一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统

摘要

本发明公开了一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，包括干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路以及太阳能回路，干燥器与双蒸发器热泵回路连接，双蒸发器热泵回路与地埋管回路连接，地埋管回路与太阳能回路连接，双蒸发器热泵回路一方面与干燥器中预热的新风进行换热，另一方面通过水循环与地埋管回路和太阳能回路换热，另外还与室外空气进行换热。热泵系统与干燥器连接，且通过干燥介质给干燥室提供干燥时所需的热量。本发明在夏季和冬季工况下有四种模式：空气源单供模式、空气源太阳能联供模式、地源单供模式、地源太阳能联供模式，通过以上模式切换可以使热泵干燥系统在一年中均保持高效节能的运行，同时增强系统的稳定性。

权利要求

1.一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于：包括干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路以及太阳能回路，干燥器与双蒸发器热泵回路连接，双蒸发器热泵回路与地埋管回路连接，地埋管回路与太阳能回路连接，双蒸发器热泵回路一方面与干燥器中预热的新风进行换热，另一方面通过水循环与地埋管回路和太阳能回路换热，另外还与室外空气进行换热；

干燥器包括空气过滤器（1）、第一轴流风机（2）、热管换热器（3）、第一电磁阀（4）、第二电磁阀（6）、离心风机（7）、干燥室（8）和第二轴流风机（9），干燥器通过双蒸发器热泵回路的冷凝器（5）与双蒸发器热泵回路相连接，空气过滤器（1）入口端与大气接通，空气过滤器（1）出口端与第一轴流风机（2）入口端相连，第一轴流风机（2）出口端与热管换热器（3）冷凝端入口相连，热管换热器（3）冷凝端出口与第一电磁阀（4）入口端相连，第一电磁阀（4）出口端与双蒸发器热泵回路的冷凝器空气侧入口端（5a）相连，冷凝器空气侧出口端（5b）与第二电磁阀（6）入口端相连，第二电磁阀（6）出口端与离心风机（7）入口端相连，离心风机（7）出口端与干燥室（8）入口端相连，干燥室（8）出口端与热管换热器（3）蒸发端入口相连，热管换热器（3）蒸发端出口与第二轴流风机（9）入口端相连，所述第二轴流风机（9）出口端与大气接通；

双蒸发器热泵回路包括冷凝器（5）、膨胀阀（10）、第三电磁阀（11）、第四电磁阀（12）、风冷式蒸发器（13）、第五电磁阀（14）、第六电磁阀（15）、第七电磁阀（17）、水冷式蒸发器（16）、第八电磁阀（18）、第九电磁阀（19）和压缩机（20），在双蒸发器热泵回路中通过水冷式蒸发器（16）与地埋管回路相接，冷凝器工质侧出口端（5d）与膨胀阀（10）入口端相连，膨胀阀（10）出口端与第四电磁阀（12）入口端相连，第四电磁阀（12）出口端与风冷式蒸发器（13）入口端相连，风冷式蒸发器（13）出口端与第五电磁阀（14）入口端相连，第五电磁阀（14）出口端与第四电磁阀（12）入口端之间并联第三电磁阀（11），第五电磁阀（14）出口端与第六电磁阀（15）入口端相连，第六电磁阀（15）出口端与水冷式蒸发器工质侧入口端（16a）相连，水冷式蒸发器工质侧出口端（16b）与第八电磁阀（18）入口端相连，第六电磁阀（15）入口端与第八电磁阀（18）出口端之间并联第七电磁阀（17），第八电磁阀（18）出口端与第九电磁阀（19）入口端相连，第九电磁阀（19）出口端与压缩机（20）入口端相连，压缩机（20）出口端与冷凝器工质侧入口端（5c）相连；

