置7還包括干燥室19，所述干燥裝置7的第二進口端和第二出口端設在干燥室19上。

空氣從第一鼓風機4通過如圖3所示的第一閥門6或者第四閥門12通過干燥室19上的第二進口端進入干燥裝置7，從干燥室19上的第二出口端，通過第三閥門11或者第五閥門13離開干燥裝置7；可根據實際情況，來選擇打開相應的閥門，進行相應的操作；當干燥室19中的空氣濕度較低，可選擇打開第一閥門6和第三閥門11，增加空氣在干燥室19的停留時間，利于干燥室19內溫度的上升，當干燥室19中的空氣濕度較高時，可選擇打開第四閥門12和第五閥門13，減少空氣的停留時間，利于干燥室19中濕空氣的快速排出，從而縮短干燥周期；根據實際的生產情況，本領域的技術人員還可以想到其它的相關的操作變形；

所述干燥裝置7的第二出口端通過第二鼓風機8與逆卡諾循環熱交換機9相連接。

進一步的改進是，所述熱交換機為逆卡諾循環熱交換機。

優選地，所述的逆卡諾循環熱交換機為空調。

空氣從干燥室19的第二出口端經過第二鼓風機8提供動力，輸送至逆卡諾循環熱交換機9的表面冷凝式蒸發器上，表面冷凝式蒸發器中的冷媒，吸收外界空氣中和從干燥室19出來的濕熱空氣中的熱量，因為充分利用了外界空氣和濕熱空氣中的廢熱，從而降低了壓縮機的做功，達到節能降耗的目的；逆卡諾循環熱交換機9中的冷媒通過壓縮機進入冷凝器，其冷凝器采用管殼式結構，水走殼程，冷媒走管程，冷媒將熱量傳遞給水，從而充分利用了能量，提高能量的利用率。

進一步的改進是，所述干燥裝置包括微波加熱器、熱輻射管和第二機械輸送裝置；

所述第二機械輸送裝置包括一個以上的第一機械輸送裝置；所述第一機械輸送裝置由驅動輪、從動輪、傳送帶和托輥組成；所述驅動輪和從動輪分別套在傳送帶的兩端，傳送帶內側的上端和下端設有用于防止傳送帶下垂的托輥；

至少一個第一機械輸送裝置上設有所述微波加熱器；

所述熱輻射管設于第二機械輸送裝置的傳送帶的內側；

所述熱輻射管與干燥裝置的第一進口端和第一出口端相連接。

如圖3所示，微波加熱器15設置在兩端開口的長方體上，第一機械輸送裝置從該長方體的開口的兩端穿出；所述第一機械輸送裝置由驅動輪16、從動輪29、傳送帶20和托輥17組成；所述驅動輪16和從動輪29分別套在傳送帶20的兩端，傳送帶20內側的上端和下端設有用于防止傳送帶20下垂的托輥17；

所述第二機械輸送裝置26包括一個以上的第一機械輸送裝置；

如圖3所示，所述第二機械輸送裝置26是多個第一機械輸送裝置通過上下合理布置而成，每一個第一機械輸送裝置，通過固定裝置進行固定。第一機械輸送裝置的數量根據實際生產能力調整；

所述第二機械輸送裝置26為一個以上相互連接的第一機械輸送裝置。

進一步的改進是，所述第二機械輸送裝置包括二個以上的第一機械輸送裝置；第一輸送機械裝置的驅動輪上設有齒輪和與其相匹配的鏈條；相鄰的第一機械輸送裝置的驅動輪通過齒輪和與其相匹配的鏈條相連接。

所述第二機械輸送裝置26的第一輸送機械裝置的驅動輪16上設有齒輪25和與其相匹配的鏈條24。

所述第二機械輸送裝置26中的相鄰的第一機械輸送裝置的驅動輪16通過齒輪25和與其相匹配的鏈條24相連接。

如圖4所示，第二機械輸送裝置26的每個第一輸送機械裝置的驅動輪16上設有齒輪25、固定輪27和與兩者相匹配的鏈條24，通過驅動輪16的轉動帶動整個第二機械輸送裝置26的運行；固定輪27用于調整鏈條24的張緊程度；

