CN104807314A - 一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及箱式换向通风干燥机，属于农作物干燥领域。一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置，其特征在于：干燥箱体的左右两个风室还设置有各自的出风口，出风口连接风门，左风室连接左风门，右风室连接右风门，左风门和右风门分别通过左过渡风管和右过渡风管连接到设置在中间的回路控制三通，所述回路控制三通分别控制左路出风或右路出风经过板翅式热交换器进行余热回收，经过板翅式热交换器加热后的新鲜空气进入风机用于后续干燥，所述回路控制三通为倒三角体，左右两边分别为与左过渡风管连接的三通左风门和与右过渡风管连接的三通右风门，顶平面通过弹性通风管与热交换器相连。本发明可节省干燥能耗40％以上，提高了能源的利用效率。

Description

一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置及方法
技术领域
本发明涉及箱式换向通风干燥机，尤其涉及一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置及方法。
背景技术
随着我国农村粮油作物机械化集中收获快速发展，由于产地晾晒设施不足和阴雨天气限制，高水分粮油物料不能及时干燥而造成霉变损失等问题非常突出。箱式通风干燥机作为一种经济实用的粮食干燥机，设备结构简单、操作方便、配置灵活、价格低廉，且能适应于不同农产品物料的干燥，设备通用性好、利用率高、投资回收期短，逐渐被我国农户采用作为应及式辅助干燥手段。
但现有的箱式通风干燥机存在着以下几个问题：通风不均匀，存在较大的通风死角；等高床层物料温度分布差异大，降水速率不一致；上下床层物料干燥先后次序固定，上层物料干燥滞后严重；能量利用率低，浪费严重，且回收困难。
本所采用换向通风干燥技术和热空气分流引流技术设计了箱式可换向通风干燥机，已获得专利授权，专利号为ZL201210532111.8。箱式换向通风干燥机包括封闭的干燥箱体，通过入风管与风机相连，在干燥箱体内安装有测温传感器，所述测温传感器电连接控制器，所述控制器电连接加热设备和风机，所述加热设备设置在风机鼓风口旁，所述入风管和通风口设置有两套，均与一台风机相连，干燥箱体旁设置有通风口，所述通风口设置在干燥箱体的下部，干燥箱体内部竖直设置有隔板将干燥箱体内分成两个顶部连通的半间箱室，两个半间箱室内水平设置有搁放待干燥物料的网板，网板下为左右两个风室，所述通风口连接换向通风装置。此箱式可换向通风干燥机采用热空气分流引流技术解决了固定床箱式通风干燥机通风死角过大及水平层通风不均匀的问题，提高了同一水平层物料干燥的均匀性；换向通风干燥技术改变了料床上下层物料固有的干燥次序，有效解决了料层厚度方向的干燥不均匀性。但是该技术和之前的箱式通风干燥机一样，仍存在干燥作业中后期能量利用率低(仅有15％～50％)、浪费严重(尤其采用高温干燥时)的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置及方法，解决现在干燥作业中后期能量利用率低、尤其采用高温干燥时浪费严重的缺陷。
技术方案
一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置，箱式换向通风干燥机包括封闭的干燥箱体，在干燥箱体的一边设置有通风口，通过入风管与风机相连，所述通风口设置在干燥箱体的下部，干燥箱体内部包括两个顶部连通的半间箱室，两个半间箱室内水平设置有搁放待干燥物料的网板，网板下为左右两个风室，所述通风口连接换向通风装置，其特征在于：所述干燥箱体的左右两个风室还设置有各自的出风口，所述出风口连通余热回收装置，所述余热回收装置包括与出风口连接的风门，左风室连接左风门，右风室连接右风门，左风门和右风门分别通过左过渡风管和右过渡风管连接到设置在中间的回路控制三通，所述回路控制三通分别控制左路出风或右路出风经过弹性通风管连通板翅式热交换器进行余热回收，经过板翅式热交换器加热后的新鲜空气进入风机用于后续干燥，所述回路控制三通为倒三角体，左右两边分别为与左过渡风管连接的三通左风门和与右过渡风管连接的三通右风门，顶平面与所述弹性通风管相连。