地埋管回路包括第十电磁阀（21）、第一循环水泵（22）、第十一电磁阀（24）、蓄热水箱（25）、第十二电磁阀（26）、第十三电磁阀（23）、第十四电磁阀（27）、地埋管（28）、第十五电磁阀（29）和第十六电磁阀（30），在地埋管回路中，该回路通过蓄热水箱（25）与太阳能回路相连，双蒸发器热泵回路中的水冷式蒸发器水侧出口端（16d）与第十电磁阀（21）入口端相连，第十电磁阀（21）出口端与第一循环水泵（22）入口端相连，第一循环水泵（22）出口端与第十一电磁阀（24）入口端相连，第十一电磁阀（24）出口端与蓄热水箱地源侧入口端（25a）相连，蓄热水箱地源侧出口端（25b）与第十二电磁阀（26）入口端相连，第十二电磁阀（26）出口端与第十一电磁阀（24）入口端之间并联第十三电磁阀（23），第十二电磁阀（26）出口端与第十四电磁阀（27）入口端相连，第十四电磁阀（27）出口端与地埋管（28）入口端相连，地埋管（28）出口端与第十五电磁阀（29）入口端相连，第十五电磁阀（29）出口端与第十四电磁阀（27）入口端之间并联第十六电磁阀（30），第十五电磁阀（29）出口端与水冷式蒸发器水侧入口端（16c）相连；

太阳能回路包括第十七电磁阀（31）、第二循环水泵（32）、太阳能集热板（33）和第十八电磁阀（34），在太阳能回路中，地埋管回路中的蓄热水箱太阳能侧出口端（25d）与第十七电磁阀（31）入口端相连，第十七电磁阀（31）出口端与第二循环水泵（32）入口端相连，第二循环水泵（32）出口端与太阳能集热板（33）入口端相连，太阳能集热板（33）出口端与蓄热水箱太阳能侧入口端（25c）相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于：该系统包括空气源单供模式、空气源太阳能联供模式、地源单供模式和地源太阳能联供模式。

3.根据权利要求2所述的一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于，空气源单供模式为：低温低压的工质在风冷式蒸发器（13）中与室外空气进行换热后经过第五电磁阀（14）、第七电磁阀（17）、第九电磁阀（19）进入压缩机（20），低温低压的工质经压缩机（20）压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机（20）出来后进入冷凝器（5），与从热管换热器（3）预热出来的新风换热后，经过膨胀阀（10）膨胀后变为低温低压的工质，经过第四电磁阀（12）再次回到风冷式蒸发器（13）与室外空气进行换热，完成空气源单供模式。

4.根据权利要求2所述的一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于，空气源太阳能联供模式为：低温低压的工质在风冷式蒸发器（13）中与室外空气进行换热后经过第五电磁阀（14）、第六电磁阀（15）进入水冷式蒸发器（16），与从太阳能蓄热水箱出来的水换热后经过第八电磁阀（18）、第九电磁阀（19）进入压缩机（20），低温低压的工质经压缩机（20）压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机（20）出来后进入冷凝器（5），与从热管换热器（3）预热出来的新风换热后，经过膨胀阀（10）膨胀后变为低温低压的工质，经过第四电磁阀（12）再次回到风冷式蒸发器（13）与室外空气进行换热，完成空气源太阳能联供模式。

5.根据权利要求2所述的一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于，地源单供模式为：低温低压的工质在水冷式蒸发器（16）中与地埋管（28）出来的水进行换热后经过第八电磁阀（18）、第九电磁阀（19）进入压缩机，低温低压的工质经压缩机（20）压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机（20）出来后进入冷凝器（5），与从热管换热器（3）预热出来的新风换热后，经过膨胀阀（10）膨胀后变为低温低压的工质，经过第三电磁阀（11）、第六电磁阀（15）再次回到水冷式蒸发器（16）与地埋管（28）出来的水进行换热，完成地源单供模式。

