CN107202475A - 一种空气源热泵烘干系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空气源热泵烘干系统，属于烘干系统技术领域。本发明主要解决现有热泵烘干系统存在的烘干效率低、消耗能源大、干燥效果不佳、结构设计不合理、易发生返潮现象的技术问题。本发明的技术方案是：一种空气源热泵烘干系统，其中：包括室内腔体、室外上腔体和室外下腔体，所述室内腔体设在烘房内，所述室外上腔体和室外下腔体均设在烘房外；所述空气源热泵烘干系统还包括压缩机、制热冷凝器、排热冷凝器、吸热蒸发器、除湿蒸发器、冷凝水收集盘和储液罐。本发明具有结构紧凑、烘干效率高、成品质量高、应用范围广、模块化设计、兼容辅助热源、操作简单、结构设计合理、不受环境温度和湿度的影响等优点。

Description

一种空气源热泵烘干系统
技术领域
本发明属于烘干技术领域，特别涉及一种空气源热泵烘干系统。
背景技术
热泵技术日益成熟，广泛应用于空调、供暖、热水、热回收、烘干行业。
现有的热泵烘干系统，如中国专利CN201220359802.8公开了一种循环热回收热泵干燥系统，由干燥室、热泵主机系统、回风风机、冷风风机、旁通风阀、回风管、冷风管和热风管组成。所述的干燥室上设有操作门、排风口和进风口。所述的热泵主机系统由冷凝器、第一冷媒管、压缩机、第二冷媒管、蒸发器、第三冷媒管、膨胀阀、第四冷媒依次连接组成一个循环系统。冷凝器的出风口通过热风管与干燥室上的进风口连接，干燥室上的排风口上安装有一根回风管，回风管上设有一个回风风机，回风管的另一端与冷风管连接，冷风管的出风口与蒸发器的进风端口连接，冷风管的进风口上设有一个旁通风阀，冷风管的出风口端设有一个冷风风机，回风管连接在冷风管上的旁通风阀和冷风风机之间；中国专利(201310565548.6)公开了一种闭环除湿热泵干燥系统，它包括：隔热干燥空间体，与外界空气隔离，以形成封闭的容腔；托盘，放置于所述容腔内；所述托盘具有通孔，以形成气流通管；热泵干燥机；装设于所述容腔内，它包括自上而下或者自下而上地设置有出风口、抽风机、热泵冷凝器、回热器、蒸发器和进风口，以在所述隔热干燥空间体内形成上下循环热干燥除湿气流，从出风口排出经过所述托盘通孔再从所述进风口进入。
以上两种烘干设备均有着不同的缺陷，以第一种为例，存在以下缺陷：1)、热泵主机自身的散热没有被利用；2)、施工操作较为复杂，成本高；3)、没有解决环境湿度对烘干物料造成的重要影响，导致物料无法达到所需干度，不能达到烘干需求；再以第二种为例，存在以下缺陷：1)、热泵主机自身的散热虽被利用，但其制热的效率却等同于电加热，完全丧失了热泵高效制热的特点；2)、在烘房内高湿的空气中除湿的效率远低于排湿，并且还没有第一案例的热回收功能；3)、同样没有解决环境湿度对烘干物料造成的重要影响，导致物料无法达到所需干度，除湿时烘房内因温度过高排热导致烘房外部潮湿的空气进入烘房对烘干物料造成返潮，造成烘干效率低下，甚至零效率，不能达到烘干需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种空气源热泵烘干系统，解决现有热泵烘干系统存在的烘干效率低、消耗能源大、干燥效果不佳、结构设计不合理、易发生返潮现象的技术问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种空气源热泵烘干系统，其中：包括室内腔体、室外上腔体和室外下腔体，所述室内腔体、室外上腔体和室外下腔体为一体设置，所述室内腔体设在烘房内，所述室外上腔体和室外下腔体均设在烘房外，所述室外上腔体设在室外下腔体上方；所述室外上腔体和室外下腔体之间设有连接支撑杆；
