[0001] 本发明涉及干燥系统技术领域，尤其是涉及一种多能互补联合干燥系统，还涉及了一种多能互补联合干燥系统的控制方法。

[0002] 果蔬产业是农业结构中不可缺少的组成部分。但是由于果蔬产品的季节性和易腐性，后期加工或流通不当往往会导致变质，造成果蔬价值损失。因此，有必要采取方法来提高果蔬产品的质量，使其具有更长贮藏时间。在食品工业中，干燥是一种广泛使用的食品保鲜手段，其能够去除果蔬中的水分和防止微生物生产繁殖，从而延长果蔬保质期。目前，干燥技术主要有热风干燥、真空干燥、微波干燥。热风干燥时间短，处理量大，但是在运行时热效率低、能耗高。微波干燥能够缩短加工时间，提高效率，但是容易使物料中心出现焦化现象，需要精确控制。真空干燥通用性好、但其初始投资较高。干燥技术在单独使用时，都会有各自独特的优缺点,普遍适用性较差。

[0003] 2020年，国际干燥协会指出，干燥技术的未来发展趋势是朝着有效利用能源、提高产品质量、减少环境污染、操作安全、易于控制的方向发展。随着国家对能源再利用、节能减排的倡导，采用多热源互补干燥的方式得到了发展。

[0004] 热泵干燥技术可以节约大量能耗，可以实现温湿度的精确控制，保证果蔬干燥的品质。太阳能干燥技术清洁无污染，且应用范围广。将太阳能干燥与热泵相结合，可以实现优势互补，具有更好的经济效益和环保效益。但是在冬季或者严寒地区热泵会出现结霜现象，降低热泵的性能。对于太阳能‑热泵干燥系统来说，仅仅依靠太阳能无法完成除霜需求。

[0033] 现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

[0034] 如图1是本发明的结构示意图，一种多能互补联合干燥系统，包括太阳能干燥系统、空气源热泵干燥系统、生物质锅炉干燥系统、空气源热泵冬季除霜系统以及控制系统；

[0035] 所述太阳能干燥系统包括太阳能集热器1、太阳能循环水泵2、蓄热水箱5、干燥循环水泵6、干燥箱7，所述太阳能集热器1和太阳能循环水泵2连接，所述太阳能循环水泵2和蓄热水箱5连接，所述太阳能集热器1和蓄热水箱5连接，所述蓄热水箱5和干燥循环水泵6连接，所述干燥循环水泵6和干燥箱7连接，所述干燥箱7和蓄热水箱5连接，所述干燥箱7上依次串联水汽捕集器8和真空泵9，所述真空泵9用于对干燥箱7进行真空处理，所述太阳能集热器1用于对循环水进行加热，所述蓄热水箱5用于储存循环水，干燥箱7内部采用50mm厚的2
聚氨酯泡沫板，导热系数为0.02‑0.025W/(m·k)，具有良好的保温性和防水性；外部则采用彩钢板；系统各处的管道也均覆盖岩棉保温材料，水汽捕集器8型号：GLEQ‑711002；容量：
750CC，真空泵9型号：PCV‑2MSV；抽气速率：50L/min；

[0036] 所述太阳能干燥系统包括阀门一19、阀门二20，所述阀门一19布置在太阳能集热器1和蓄热水箱5之间，所述阀门二20布置在太阳能循环水泵2和蓄热水箱5之间。

[0037] 太阳能集热器1的两端分别通过太阳能循环水泵2、阀门一19和阀门二20和蓄热水箱5相连接形成第一个循环回路，蓄热水箱5两端分别通过三通阀一25、三通阀二26、干燥循环水泵6、干燥箱7相连接形成第二个循环回路。

[0038] 太阳能集热器1采用真空管式，太阳能集热器1面积大于8.5m2，太阳能集热器1的安装角可根据当地纬度进行调节，使得集热器内的水温在晴朗的夏季可达80℃以上，更进一步采用全玻璃真空管式太阳能集热器；型号：Q‑B‑J‑1‑145/2.50/0.25；材质为高硼硅，集2
热面积大于4.5m。