6.根据权利要求2所述的一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，其特征在于，地源太阳能联供模式为：低温低压的工质在水冷式蒸发器（16）中与太阳能和地埋管串联加热的水进行换热后经过第八电磁阀（18）、第九电磁阀（19）进入压缩机（20），低温低压的工质经压缩机（20）压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机（20）出来后进入冷凝器（5），与从热管换热器（3）预热出来的新风换热后，经过膨胀阀（10）膨胀后变为低温低压的工质，经过第三电磁阀（11）、第六电磁阀（15）再次回到水冷式蒸发器（16）与太阳能和地埋管串联加热的水进行换热，完成地源太阳能联供模式。

说明书

一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统

技术领域

[0001] 本发明属于干燥技术领域，涉及一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的热泵干燥系统。

背景技术

[0002] 干燥的目的是为了去除食品、纺织品等中的水分，从而减缓物品的腐败，同时也可以降低物品的运输成本，在生产生活中干燥是十分重要的。传统的干燥过程主要是通过化
石燃料的燃烧和电加热等方法实现的，主要存在能耗大、干燥效率低，干燥过程长、可靠性
差、被干燥物的种类少，易受损等缺点。相较于传统干燥技术，热泵干燥技术消耗少量的高
品位能源就可以获得大量的供热量，具有高效、节能、环保、运行成本低等优点

[0003] 传统的热泵干燥技术由热泵循环系统和干燥气流系统两部分构成，热泵循环系统包括压缩机、冷凝器、节流件、蒸发器；干燥气流系统包括干燥室、进风道、出风道、干燥风
机。常用的热泵干燥技术分为开式和闭式两种，其中闭式系统升温速度慢，能耗大；开式系
统升温速度快，能耗相对较低，但其存在冬季结霜问题。

[0004] 综上所述，不论传统的干燥方式还是目前的热泵干燥方式都有其特定的局限性，目前尚未有一种热泵干燥系统能够同时实现升温速率快、不结霜、能耗低这些特点。

发明内容

[0005] 发明目的：为解决现有技术的不足，本发明提供一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的热泵干燥系统。

[0006] 技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

[0007] 一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统，包括干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路以及太阳能回路，干燥器与双蒸发器热泵回路连接，双蒸发器热泵
回路与地埋管回路连接，地埋管回路与太阳能回路连接，双蒸发器热泵回路一方面与干燥
器中预热的新风进行换热，另一方面通过水循环与地埋管回路和太阳能回路换热，另外还
与室外空气进行换热。

[0008] 可选的，干燥器包括空气过滤器、第一轴流风机、热管换热器、第一电磁阀、第二电磁阀、离心风机、干燥室和第二轴流风机，干燥器通过双蒸发器热泵回路的冷凝器与双蒸发
器热泵回路相连接，空气过滤器入口端与大气接通，空气过滤器出口端与第一轴流风机入
口端相连，第一轴流风机出口端与热管换热器冷凝端入口相连，热管换热器冷凝端出口与
第一电磁阀入口端相连，第一电磁阀出口端与冷凝器空气侧入口端相连，双蒸发器热泵回
路的冷凝器空气侧出口端与第二电磁阀入口端相连，第二电磁阀出口端与离心风机入口端
相连，离心风机出口端与干燥室入口端相连，干燥室出口端与热管换热器蒸发端入口相连，
热管换热器蒸发端出口与第二轴流风机入口端相连，所述第二轴流风机出口端与大气接
通。

[0009] 可选的，双蒸发器热泵回路包括冷凝器、膨胀阀、第三电磁阀、第四电磁阀、风冷式蒸发器、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、水冷式蒸发器、第八电磁阀、第九电磁阀和
压缩机，在双蒸发器热泵回路中通过水冷式蒸发器与地埋管回路相接，干燥器的冷凝器工
质侧出口端与膨胀阀入口端相连，膨胀阀出口端与第四电磁阀入口端相连，第四电磁阀出
口端与风冷式蒸发器入口端相连，风冷式蒸发器出口端与第五电磁阀入口端相连，第五电
磁阀出口端与第四电磁阀入口端之间并联第三电磁阀，第五电磁阀出口端与第六电磁阀入
口端相连，第六电磁阀出口端与水冷式蒸发器工质侧入口端相连，水冷式蒸发器工质侧出
口端与第八电磁阀入口端相连，第六电磁阀入口端与第八电磁阀出口端之间并联第七电磁
阀，第八电磁阀出口端与第九电磁阀入口端相连，第九电磁阀出口端与压缩机入口端相连，
压缩机出口端与冷凝器工质侧入口端相连。

