CN107462048B - 一种基于分区控制的热泵带式干燥设备及其干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及热泵干燥技术领域，公开了一种基于分区控制的热泵带式干燥设备及其干燥方法，包括干燥室和位于干燥室内用于输送待干燥物料的传送机构；干燥室内沿传送机构输送方向设有多个干燥除湿区域，每个干燥除湿区域均包括热泵干燥装置；每个热泵干燥装置均包括除湿单元、加热单元和回风道，传送机构位于加热单元下部，除湿单元和回风道位于传送机构一侧；在加热单元底部设有排湿风道和排湿口，在除湿单元靠近回风道侧壁顶部设有回风阀，在排湿风道内设有第一排湿阀，第一排湿阀和回风阀开度是可调节的。该系统能够实现物料连续干燥过程，不同干燥区域独立控制，以针对不同区域物料实现不同干燥工况，从而提高低温室外工况下的干燥效率且能效高。

Description

一种基于分区控制的热泵带式干燥设备及其干燥方法

技术领域

本发明涉及热泵干燥技术领域，尤其涉及一种基于分区控制的热泵带式干燥设备及其干燥方法。

背景技术

干燥是高能耗的加工程序，传统燃煤、燃气干燥能源利用率低，且对环境不友好。热泵具有回收废热，能效高，温湿度控制精度高等优点，使高效节能的热泵在干燥应用技术的研究越发重要。

热泵干燥技术在箱式干燥的研究已经相对较多，但是箱式干燥系统效率比较低。而目前现有的热泵带式干燥设备中在低温室外工况下能耗高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种基于分区控制的热泵带式干燥设备及其干燥方法，旨在解决低温室外工况下热泵带式干燥设备能效低和箱体干燥效率差的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于分区控制的热泵带式干燥设备，其包括干燥室以及位于所述干燥室内用于输送待干燥物料的传送机构，在所述干燥室的两端分别设置有进料口和出料口；所述干燥室内沿所述传送机构的输送方向设置有多个干燥除湿区域，每个所述干燥除湿区域均包括热泵干燥装置；每个所述热泵干燥装置均包括除湿单元、加热单元以及位于所述除湿单元和所述加热单元之间的回风道，所述传送机构位于所述加热单元的下部，所述除湿单元和所述回风道位于所述传送机构的一侧；在所述加热单元的底部设置有与所述除湿单元连通的排湿风道，以及用于将经物料干湿交换的湿气排入所述回风道的排湿口，在所述除湿单元靠近所述回风道的侧壁顶部设置有回风阀，在所述排湿风道内设置有第一排湿阀，所述第一排湿阀和所述回风阀的开度是可调节的。

其中，所述除湿单元包括除湿间以及位于所述除湿间内的热泵机组，热泵机组的蒸发器的底部设置有蓄水槽以及用于将蓄水槽内的水排至外部的排水管。

其中，所述加热单元包括加热间以及位于所述加热间内的冷凝器风机和冷凝器，所述冷凝器设置在所述冷凝器风机上部。

其中，还包括控制装置，所述控制装置分别与每个所述热泵干燥装置的所述第一排湿阀和所述回风阀连接。

其中，在所述除湿单元的顶部设置有用于将所述除湿单元内的风排至所述干燥室外部的排风阀，在所述回风道的顶部设置有用于将干燥室外部的新风引入所述干燥室内的新风阀，所述排风阀和所述新风阀的开度是可调节的，且所述排风阀、所述新风阀分别与所述控制装置连接。