縱向的組合有助于節省場地空間，利于節省成本；本發明的第二機械輸送裝置26也可設置為橫向的多個第一機械輸送裝置的連接，來達到同樣的效果；

本發明的第二機械輸送裝置26中的每一個輸送機械裝置也可以不相互連接，進行單獨控制來達到同樣的效果。

所述熱輻射管18設于第二機械輸送裝置26的傳送帶20的內側；

進一步的改進是，所述熱輻射管為蛇形金屬管。

如圖5所示，優先地，熱輻射管18設在傳送帶20內側相鄰托輥17之間，在原料通過傳送帶20進行轉移的過程中，持續接受熱輻射；所述熱輻射管18為蛇形金屬管。以保持傳送帶20上各處的溫度均勻，同時增加散熱面積，增強干燥效果；

所述傳送帶20根據實際的生產需求，優選地，可選用帶孔的竹子編制成的傳送帶20，利于將輻射熱充分的傳遞給物料；

如圖3所示，所述熱輻射管18與干燥裝置7的第一進口端和第一出口端相連接。

優選地，水從干燥裝置7的干燥室19的上端的第一出口端進入熱輻射管18，熱輻射管18的出水端從干燥室19的第一出口端流出進入到逆卡諾循環熱交換機9，進行熱交換。

進一步的改進是，所述的多能源節能干燥系統還包括PLC控制系統。

本發明采用PLC控制系統，對本發明的各個控制環節，根據實際生產，設定控制條件，達到自動化生產的目的。

本發明中的任何具有流動性且能夠傳導熱量的熱媒如水，硅油，空氣等都可以實現本發明的技術方案，本發明中的太陽能熱水器，逆卡諾循環熱交換機，微波加熱器均為現有技術。本發明的關鍵的改進點在于，對現有技術的組合和連接關系以及對于干燥裝置部分的多種能源的合理使用以提高熱效率，提升干燥效果，縮短干燥周期的改進。

使用時，如圖5所示，太陽能熱水器2用來加熱儲罐1中的水，當儲罐1中的水達到80℃左右時，溫度控制器3發出信號通過PLC控制系統打開第六閥門14，第二閥門10、第七閥門21，同時啟動第一電動泵22和第二電動泵23，將水注入干燥裝置7內部的熱輻射管18的進水端；熱水從干燥室19的上端進到熱輻射管18的進水端，熱空氣會先充滿干燥室19的上部，利用干燥室19保持溫度穩定；熱水經過放熱后通過熱輻射管18的出水端進入到逆卡諾循環熱交換機9，經過熱交換加熱后通過第二電動泵23回到儲罐1，若溫度控制器3溫度顯示溫度低于規定溫度，則通過PLC控制系統打開太陽能加熱器2對儲罐1里的水進行加熱，直到達到規定溫度重復上一個過程；在天氣狀況良好的時候，直接利用太陽能進行加熱；在天氣狀況較差的時候，將太陽能加熱器2切換到電源進行加熱；另外，可利用工業用電的高低峰時間的用電差價，在晚上用電低峰時，對儲罐1里的水進行加熱，從而達到降低成本的目的；

進一步的改進是，所述干燥裝置還包括干燥室，所述干燥裝置的第二進口端和第二出口端設在干燥室上，所述干燥室的第二進口端為兩個且分別設置在干燥室一側的上部和下部，所述干燥室的第二出口端為兩個且分別設置在干燥室另一側的上部和下部，所述第一鼓風機的出口端分別通過第一閥門和第四閥門與干燥室的兩個第二進口端相連接；所述第二鼓風機的進口端分別通過第五閥門和第三閥門與干燥室的兩個第二出口端相連接。