[0010] 可选的，地埋管回路包括第十电磁阀、第一循环水泵、第十一电磁阀、蓄热水箱、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、地埋管、第十五电磁阀和第十六电磁阀，在地埋
管回路中，该回路通过蓄热水箱与太阳能回路相连，双蒸发器热泵回路中的水冷式蒸发器
水侧出口端与第十电磁阀入口端相连，第十电磁阀出口端与第一循环水泵入口端相连，第
一循环水泵出口端与第十一电磁阀入口端相连，第十一电磁阀出口端与蓄热水箱地源侧入
口端相连，蓄热水箱地源侧出口端与第十二电磁阀入口端相连，第十二电磁阀出口端与第
十一电磁阀入口端之间并联第十三电磁阀，第十二电磁阀出口端与第十四电磁阀入口端相
连，第十四电磁阀出口端与地埋管入口端相连，地埋管出口端与第十五电磁阀入口端相连，
第十五电磁阀出口端与第十四电磁阀入口端之间并联第十六电磁阀，第十五电磁阀出口端
与水冷式蒸发器水侧入口端相连。

[0011] 可选的，太阳能回路包括第十七电磁阀、第二循环水泵、太阳能集热板和第十八电磁阀，在太阳能回路中，地埋管回路中的蓄热水箱太阳能侧出口端与第十七电磁阀入口端
相连，第十七电磁阀出口端与第二循环水泵入口端相连，第二循环水泵出口端与太阳能集
热板入口端相连，太阳能集热板出口端与蓄热水箱太阳能侧入口端相连。

[0012] 可选的，该系统包括空气源单供模式、空气源太阳能联供模式、地源单供模式和地源太阳能联供模式。

[0013] 可选的，空气源单供模式为：低温低压的工质在风冷式蒸发器中与室外空气进行换热后经过第五电磁阀、第七电磁阀、第九电磁阀进入压缩机，低温低压的工质经压缩机压
缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机出来后进入冷凝器，与从热管换热器
预热出来的新风换热后，经过膨胀阀膨胀后变为低温低压的工质，经过第四电磁阀再次回
到风冷式蒸发器与室外空气进行换热，完成空气源单供模式。

[0014] 可选的，空气源太阳能联供模式为：低温低压的工质在风冷式蒸发器中与室外空气进行换热后经过第五电磁阀、第六电磁阀进入水冷式蒸发器，与从太阳能蓄热水箱出来
的水换热后经过第八电磁阀、第九电磁阀进入压缩机，低温低压的工质经压缩机压缩后变
成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机出来后进入冷凝器，与从热管换热器预热出
来的新风换热后，经过膨胀阀膨胀后变为低温低压的工质，经过第四电磁阀再次回到风冷
式蒸发器与室外空气进行换热，完成空气源太阳能联供模式。

[0015] 可选的，地源单供模式为：低温低压的工质在水冷式蒸发器中与地埋管出来的水进行换热后经过第八电磁阀、第九电磁阀进入压缩机，低温低压的工质经压缩机压缩后变
成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机出来后进入冷凝器，与从热管换热器预热出
来的新风换热后，经过膨胀阀膨胀后变为低温低压的工质，经过第三电磁阀、第六电磁阀再
次回到水冷式蒸发器与地埋管出来的水进行换热，完成地源单供模式。