所述室外上腔体的一侧侧壁上设有与烘房连通的排湿风门，另一侧侧壁上部设有与外界连通的热回收风门；所述室外下腔体为独立腔体；所述室内腔体的一侧侧壁下部设有出风口，所述室内腔体的另一侧侧壁中部设有与外界连通的进风风门，所述室内腔体顶部设有回风风门；所述出风口内侧装有烘干风机；所述空气源热泵烘干系统的内外腔体之间除排湿风门和进风风门的风口之外均设有保温分隔板；
所述空气源热泵烘干系统还包括压缩机、制热冷凝器、排热冷凝器、吸热蒸发器、除湿蒸发器、冷凝水收集盘和储液罐；所述制热冷凝器、压缩机、储液罐、冷凝水收集盘和除湿蒸发器由下至上依次设于室内腔体中；
所述排热冷凝器设在室外下腔体内，所述排热冷凝器通过设置在室外下腔体侧壁的风扇I与外界连通；所述吸热蒸发器设在室外上腔体的内风门下方，所述吸热蒸发器通过设置在室外上腔体侧壁的风扇II与外界连接；所述冷凝水收集盘分别设在吸热蒸发器和除湿蒸发器的下方；所述冷凝水收集盘底部设有排水口，所述排水口通过排水管道与外界连通；
所述压缩机的出口通过三通比例阀分别与制热冷凝器和排热冷凝器的进口连接，所述制热冷凝器和排热冷凝器的出口分别与四通的进口连接，四通的一个出口通过节流阀与除湿蒸发器的进口连接，所述四通的另一个出口通过节流阀与吸热蒸发器的进口连接，所述除湿蒸发器和吸热蒸发器的出口与储液罐的进口连接，所述储液罐的出口与压缩机的进口连接；
所述空气源热泵烘干系统中还设有若干压力传感器、温度传感器和湿度传感器。
进一步，所述排湿风门、进风风门、热回收风门和回风风门均为风量可调的电控风门。
进一步，所述室内腔体中制热冷凝器的下方设有电加热器和辅助热源换热器。
本发明采用空气源热泵收集空气中的热量作为物料烘干的高效热源；室内腔体、室外上腔体和室外下腔体的设置，在对烘房内高效加热的同时，还可通过吸热蒸发器回收烘房排湿时排出湿热空气中的热能，提高设备的供热能力和效率；当烘房内湿度低于环境湿度时，烘房内外空气杜绝流通，烘房内除湿蒸发器工作进行除湿，当烘房内温度超过预设温度时通过三通比例阀对排热冷凝器进行控制，把多余的热量排放。可有效避免环境湿度对烘干物料的影响，防止除湿时烘房外部潮湿的空气进入烘房对已烘干物料造成返潮影响。
由于本发明采用了上述的技术方案，空气源热泵烘干系统实现该系统在热泵制热烘干、烘房排湿余热回收、烘房封闭除湿、烘房除湿封闭排热、烘房通风降温五大功能中每个功能的风流路径，达到物料烘干的需求，可以在任何温度、湿度的环境中实现对物料的烘干，满足所有物料的烘干需求。
与现有技术相比，本发明具有结构紧凑、烘干效率高、成品质量高、应用范围广、模块化设计、兼容辅助热源、操作简单、结构设计合理、不受环境温度和湿度的影响等优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的冷媒循环路径示意图；
具体实施方式
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述。
如图1和图2所示，一种空气源热泵烘干系统，其中：包括室内腔体1、室外上腔体2和室外下腔体3，所述室内腔体1、室外上腔体2和室外下腔体3为一体设置，所述室内腔体1设在烘房内，所述室外上腔体2和室外下腔体3均设在烘房外，所述室外上腔体2设在室外下腔体3上方；所述室外上腔体2和室外下腔体3之间设有连接支撑杆21；