所述三通左风门和三通右风门采用电子门阀。
所述板翅式热交换器有四个端口，分别为两个入口和两个出口，其中一个入口连接弹性通风管，带有余热的废气进入热交换器芯体的板翅片，经过废气通道，从另一端的废气出口排出，新鲜空气从热交换器另一个入口进入热交换器新鲜空气通道，与废气通道内的废气隔着板翅片进行热交换，新鲜空气被加热后从新鲜空气通道的另一端的出口经过软通风管后进入风机，所述风机采用燃气热风机，加热到指定温度后用于后续干燥。
所述板翅片采用铝箔翅片。
所述板翅式热交换器设置在机架上，与上方的弹性通风管相连，板翅式热交换器另一面设置风机，风机与干燥箱体连接的入风管设置在机架下方。
一种应用上述的余热回收装置对物料干燥时进行余热回收的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)物料潮湿时，采用左右两个风室同时进风进行干燥，从干燥箱体的顶部进行排风，热空气从底向上穿过物料层后直接排入大气，使物料内的水分快速排去，此时余热不回收；(2)干燥物料至稍低水分时，采用换向通风干燥，将风机流出的热空气通入右风室，热空气在右风室从下向上穿过物料层后，经由物料层顶部与干燥箱体盖板之间的空间进入左风室顶部空间，空气流再从上向下穿过左烘干室物料层后，进入左风室底部，最后从左风室底部出风口排入余热回收装置的左过渡风管，回路控制三通的三通左风门开启，三通右风门关闭，则从左风室出风口排出的余热通过板翅式热交换器回收加热新鲜空气，废气排入大气，而经热交换器加热后的新鲜空气进入燃气热风机，根据温度需要进行二次加热或直接用于后续干燥；(3)待左右两个风室物料形成一定的水分梯度后，换向通风装置改为从左风室进风，干燥后空气流从右风室底部出风口排入余热回收装置的右过渡风管，回路控制三通的三通右风门开启，三通左风门关闭，则从右风室出风口排出的余热通过板翅式热交换器回收加热新鲜空气，废气排出，加热后的新鲜空气进入风机，加热或直接用于后续干燥；(4)步骤2和步骤3按照一定的时间间隔相互切换，完成干燥。
所述步骤2中干燥物料至稍低水分时开始换向通风干燥，所述稍低水分指花生荚果类物料的水分低于30％。
有益效果
本发明的箱式换向通风干燥机的余热回收装置和方法采用板翅式热交换器及回路控制，控制从干燥机箱体内流出的废热空气的流向，使得干燥机在不同工作状态下的出风口排出的空气顺利进入换热器，与新鲜空气发生热交换后用于继续干燥，从而达到充分利用废气的热能量的目的。采用本余热回收装置后能节省农作物干燥能耗40％～50％以上。
附图说明
图1为现有的采用换向通风技术的干燥机示意图。
图2为配置有本发明的余热回收装置的干燥机的示意图。
图3为本发明的余热回收装置示意图。
图4为进行干燥时首先将物料从潮湿干燥到稍低水分时，干燥机内空气流穿过物料层的路线示意图。
图5为右烘干箱室进风，左烘干箱室排风，空气流穿过物料层的路线示意图。
图6为右烘干箱室进风，左烘干箱室排风，余热回收装置内空气流动的路线示意图。
图7为左烘干箱室进风，右烘干箱室排风，空气流穿过物料层的路线示意图。
图8为左烘干箱室进风，右烘干箱室排风，余热回收装置内空气流动的路线示意图。
其中：1-干燥箱体，2-入风管，3-燃气热风机，4-网板，5-出风口，6-左风门，7-左过渡风管，8-回路控制三通，9-三通左风门，10-弹性通风管，11-热交换器，12-机架，13-三通右风门，14-右过渡风管，15-右风门。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。