[0016] 可选的，地源太阳能联供模式为：低温低压的工质在水冷式蒸发器中与太阳能和地埋管串联加热的水进行换热后经过第八电磁阀、第九电磁阀进入压缩机，低温低压的工
质经压缩机压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机出来后进入冷凝器，与
从热管换热器预热出来的新风换热后，经过膨胀阀膨胀后变为低温低压的工质，经过第三
电磁阀、第六电磁阀再次回到水冷式蒸发器与太阳能和地埋管串联加热的水进行换热，完
成地源太阳能联供模式。

[0017] 本发明采用开式热泵干燥系统，具有升温速率快、能耗低的优点，且在负荷侧使用热管换热器利用乏气的余热对新风进行预热处理，解决了余热回收，在冬季利用地源与太
阳能耦合解决了开式系统结霜问题。本发明在冬季运行时，当太阳光充足的时候采用太阳
能串联地埋管联供模式否则采用地埋管单供模式，在夏季运行时，当太阳能充足时采用空
气源串联太阳能联供模式否则采用空气源单供模式，通过以上系统运行模式的切换可以使
热泵干燥系统在一年中均保持高效节能的运行，同时增强系统的稳定性。本发明由于应用
于热泵干燥领域只有热负荷，只从土壤取热而不放热，因此在热源侧采用太阳能系统与地
埋管系统串联运行模式，以此缓解本系统长期运行后当地地温下降的问题。

[0018] 有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0019] 1、本系统采用土壤源、空气源及太阳能耦合开式热泵干燥系统，具有快速升温、能耗低的优点，同时通过土壤源、空气源及太阳能的协调配合，避免开式系统冬季结霜的问
题。

[0020] 2、本系统采用热管换热器对干燥乏气进行余热回收，提高能源利用率。

[0021] 3、本系统采用土壤源、空气源及太阳能耦合，充分考虑各热源的特点，在夏季利用空气源与太阳能配合，在冬季利用地源与太阳能配合，是热泵干燥系统全年高效节能运行。

[0022] 4、由于干燥领域只有热负荷，本系统通过太阳能的补充，有效的缓解了该系统长期运行后，当地地温下降的问题。

[0023] 5、本系统采用土壤源、空气源及太阳能耦合开式热泵干燥系统，通过有效的控制调节可以有效的利用不稳定的太阳能。

附图说明

[0024] 图1是本发明系统结构示意图；

[0025] 图中：空气过滤器1、第一轴流风机2、热管换热器3、第一电磁阀4、冷凝器5、冷凝器空气侧入口端5a、冷凝器空气侧出口端5b、冷凝器工质侧入口端5c、冷凝器工质侧出口端
5d、第二电磁阀6、离心风机7、干燥室8、第二轴流风机9、膨胀阀10、第三电磁阀11、第四电磁
阀12、风冷式蒸发器13、第五电磁阀14、第六电磁阀15、水冷式蒸发器16、第七电磁阀17、水
冷式蒸发器工质侧入口端16a、水冷式蒸发器工质侧出口端16b、水冷式蒸发器水侧入口端
16c、水冷式蒸发器水侧出口端16d、第八电磁阀18、第九电磁阀19、压缩机20、第十电磁阀
21、第一循环水泵22、第十三电磁阀23、第十一电磁阀24、蓄热水箱25、蓄热水箱地源侧入口
端25a、蓄热水箱地源侧出口端25b、蓄热水箱太阳能侧入口端25c、蓄热水箱太阳能侧出口
端25d、第十二电磁阀26、第十四电磁阀27、地埋管28、第十五电磁阀29、第十六电磁阀30第
十七电磁阀31、第二循环水泵32、太阳能集热板33、第十八电磁阀34。