所述室外上腔体2的一侧侧壁上设有与烘房连通的排湿风门4，另一侧侧壁上部设有与外界连通的热回收风门5；所述室外下腔体3为独立腔体；所述室内腔体1的一侧侧壁下部设有出风口6，所述室内腔体1的另一侧侧壁中部设有与外界连通的进风风门7，所述室内腔体1顶部设有回风风门8；所述出风口6内侧装有烘干风机9；所述空气源热泵烘干系统的内外腔体之间除排湿风门4和进风风门7的风口之外均设有保温分隔板22；
所述空气源热泵烘干系统还包括压缩机10、制热冷凝器11、排热冷凝器12、吸热蒸发器13、除湿蒸发器14、冷凝水收集盘20和储液罐15；所述制热冷凝器11、压缩机10、储液罐15、冷凝水收集盘20和除湿蒸发器14由下至上依次设于室内腔体1中；
所述排热冷凝器12设在室外下腔体3内，所述排热冷凝器12通过设置在室外下腔体3侧壁的风扇I18与外界连通；所述吸热蒸发器13设在室外上腔体2的内风门下方，所述吸热蒸发器13通过设置在室外上腔体2侧壁的风扇II19与外界连接；所述冷凝水收集盘20分别设在吸热蒸发器13和除湿蒸发器14的下方；所述冷凝水收集盘20底部设有排水口，所述排水口通过排水管道与外界连通；
所述压缩机10的出口通过三通比例阀分别与制热冷凝器11和排热冷凝器12的进口连接，所述制热冷凝器11和排热冷凝器12的出口分别与四通的进口连接，四通的一个出口通过节流阀与除湿蒸发器14的进口连接，所述四通的另一个出口通过节流阀与吸热蒸发器15的进口连接，所述除湿蒸发器14和吸热蒸发器13的出口与储液罐15的进口连接，所述储液罐15的出口与压缩机10的进口连接；
所述空气源热泵烘干系统中还设有若干压力传感器、温度传感器和湿度传感器。
进一步，所述排湿风门、进风风门、热回收风门和回风风门均为风量可调的电控风门。
进一步，所述室内腔体中制热冷凝器的下方设有电加热器和辅助热源换热器。
本发明的工作过程如下：
热泵制热烘干过程：
启动烘干风机9，房内风流由回风风门8打开进入室内腔体1中，经过制热冷凝器11工作制热，经加热后的空气由烘干风机9自出风口6吹入烘房；房外风流由热回收风门5打开进入室外上腔体2，经过吸热蒸发器13后通过风扇II19排出；
工作过程中除湿蒸发器14和排热冷凝器12不工作；排湿风门4和进风风门7始终关闭。
烘房排湿余热回收过程：
启动烘干风机9，房外风流由进风风门7打开进入室内腔体1中，经过制热冷凝器11工作制热，经加热后的空气由烘干风机9自出风口6吹入烘房；同时烘房内的湿热空气经排湿风门4打开进入室外上腔体2，经过吸热蒸发器13回收余热后通过风扇II19排出；
工作过程中除湿蒸发器14和排热冷凝器12不工作；回风风门8和热回收风门5始终关闭。
烘房封闭除湿或排热过程：
启动烘干风机9，房内空气由回风风门8打开进入室内腔体1中，经过除湿蒸发器14工作除湿冷凝去除空气中水分、制热冷凝器11工作制热，经除湿、加热后的空气由烘干风机9自出风口6吹入烘房；
排热或降温时冷凝器12打开，通过风扇I18排出多余热量；制热冷凝器11关闭或适量开启；
工作过程中吸热蒸发器13不工作；排湿风门4、进风风门7和热回收风门5始终关闭。
烘房通风降温过程：
房外风流由进风风门7打开进入室内腔体1中，然后由烘干风机9自出风口6吹入烘房；同时烘房内的热空气依次经排湿风门4打开和热回收风门5打开排出；
工作过程中压缩机10、制热冷凝器11、排热冷凝器12、吸热蒸发器13、除湿蒸发器14均不工作；回风风门8始终关闭。
极寒模式制热烘干过程：