[0039] 所述生物质锅炉干燥系统包括生物质锅炉3、生物质锅炉循环水泵4，所述生物质锅炉3和蓄热水箱5连接，所述生物质锅炉3和生物质锅炉循环水泵4连接，所述生物质锅炉循环水泵4和蓄热水箱5连接，所述生物质锅炉3用于对循环水进行加热，生物质锅炉3热效率大于78％，能够根据需求调节温度，蓄热水箱5的容积为1吨，蓄热水箱5采用内壁采用304不锈钢，蓄热水箱外壁202不锈钢，保温层采用50mm聚氨酯发泡层，保温性较好，太阳能循环水泵2、生物质锅炉循环水泵4、干燥循环水泵6、换热循环水10型号：RGZB‑15，功率：0.15kW，扬程：20m，生物质锅炉3型号：PDZ‑QNL‑60；燃料填充物以秸秆颗粒为主；

[0040] 所述生物质锅炉干燥系统包括阀门三21、阀门四22，所述阀门三21布置在生物质锅炉3和蓄热水箱5之间，所述阀门四22布置在生物质锅炉循环水泵4和蓄热水箱5之间。

[0041] 生物质锅炉3的两端分别通过生物质锅炉循环水泵4、阀门三21和阀门四22相连接形成第三个循环回路。

[0042] 所述空气源热泵干燥系统包括电加热器13、蒸发器15、压缩机16、膨胀阀17和冷凝器18，所述蒸发器15的出气端和压缩机16的进气端连接，所述蒸发器15的进气端和膨胀阀17的出气端连接，所述膨胀阀17的进气端和冷凝器18的出气端连接，所述冷凝器18的进气端和压缩机16的出气端连接，所述干燥箱7一端连接电加热器13，所述电加热器13和通风扇
12连接，所述通风扇12和冷凝器18连接，所述干燥箱7另一端连接排风扇11，所述排风扇11
3
和蒸发器15连接，排风扇11、通风扇12型号：DPT10‑20A；风量：198/168m /h，电加热器13型号：DN80X600；加热功率：1kW，蒸发器15采用板翅式；循环风量3300kg/h，压缩机16型号：YH‑
5Z；功率5kW，膨胀阀17型号：TRAE+5MC，冷凝器18采用翅片管式，所用制冷工质为R134a；

[0043] 干燥箱7的两端分别通过排风扇11、通风扇12、电加热器13、蒸发器15和冷凝器18相连接形成第四个循环回路。

[0044] 所述空气源热泵冬季除霜系统包括换热循环水泵10、换热器14，所述换热循环水泵10和水泵连接，所述换热循环水泵10和蓄热水箱5连接，所述换热器14和蓄热水箱5连接，换热器14采用翅片管式；型号：JN‑1。

[0045] 所述空气源热泵冬季除霜系统包括阀门五23、阀门六24，所述阀门五23布置在热循环水泵和蓄热水箱5之间，所述阀门六24布置在换热器14和蓄热水箱5之间。

[0046] 换热器14的两端分别通过换热循环水泵2、阀门五23和阀门六24、三通阀一25、三通阀二26和蓄热水箱5相连接形成第五个循环回路，当冬季温度较低时，所述蓄热水箱5将太阳能集热器1和生物质锅炉3储存起来的热量通过换热器14为空气源热泵除霜。

[0047] 所述空气源热泵冬季除霜系统包括三通阀一25、三通阀二26，所述三通阀一25分别连接循环水箱、阀门三21以及干燥循环水泵6，所述三通阀二26分别连接循环水箱、干燥箱7以及阀门六24。

[0048] 所述控制系统用于采集太阳能干燥系统、空气源热泵干燥系统、生物质锅炉干燥系统的工艺参数和空气源热泵冬季除霜系统以及用于调控太阳能干燥系统、空气源热泵干燥系统、空气源热泵冬季除霜系统和生物质锅炉干燥系统内设备。

[0049] 所述控制系统包括工艺参数采集系统和运行设备调控系统；

[0050] 所述工艺参数采集系统包括第一温度传感器27、第二温度传感器28、第三温度传感器29、第一温湿度传感器30、第二温湿度传感器31和第三温湿度传感器32；所述第一温度传感器27、第二温度传感器28和第三温度传感器29分别置于太阳能集热器1、生物质锅炉3、蓄热水箱5出口处；所述第一温湿度传感器30、第二温湿度传感器31和第三温湿度传感器32分别置于通风扇12和干燥箱7之间、通风扇12和干燥箱7之间以及干燥箱7外，第一温度传感器27、第二温度传感器28、第三温度传感器29采用PT100热电阻温度传感器；温度范围50‑250℃，第一温湿度传感器30、第二温湿度传感器31和第三温湿度传感器32型号：DG‑WDO11；
温度范围：‑40℃‑80℃；湿度范围：0‑100％RH；