在熱水進入干燥室19的同時，如圖3所示的干燥室19所示的干燥裝置7開始運行；將原料置于第一機械輸送裝置的傳送帶20上，第一機械輸送裝置的傳送帶20開始運行，同時微波加熱器15開始加熱；根據所干燥原料的不同通過PLC控制系統設定傳送帶20的移動速度，從而控制原料進行微波加熱的時間；經過微波加熱后，原料內部的溫度迅速升溫，原料通過第一機械輸送裝置的傳送帶20傳至第二機械輸送裝置26進行熱輻射加熱；同時，PLC控制系統根據設定的條件控制第一閥門6和第三閥門11同時打開或第四閥門12和第五閥門13同時打開；同時打開第一閥門6和第三閥門11利于增加氣體在干燥室19的停留時間，利于充分利用熱能；同時打開第四閥門12和第五閥門13利于快速將干燥室19內的濕空氣迅速的排出系統，縮短干燥周期；因此，剛開始加熱時，先同時打開第一閥門6和第三閥門11增加氣體的停留時間；加熱一段時間后通過PLC系統關閉第一閥門6和第三閥門11同時打開第四閥門12和第五閥門13排出干燥室19的濕熱空氣；

第二機械輸送裝置26為多層結構；每一層采用與第一機械輸送裝置同樣的組成部件且傳送帶20的內側設有熱輻射管18，所述第二機械輸送裝置26如圖3所示的縱向設置時，可以節省空間；也可根據場地的空間大小，設為橫向的依次排列；原料經過第二機械輸送裝置26后，根據原料的干燥情況，繼續通過第二機械輸送裝置26的熱輻射管18進行干燥；原料干燥后包裝即可。

在此過程中，從干燥室19排出的濕熱空氣通過第二鼓風機8傳至逆卡諾循環熱交換機9的蒸發器；蒸發器中的液態的氟利昂吸收濕熱空氣的熱量，蒸發器采用表面冷卻式蒸發器，銅管鋁翅片結構，利于對空氣中熱量的吸收；然后吸收熱量的液態氟利昂進入冷凝器，冷凝器為管殼式的結構，從干燥室19排出的水走殼程與走管程的氟利昂進行熱交換，通過第二電動泵23回到儲罐1；因為逆卡諾循環充分利用了蒸發器吸收空氣中和干燥室19排出的廢濕熱空氣中的熱量，從而達到節能的目的。

實施例2

如圖2所示，一種多能源節能干燥系統，包括儲罐、太陽能加熱器、第一鼓風機、第二鼓風機、干燥裝置和熱交換機；所述太陽能加熱器的出口端、儲罐的第一進口端、儲罐的第二出口端、干燥裝置的第一進口端依次連接；所述太陽能熱水器的進口端與儲罐的第一出口端相連；所述干燥裝置的第一出口端通過熱交換機與儲罐的第二進口端連接或者所述干燥裝置的第一出口端與儲罐的第二進口端連接；所述第一鼓風機的出口端與干燥裝置的第二進口端相連接；所述干燥裝置的第二出口端通過第二鼓風機與熱交換機相連接。

本實施例2與實施例1的不同之處在于；

進一步的改進是，所述第一鼓風機通過換熱器與干燥裝置的第二進口端相連接；所述換熱器的進口端和出口端分別與儲罐的第三出口端和第三進口端相連接。

優選地，所述換熱器為管殼式換熱器5。

如圖2所示，管殼式換熱器5的管程的進口端與出口端與儲罐1相連接，通過第三電動泵31將儲罐1中的水輸送至管殼式換熱器5；

本領域的技術人員可以想到將管殼式換熱器5的管程的進口端與出口端與其他的供熱設備相連接，來實現對第一鼓風機4鼓入的風預熱的目的；

本領域的技術人員也可以想到將從干燥室19第一出口端出來的水直接用泵輸送至儲罐1，將管殼式換熱器5的管程的進口端與逆卡諾循環熱交換機9相連接；將管殼式換熱器5的管程的出口端與儲罐1相連接；通過逆卡諾循環熱交換機9進一步對管殼式換熱器5的管程中的水進行加熱，逆卡諾循環熱交換機9經過吸收空氣和廢濕熱空氣中的熱量，并與從儲罐1進入逆卡諾循環熱交換機9中的水進行熱交換，從而達到節能、提高能量利用率的目的。

第一鼓風機4將空氣通過管殼式換熱器5加熱后，進入干燥室19利于保持干燥室19溫度穩定，提高干燥效率，縮短干燥周期，從而節省干燥時間。

實施例2的其它部份及優選的使用方式與實施例1相同。

本領域的技術人員根據本說明書記載的內容即可實現本發明的技術方案。