箱式换向通风干燥机采用热空气分流引流技术解决了固定床箱式通风干燥机通风死角过大及水平层通风不均匀的问题，提高了同一水平层物料干燥的均匀性问题，但是仍然在干燥作业中后期存在能量利用率低(仅有15％～50％)、浪费严重(尤其采用高温干燥时)的问题。因此该套设备虽然提高了能量利用率，但是在降低干燥总能耗方面仍有很大的提升空间，本发明提出一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置和方法，提高箱式换向通风干燥机的能量利用率，改善整个干燥机的通风控制方法。
具体改进方法：采用板翅式气-气换热器及相关通风管路，控制从干燥机箱体内流出的废热空气的流进换热器的走向，使得干燥机在不同工作状态下的出风口排出的空气流顺利进入换热器，与新鲜空气发生热交换，从而达到回收废热空气余热的目的。改进后的干燥机如附图2示意，附图3为余热回收装置示意。
箱式换向通风干燥机包括封闭的干燥箱体，在干燥箱体的一边设置有通风口，通过入风管与风机相连，所述通风口设置在干燥箱体的下部，干燥箱体内部包括两个顶部连通的半间箱室，两个半间箱室内水平设置有搁放待干燥物料的网板，网板下为左右两个风室，所述通风口连接换向通风装置，所述干燥箱体的左右两个风室还设置有各自的出风口，所述出风口连通余热回收装置，所述余热回收装置包括与出风口连接的风门，左风室连接左风门，右风室连接右风门，左风门和右风门分别通过左过渡风管和右过渡风管连接到设置在中间的回路控制三通，所述回路控制三通分别控制左路出风或右路出风经过弹性通风管连通板翅式热交换器进行余热回收，经过板翅式热交换器加热后的新鲜空气进入风机用于后续干燥，所述回路控制三通为倒三角体，左右两边分别为与左过渡风管连接的三通左风门和与右过渡风管连接的三通右风门，顶平面与所述弹性通风管相连。
所述三通左风门和三通右风门可以采用电子门阀。所述板翅式热交换器有四个端口，分别为两个入口和两个出口，其中一个入口连接弹性通风管，带有余热的废气进入热交换器芯体的板翅片，经过废气通道，从另一端的废气出口排出；而新鲜空气直接从热交换器另一个入风口处进入热交换器新鲜空气通道，与废气通道内的废气进行热交换(废气与新鲜空气之间隔着铝箔板翅片传热)，加热后的新鲜空气从新鲜空气通道的另一端的出口进入风机，所述风机采用燃气热风机，加热到指定温度后用于后续干燥。
所述板翅式热交换器设置在机架上，与上方的弹性通风管相连，板翅式热交换器另一面设置风机，风机与干燥箱体连接的入风管设置在机架下方。
干燥机共有3种工作状态：
Ⅰ.左右两个烘干箱室同时进风。物料比较潮湿时，以刚收获后的花生荚果为例，料层平均水分超过30％时，换向通风装置两个通风口同时向干燥箱体内通热风，热空气从底向上穿过物料层后直接排入大气(如附图4示意)，使物料内的水分快速排去，该阶段从物料层排出的空气温度比环境温度略高，余热不回收。
Ⅱ.右烘干箱室进风，左烘干箱室排风。待左右两个烘干箱室同时进风干燥物料至稍低水分时(花生荚果＜30％)，热空气仅从换向通风装置入风管通入右烘干箱室底部的右风室，空气流在右烘干箱室从下向上穿过物料层后，经由物料层顶部与盖板之间的空间进入左烘干箱室顶部空间，空气流再从上向下穿过左烘干箱室物料层后，进入左烘干箱室底部的左风室，最后从左风室左侧出风口排入余热回收装置，空气流穿过物料层的路线示意如附图5示意。空气在余热回收装置内的流动路线如附图6示意，此阶段余热回收装置左风门、三通左风门打开，三通右风门、右风门关闭。
Ⅲ.左烘干箱室进风、右烘干箱室排风。待左右两个烘干箱室物料形成一定的水分梯度后，热空气仅从换向通风装置通风口通入左烘干箱室底部风室，空气流在左烘干箱室从下向上穿过物料层后，经由物料层顶部与盖板之间的空间进入右烘干箱室顶部空间，空气流再从上向下穿过右烘干箱室物料层后，进入右烘干箱室底部的右风室，最后从右风室右侧出风口排入余热回收装置，空气流穿过物料层的路线示意如附图7示意。空气在余热回收装置内的流动路线如附图8示意，此阶段余热回收装置的右风门、三通右风门打开，三通左风门、右风门关闭。
在整个干燥过程中，第Ⅱ、Ⅲ两种工作状态，按照一定的时间间隔相互切换，以此达到了固定床通风干燥在同一时刻物料床不同位置干燥条件不一致的劣势情况下，确保了干燥结果的均匀性的目的。