[0051] 所述运行设备调控系统包括控制器33，所述控制器33实时读取各运行参数，根据所设定的参数，对运行设备按设定进行调节控制，选择采用太阳能‑热泵干燥联合运行模式、生物质锅炉‑热泵干燥联合运行模式、太阳能‑生物质锅炉‑热泵干燥联合运行模式及蓄热水箱‑热泵干燥联合运行模式。

[0052] 一种多能互补联合干燥系统的控制方法，采用太阳能‑热泵干燥联合运行模式：若白天太阳能辐照量充足，且太阳能集热器1出口水温与蓄热水箱5底部水温的温差大于8℃，开启阀门一19和阀门二20，启动太阳能循环水泵2，水在太阳能集热器1‑蓄热水箱5中循坏加热；当蓄热水箱5上部水温达到真空干燥要求，启动真空泵9，对干燥箱7进行真空处理，开启三通阀一25、三通阀二26，启动干燥循环水泵6，热水进入干燥箱7对物料加热，经过水汽捕集器8将水分排出，完成真空干燥；同时，干燥箱7排出的热湿空气经排风扇11放热降温后在蒸发器15中进一步降温除湿，然后经冷凝器18加热达到干燥工艺要求的温湿度，通过通风扇12送入干燥箱7进行对水果蔬菜的热风干燥。

[0053] 生物质锅炉‑热泵干燥联合运行模式：若在阴天或夜晚太阳能干燥系统停止运行，则采用生物质锅炉3‑热泵干燥联合运行模式；开启阀门三21和阀门四22，启动生物质锅炉循环水泵4，生物质锅炉3产生的热水流向蓄热水箱5；当蓄热水箱5上部水温达到真空干燥要求，启动真空泵9，对干燥箱7进行真空处理，开启三通阀一25、三通阀二26，启动干燥循环水泵6，热水进入干燥箱7对物料加热，经过水汽捕集器8将水分排出，完成真空干燥；同时，干燥箱7排出的热湿空气经排风扇11放热降温后在蒸发器15中进一步降温除湿，然后经冷凝器18加热达到干燥工艺要求的温湿度，通过通风扇12送入干燥箱7进行对水果蔬菜的热风干燥；

[0054] 太阳能‑生物质锅炉‑热泵干燥联合运行模式：若白天太阳能辐射不足，则采用太阳能‑生物质锅炉3‑热泵干燥联合运行模式；开启阀门一19、阀门二20、阀门三21及阀门四22，启动太阳能循环水泵2和生物质锅炉循环水泵4，太阳能集热器1和生物质锅炉3产生的热水都流向蓄热水箱5；当蓄热水箱5上部水温达到真空干燥要求，启动真空泵9，对干燥箱7进行真空处理，开启三通阀一25、三通阀二26，启动干燥循环水泵6，热水进入干燥箱7对物料加热，经过水汽捕集器8将水分排出，完成真空干燥；同时，干燥箱7排出的热湿空气经排风扇11放热降温后在蒸发器15中进一步降温除湿，然后经冷凝器18加热达到干燥工艺要求的温湿度，通过通风扇12送入干燥箱7进行对水果蔬菜的热风干燥；

[0055] 蓄热水箱‑热泵干燥联合运行模式：若蓄热水箱5上层水温能够达到干燥温度要求，则采用蓄热水箱5‑热泵干燥联合运行模式；所述蓄热水箱5中热水直接用于干燥，启动真空泵9，对干燥箱7进行真空处理，开启三通阀一25、三通阀二26，启动干燥循环水泵6，热水进入干燥箱7对物料加热，经过水汽捕集器8将水分排出，完成真空干燥；同时，干燥箱7排出的热湿空气经排风扇11放热降温后在蒸发器15中进一步降温除湿，然后经冷凝器18加热达到干燥工艺要求的温湿度，通过通风扇12送入干燥箱7进行对水果蔬菜的热风干燥。

[0056] 除霜模式：若在冬季或寒冷地区，所述蒸发器15周围的温度低于5℃，则开启除霜模式；开启阀门五23、阀门二20、三通阀一25及三通阀二26，启动换热循环水泵10，蓄热水箱5的热水在换热循环水泵10的作用下，通过换热器14加热蒸发器15周围的空气，从而防止热泵结霜，保持系统的高效运行。

[0057] 当冷凝器18出口处的空气未能达到规定温度，开启电加热器13，直至温度达到规定要求才停止辅助加热。

[0058] 以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。