具体实施方式

[0026] 下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

[0027] 如图1所示，基于土壤源、空气源及太阳能耦合的热泵干燥系统包括干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路以及太阳能回路。其中，干燥器包括空气过滤器1、第一轴流风机
2、热管换热器3、第一电磁阀4、第二电磁阀6、离心风机7、干燥室8、第二轴流风机9，干燥器
通过双蒸发器热泵回路的冷凝器5与双蒸发器热泵回路相连接，空气过滤器1入口端与大气
接通，空气过滤器1出口端与第一轴流风机2入口端相连，第一轴流风机2出口端与热管换热
器3冷凝端入口相连,热管换热器3冷凝端出口与第一电磁阀4入口端相连，第一电磁阀4出
口端与冷凝器空气侧入口端5a相连，冷凝器空气侧出口端5b与第二电磁阀6入口端相连，第
二电磁阀6出口端与离心风机7入口端相连，离心风机7出口端与干燥室8入口端相连，干燥
室8出口端与热管换热器3蒸发端入口相连，热管换热器3蒸发端出口与第二轴流风机9入口
端相连，所述第二轴流风机9出口端与大气接通。双蒸发器热泵回路包括冷凝器5、膨胀阀
10、第三电磁阀11、第四电磁阀12、风冷式蒸发器13、第五电磁阀14、第六电磁阀15、第七电
磁阀17、水冷式蒸发器16、第八电磁阀18、第九电磁阀19、压缩机20，在双蒸发器热泵回路中
通过水冷式蒸发器16与地埋管回路相接，冷凝器工质侧出口端5d与膨胀阀10入口端相连，
膨胀阀10出口端与第四电磁阀12入口端相连，第四电磁阀12出口端与风冷式蒸发器13入口
端相连，风冷式蒸发器13出口端与第五电磁阀14入口端相连，第五电磁阀14出口端与第四
电磁阀12入口端之间并联第三电磁阀11，第五电磁阀14出口端与第六电磁阀15入口端相
连，第六电磁阀15出口端与水冷式蒸发器工质侧入口端16a相连，水冷式蒸发器工质侧出口
端16b与第八电磁阀18入口端相连，第六电磁阀15入口端与第八电磁阀18出口端之间并联
第七电磁阀17，第八电磁阀18出口端与第九电磁阀19入口端相连，第九电磁阀19出口端与
压缩机20入口端相连，压缩机20出口端与冷凝器工质侧入口端5c相连。地埋管回路包括第
十电磁阀21、第一循环水泵22、第十一电磁阀24、蓄热水箱25、第十二电磁阀26、第十三电磁
阀23、第十四电磁阀27、地埋管28、第十五电磁阀29、第十六电磁阀30。在地埋管回路中，该
回路通过蓄热水箱25与太阳能回路相连，水冷式蒸发器水侧出口端16d与第十电磁阀21入
口端相连，第十电磁阀21出口端与第一循环水泵22入口端相连，第一循环水泵22出口端与
第十一电磁阀24入口端相连，第十一电磁阀24出口端与蓄热水箱地源侧入口端25a相连，蓄
热水箱地源侧出口端25b与第十二电磁阀26入口端相连，第十二电磁阀26出口端与第十一
电磁阀24入口端之间并联第十三电磁阀23，第十二电磁阀26出口端与第十四电磁阀27入口
端相连，第十四电磁阀27出口端与地埋管28入口端相连，地埋管28出口端与第十五电磁阀
入口端29相连，第十五电磁阀29出口端与第十四电磁阀27入口端之间并联第十六电磁阀
30，第十五电磁阀29出口端与水冷式蒸发器水侧入口端16c相连。太阳能回路包括第十七电
磁阀31、第二循环水泵32、太阳能集热板33、第十八电磁阀34，在太阳能回路中，所述蓄热水
箱太阳能侧出口端25d与第十七电磁阀31入口端相连，第十七电磁阀31出口端与第二循环
水泵32入口端相连，第二循环水泵32出口端与太阳能集热板33入口端相连，太阳能集热板
33出口端与蓄热水箱太阳能侧入口端25c相连。