启动烘干风机9，房内风流由回风风门8打开进入室内腔体1中，经过除湿蒸发器14工作除湿冷凝去除空气中水分、制热冷凝器11工作制热后，经过电加热器16进行二次加热，经除湿、两次加热后的空气由烘干风机9自出风口6吹入烘房，进行循环加热除湿；
工作过程中吸热蒸发器13、排热冷凝器12不工作；排湿风门4、进风风门7和热回收风门5始终关闭；
极寒模式烘房排湿余热回收、烘房封闭排热、烘房通风降温的过程，参照空气源热泵烘干系统的烘房排湿余热回收、烘房封闭除湿或排热、烘房通风降温的过程。

Claims (3)

1.一种空气源热泵烘干系统，其特征在于：包括室内腔体(1)、室外上腔体(2)和室外下腔体(3)，所述室内腔体(1)、室外上腔体(2)和室外下腔体(3)为一体设置，所述室内腔体(1)设在烘房内，所述室外上腔体(2)和室外下腔体(3)均设在烘房外，所述室外上腔体(2)设在室外下腔体(3)上方；所述室外上腔体(2)和室外下腔体(3)之间设有连接支撑杆(21)；
所述室外上腔体(2)的一侧侧壁上设有与烘房连通的排湿风门(4)，另一侧侧壁上部设有与外界连通的热回收风门(5)；所述室外下腔体(3)为独立腔体；所述室内腔体(1)的一侧侧壁下部设有出风口(6)，所述室内腔体(1)的另一侧侧壁中部设有与外界连通的进风风门(7)，所述室内腔体(1)顶部设有回风风门(8)；所述出风口(6)内侧装有烘干风机(9)；所述空气源热泵烘干系统的内外腔体之间除排湿风门(4)和进风风门(7)的风口之外均设有保温分隔板(22)；
所述空气源热泵烘干系统还包括压缩机(10)、制热冷凝器(11)、排热冷凝器(12)、吸热蒸发器(13)、除湿蒸发器(14)、冷凝水收集盘(20)和储液罐(15)；所述制热冷凝器(11)、压缩机(10)、储液罐(15)、冷凝水收集盘(20)和除湿蒸发器(14)由下至上依次设于室内腔体(1)中；
所述排热冷凝器(12)设在室外下腔体(3)内，所述排热冷凝器(12)通过设置在室外下腔体(3)侧壁的风扇I(18)与外界连通；所述吸热蒸发器(13)设在室外上腔体(2)的内风门下方，所述吸热蒸发器(13)通过设置在室外上腔体(2)侧壁的风扇II(19)与外界连接；所述冷凝水收集盘(20)分别设在吸热蒸发器(13)和除湿蒸发器(14)的下方；所述冷凝水收集盘(20)底部设有排水口，所述排水口通过排水管道与外界连通；
所述压缩机(10)的出口通过三通比例阀分别与制热冷凝器(11)和排热冷凝器(12)的进口连接，所述制热冷凝器(11)和排热冷凝器(12)的出口分别与四通的进口连接，四通的一个出口通过节流阀与除湿蒸发器(14)的进口连接，所述四通的另一个出口通过节流阀与吸热蒸发器(15)的进口连接，所述除湿蒸发器(14)和吸热蒸发器(13)的出口与储液罐(15)的进口连接，所述储液罐(15)的出口与压缩机(10)的进口连接；
所述空气源热泵烘干系统中还设有若干压力传感器、温度传感器和湿度传感器。
2.根据权利要求1所述的一种空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述排湿风门(4)、进风风门(7)、热回收风门(5)和回风风门(8)均为风量可调的电控风门。
3.根据权利要求1所述的一种空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述室内腔体(1)中制热冷凝器(11)的下方设有电加热器(16)和辅助热源换热器(17)。
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