经过实际测试，采用余热回收装置至少可节省农作物干燥能耗40％～50％。本发明采用板翅式热交换器及相关通风管路和回路控制三通，控制从干燥机箱体内流出的废热空气的走向，使得干燥机排出的废热空气与新鲜空气发生热交换，回收废热空气的余热后的空气继续加热或直接作为后续干燥的热源，从而达到充分利用废气的热能量的目的，采用本余热回收装置后，大大提高了能源的利用效率，杜绝了能源的浪费。

Claims (7)

1.一种箱式换向通风干燥机的余热回收装置，箱式换向通风干燥机包括封闭的干燥箱体，在干燥箱体的一边设置有通风口，通过入风管与风机相连，所述通风口设置在干燥箱体的下部，干燥箱体内部包括两个顶部连通的半间箱室，两个半间箱室内水平设置有搁放待干燥物料的网板，网板下为左右两个风室，所述通风口连接换向通风装置，其特征在于：所述干燥箱体的左右两个风室还设置有各自的出风口，所述出风口连通余热回收装置，所述余热回收装置包括与出风口连接的风门，左风室连接左风门，右风室连接右风门，左风门和右风门分别通过左过渡风管和右过渡风管连接到设置在中间的回路控制三通，所述回路控制三通分别控制左路出风或右路出风经过弹性通风管连通板翅式热交换器进行余热回收，经过板翅式热交换器加热后的新鲜空气进入风机用于后续干燥，所述回路控制三通为倒三角体，左右两边分别为与左过渡风管连接的三通左风门和与右过渡风管连接的三通右风门，顶平面与所述弹性通风管相连。
2.如权利要求1所述的箱式换向通风干燥机的余热回收装置，其特征在于：所述三通左风门和三通右风门采用电子门阀。
3.如权利要求1所述的箱式换向通风干燥机的余热回收装置，其特征在于：所述板翅式热交换器有四个端口，分别为两个入口和两个出口，其中一个入口连接弹性通风管，带有余热的废气进入热交换器芯体的板翅片，经过废气通道，从另一端的废气出口排出，新鲜空气从热交换器另一个入口进入热交换器新鲜空气通道，与废气通道内的废气隔着板翅片进行热交换，新鲜空气被加热后从新鲜空气通道的另一端的出口经过软通风管后进入风机，所述风机采用燃气热风机，加热到指定温度后用于后续干燥。
4.如权利要求3所述的箱式换向通风干燥机的余热回收装置，其特征在于：所述板翅片采用铝箔翅片。
5.如权利要求1所述的箱式换向通风干燥机的余热回收装置，其特征在于：所述板翅式热交换器设置在机架上，与上方的弹性通风管相连，板翅式热交换器另一面设置风机，风机与干燥箱体连接的入风管设置在机架下方。
6.一种应用如权利要求1所述的余热回收装置对物料干燥时进行余热回收的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)物料潮湿时，采用左右两个风室同时进风进行干燥，从干燥箱体的顶部进行排风，热空气从底向上穿过物料层后直接排入大气，使物料内的水分快速排去，此时余热不回收；(2)干燥物料至稍低水分时，采用换向通风干燥，将风机流出的热空气通入右风室，热空气在右风室从下向上穿过物料层后，经由物料层顶部与干燥箱体盖板之间的空间进入左风室顶部空间，空气流再从上向下穿过左烘干室物料层后，进入左风室底部，最后从左风室底部出风口排入余热回收装置的左过渡风管，回路控制三通的三通左风门开启，三通右风门关闭，则从左风室出风口排出的余热通过板翅式热交换器回收加热新鲜空气，废气排入大气，而经热交换器加热后的新鲜空气进入燃气热风机，根据温度需要进行二次加热或直接用于后续干燥；(3)待左右两个风室物料形成一定的水分梯度后，换向通风装置改为从左风室进风，干燥后空气流从右风室底部出风口排入余热回收装置的右过渡风管，回路控制三通的三通右风门开启，三通左风门关闭，则从右风室出风口排出的余热通过板翅式热交换器回收加热新鲜空气，废气排出，加热后的新鲜空气进入风机，加热或直接用于后续干燥；(4)步骤2和步骤3按照一定的时间间隔相互切换，完成干燥。
7.如权利要求6所述的对物料干燥时进行余热回收的方法，其特征在于：所述步骤2中干燥物料至稍低水分时开始换向通风干燥，所述稍低水分指花生荚果类物料的水分低于30％。
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