[0028] 干燥器为开式干燥系统，开式热泵干燥系统，具有升温速率快、能耗低、快速启停的优点。地埋管回路包含有多根地埋管，地埋管回路与太阳能回路的水泵均为变频水泵，以
匹配干燥室内的负荷，达到节能的目的；利用热管换热器回收干燥室出口干燥介质的显热
与潜热。热泵干燥系统在夏季运行时，当太阳光充足时采用空气源串联太阳能联供模式否
则采用空气源单供模式。热泵干燥系统在冬季运行时，当太阳光充足的时候采用太阳能串
联地埋管联供模式否则采用地埋管单供模式。本系统在不同的气候条件下，以干燥室内的
温湿度为控制目标，采用自动控制技术对各阀门启停和压缩机功率进行精准调节。

[0029] 在本发明中，双蒸发器热泵回路中的冷凝器5与经过热管换热器3预热的新风进行换热，水冷式蒸发器16通过水循环与地埋管和太阳能蓄热水箱换热，风冷式蒸发器13与室
外空气进行换热。其基本流程为：在夏季干燥太阳光线弱时，低温低压的工质在风冷式蒸发
器13中与室外空气进行换热后经过第五电磁阀14、第七电磁阀17、第九电磁阀19进入压缩
机20，低温低压的工质经压缩机20压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机
20出来后进入冷凝器5，与从热管换热器3预热出来的新风换热后，经过膨胀阀10膨胀后变
为低温低压的工质，经过第四电磁阀12再次回到风冷式蒸发器13与室外空气进行换热，完
成空气源单供模式。在夏季干燥太阳光线强时，低温低压的工质在风冷式蒸发器13中与室
外空气进行换热后经过第五电磁阀14、第六电磁阀15进入水冷式蒸发器16，与从太阳能蓄
热水箱出来的水换热后经过第八电磁阀18、第九电磁阀19进入压缩机20，低温低压的工质
经压缩机20压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机20出来后进入冷凝器5，
与从热管换热器3预热出来的新风换热后，经过膨胀阀10膨胀后变为低温低压的工质，经过
第四电磁阀12再次回到风冷式蒸发器13与室外空气进行换热，完成空气源太阳能联供模
式。在冬季干燥太阳光线弱时，低温低压的工质在水冷式蒸发器16中与地埋管28出来的水
进行换热后经过第八电磁阀18、第九电磁阀19进入压缩机，低温低压的工质经压缩机20压
缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机20出来后进入冷凝器5，与从热管换热
器3预热出来的新风换热后，经过膨胀阀10膨胀后变为低温低压的工质，经过第三电磁阀
11、第六电磁阀15再次回到水冷式蒸发器16与地埋管28出来的水进行换热，完成地源单供
模式。在冬季干燥太阳光线强时，低温低压的工质在水冷式蒸发器16中与太阳能和地埋管
串联加热的水进行换热后经过第八电磁阀18、第九电磁阀19进入压缩机20，低温低压的工
质经压缩机20压缩后变成高温高压的工质，高温高压的工质从压缩机20出来后进入冷凝器
5，与从热管换热器3预热出来的新风换热后，经过膨胀阀10膨胀后变为低温低压的工质，经
过第三电磁阀11、第六电磁阀15再次回到水冷式蒸发器16与太阳能和地埋管串联加热的水
进行换热，完成地源太阳能联供模式。干燥器从热泵冷凝器中吸收热量，用于干燥室8中的
热需求，不管哪种模式其基本流程不变：低温干燥的新风经过空气过滤器1的过滤变为干净
的低温干燥气体，通过第一轴流风机2送入热管换热器3，吸收乏气余热后通过第一电磁阀4
进入冷凝器5变为高温干燥空气，通过第二电磁阀6、离心风机7进入干燥室8，在其中干燥完
物料后变为高温高湿乏气，而后经过热管换热器3余热回收后，变为低温低湿的乏气，最后
被第二轴流风机9排到室外。

