[发明专利]一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统及控制方法

说明书

本申请公开了一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统及控制方法，所述冷热水均衡系统包括第一散热系统、蒸汽加热系统、蓄热热水箱、双效热泵机组、三效热泵机组、蓄冷冷水箱以及散冷系统。本申请结合实际生产应用，针对农产品、水产品等高湿物料干燥加工过程中，冷热量应用较难均衡控制、顾此失彼的现状，提出一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统，设计双效热泵机组、三效热泵机组和蒸汽加热系统联合制取冷热水，将冷热水分开储藏于冷热水箱中，供给农产品干燥烘房所需冷热，实现一托多，缩减设备初始投资成本，减少干燥过程中冷热量的损耗，节约干燥总成本。

技术领域

本申请涉及热能利用及电气控制领域，具体涉及一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统及控制方法。

背景技术

农产品干燥是一个能耗很大的领域，而传统农产品烘干的主要热源有蒸汽、燃烧矿物质燃料、燃烧木柴等。近年来，国家大力倡导绿色、协调发展，人们颇为关注农产品水源或者空气源热泵除湿干燥技术。事实上，上述除热泵除湿干燥以外，其它热源的农产品烘干都是采用排湿的方式，如此将会有大量高温高湿空气排至环境，不仅造成了能源的浪费，而且也是对环境的热污染。热泵除湿干燥的主要热能来源水(或者空气)中，且水和空气中的热能廉价，甚至是无偿使用，较大的减少了能耗成本。热泵除湿干燥的优势不仅在于节能，而且其有效的将冷、热进行了循环利用，其冷端为蒸发器主要起除湿作用，热端为冷凝器主要起升温作用，因此，热泵除湿干燥机应用于某些农产品物料干燥几乎能够达到全封闭干燥。然而，农产品干燥过程所需冷热量与热泵除湿干燥机制取的冷热量并不能完全匹配。因此，农产品热泵干燥过程中将会出现热量供给充足，而冷量不足以满足除湿，此时只能回到采用排湿风机排出湿热。

综上，无论采用蒸汽等排湿烘干或者采用热泵除湿干燥，都较难满足农产品烘干过程中的冷、热的均衡需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本申请提供一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统及控制方法，以更好地满足农产品烘干过程中的冷量均衡需求。

为了实现上述任务，本申请采用以下技术方案：

一种热泵蒸汽联合的冷热水均衡系统，包括第一散热系统、蒸汽加热系统、蓄热热水箱、双效热泵机组、三效热泵机组、蓄冷冷水箱以及散冷系统，其中：

所述第一散热系统与蓄热热水箱连接，用于通过对蓄热热水箱中的热水进行循环散去多余热量以维持蓄热热水箱中的水温；

所述蒸汽加热系统与蓄热热水箱连接，蒸汽加热系统包括放热系统和换热回路，其中放热系统用于将蒸汽通过换热的方式，将蒸汽的热量经由所述换热回路提供给蓄热热水箱，以向蓄热热水箱中提供热水；

所述双效热泵机组、三效热泵机组均分别与蓄热热水箱、蓄冷冷水箱构成制热回路和制冷回路，用于向蓄热热水箱、蓄冷冷水箱同时提供制取的冷水和热水；其中，所述三效热泵机组上连接有第二散热系统，三效热泵机组通过第二散热系统实现单独制取冷水的功能；

所述散冷系统连接在蓄冷冷水箱上，用于均衡蓄冷冷水箱的冷量，通过循环的方式对蓄冷冷水箱多余的冷量进行散失。

进一步地，所述第一散热系统包括第一冷却水塔、第一水泵和第一球阀，其中，所述蓄热热水箱的出水口与第一冷却水塔的入水口连接，第一冷却水塔的出水口连接第一水泵的入水口，第一水泵的出水口连接蓄热热水箱的入水口从而形成一个热水循环回路，第一球阀设置在蓄热热水箱和第一冷却水塔之间的管路上。

进一步地，所述蒸汽加热系统的放热回路包括蒸汽入口、蒸汽板式换热器、冷却水箱、涡街流量计、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、疏水阀和电磁阀，所述蒸汽入口通过管路与蒸汽板式换热器的热源入口连接，蒸汽板式换热器的热源出口通过管路与冷却水箱连接；在蒸汽入口与蒸汽板式换热器之间的管路上依次设置所述第一截止阀、电磁阀、第二截止阀和涡街流量计，在蒸汽板式换热器与冷却水箱之间的管路上依次设置所述第三截止阀、疏水阀。