[0030] 在本发明中，在夏季工况和冬季工况下有四种模式：空气源单供模式、空气源太阳能联供模式、地源单供模式、地源太阳能联供模式。空气源单供模式：在夏季阴雨天时，太阳
光弱，空气温度高于土壤温度。其基本流程为：双蒸发器热泵回路、干燥器开启，其余回路关
闭，双蒸发器热泵回路中的第四电磁阀12、第五电磁阀14、第七电磁阀17、第九电磁阀19开
启，干燥器中第一电磁阀4、第二电磁阀6开启，其余电磁阀关闭，此时工质只流经风冷式蒸
发器13，只吸收空气中的热量，其余过程与上述描述空气源单供模式的双蒸发器热泵回路、
干燥器过程一致。空气源太阳能联供模式：在夏季晴天时，太阳光强，空气温度高于土壤温
度。其基本流程为：干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路、太阳能回路开启，双蒸发器热
泵回路中的第四电磁阀12、第五电磁阀14、第六电磁阀15、第八电磁阀18开启，地埋管回路
中第十电磁阀21、第十一电磁阀24、第十二电磁阀26、第十六电磁阀30开启，太阳能回路第
十七电磁阀31、第十八电磁阀34开启，干燥器中第一电磁阀4、第二电磁阀6开启，其余电磁
阀关闭，此时工质相继流经风冷式蒸发器13、水冷式蒸发器16，分别与空气和从太阳能蓄热
水箱出来的水进行换热，其余过程与上述描述的干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路、
太阳能回路过程一致。地源单供模式：在冬季阴天时，太阳光弱，空气温度低于土壤温度，采
用地源热泵避免结霜问题。其基本流程为：干燥器、双蒸发器热泵回路、地埋管回路开启，其
余回路关闭，双蒸发器热泵回路中的第三电磁阀11、第六电磁阀15、第八电磁阀18、第九电
磁阀19开启，干燥器中第一电磁阀4、第二电磁阀6开启，地埋管回路中第十电磁阀21、第十
三电磁阀23、第十四电磁阀27、第十五电磁阀29开启，其余电磁阀关闭，此时工质只流经水
冷式蒸发器16，只与从地埋管出来的水进行换热，其余过程与上述描述的双蒸发器热泵回
路、干燥器、地埋管回路过程一致。地源太阳能联供模式：在冬季晴天时，太阳光强，空气温
度低于土壤温度，采用地源热泵避免结霜问题。其基本流程为：双蒸发器热泵回路、地埋管
回路、太阳能回路、干燥器开启，双蒸发器热泵回路中的第三电磁阀11、第六电磁阀15、第八
电磁阀18、第九电磁阀19开启，干燥器中第一电磁阀4、第二电磁阀开启6，地埋管回路中第
十电磁阀21、第十一电磁阀24、第十二电磁阀26、第十四电磁阀27、第十五电磁阀29开启，太
阳能回路中第十七电磁阀31、第十八电磁阀34开启，其余电磁阀关闭，此时工质只流经水冷
式蒸发器16，与依次流经太阳能蓄热水箱和地埋管的水进行换热，其余过程与上述描述的
双蒸发器热泵回路、干燥器、地埋管回路、太阳能回路过程一致。

[0031] 本发明的一种解决单独开式空气源热泵干燥系统在冬季存在结霜，开式热泵干燥系统需要回收热量，单独开式太阳能热泵干燥系统供热不稳定，单独开式地源热泵干燥系
统长期运行后存在当地地温下降和机组热效率降低，且单热源开式热泵不能兼顾冬季和夏
季最佳运行工况问题一种基于土壤源、空气源及太阳能耦合的开式热泵干燥系统。利用土
壤源、空气源及太阳能耦合热泵干燥系统的三种热源互相协调，在冬季利用地源与太阳能
的耦合解决结霜问题，太阳能能量不稳定问题以及系统长期运行后存在当地地温下降和机
组热效率降低，利用热管换热器对干燥室出口高温高湿气流进行热量回收，在夏季利用太
阳能与空气源耦合可以充分利用比土壤温度高的空气能。