其中，在所述排湿口内还设置有第二排湿阀，所述第二排湿阀的开度是可调节的，且所述第二排湿阀与所述控制装置连接。

其中，所述传送机构采用多孔物料传送带，且所述多孔物料传送带的传送速率是可调的，所述多孔物料传送带与所述控制装置连接。

其中，在每个所述热泵干燥装置的除湿单元远离所述回风道的一侧均设置有主机室门。

其中，所述干燥室由保温材料制成。

本发明还公开了一种利用分区控制的热泵带式干燥设备干燥物料的方法，其包括半开路式干燥模式和闭路式干燥模式两种：

当所述热泵带式干燥设备满足不了除湿要求时，开启半开路式干燥模式，即开启新风阀和排风阀，关闭回风阀；

当所述热泵带式干燥设备满足除湿要求时，开启闭路式干燥模式，即关闭排风阀和新风阀，开启回风阀。

(三)有益效果

本发明提供的热泵带式干燥设备及其干燥方法能够实现物料的连续干燥过程，采用顶送底回的气流方式且可根据物料的干燥特性来分别调节不同干燥除湿区域的热泵干燥装置的第一排湿阀和回风阀的开度，从而调整旁通风量，以针对不同干燥除湿区域的物料实现不同的干燥工况，提高低温室外工况下的干燥效率，且能效高，从而实现在低温室外工况下系统的高效稳定运行。

此外，该热泵带式干燥设备通过在除湿单元的顶部设置排风阀并在回风道的顶部设置新风阀，以使得排湿量满足不了物料的出水情况时，此时该热泵带式干燥设备开启半开路式干燥模式，即开启排风阀和新风阀，将蒸发器降温除湿的空气经排风阀排至干燥室外部，并经新风阀从干燥室外部引入相同量的新风，以保证系统的热湿稳定性。即本发明所提供的热泵带式干燥设备能够实现半开路式和闭路式干燥两种干燥模式的运行，一方面有效地回收了废热，提高干燥效率和干燥品质，另一方面保证了系统的热湿稳定性。

附图说明

图1示出了根据本发明的一种基于分区控制的热泵带式干燥设备的气流流程图；

图2是图1中的一种基于分区控制的热泵带式干燥设备的A-A的剖视图，并示出了闭路式气流的流程图；

图3是图1中的一种基于分区控制的热泵带式干燥设备的A-A的剖视图，并示出了半开路式气流的流程图；

图4是根据本发明的一种基于分区控制的热泵带式干燥设备的蒸发器的结构示意图。

图中：1：进料口；2：待干物料；3：传送机构；4：出料口；5：排风阀；6：冷凝器；7：冷凝器风机；8：回风道；9：排湿通道；10：保温结构；11：回风阀；12：热泵机组；13：新风阀；14：主机室门；15：蓄水槽；16：排水管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种基于分区控制的热泵带式干燥设备，包括干燥室以及位于干燥室内用于输送待干物料的传送机构3，在干燥室的两端分别设置有进料口1和出料口4，其中进料口1用于放入待干物料2，出料口4用于排出已干燥完成的物料2。干燥室内沿传送机构3的输送方向设置有多个干燥除湿区域，每个干燥除湿区域均包括热泵干燥装置；每个热泵干燥装置均包括除湿单元、加热单元以及位于除湿单元和加热单元之间的回风道8，传送机构3位于加热单元的下部，除湿单元和回风道8位于传送机构3的一侧；在加热单元的底部设置有与除湿单元连通的排湿风道9，以及用于将干燥室内经物料热湿交换的湿气排入回风道8的排湿口，在除湿单元靠近回风道8的侧壁顶部设置有回风阀11，在排湿风道9内设置有第一排湿阀，其中第一排湿阀和回风阀11的开度是可调节的，经物料热湿交换的空气一部分排入回风道8，一部分经排湿风道9排入除湿单元，排入除湿单元的回风与除湿单元内的空气混合后经除湿单元降温除湿，经除湿单元降温除湿的空气通过回风阀11排入回风道与另一部分回风混合，混合风经加热单元等湿加热升温后向下排至传送机构3处，与待干物料2进行热湿交换。本发明所提供的热泵带式干燥设备能够实现物料的连续干燥过程，采用顶送底回的气流方式并可根据物料的干燥特性来分别调节不同干燥除湿区域的热泵干燥装置的第一排湿阀和回风阀11的开度，从而调整旁通风量，以针对不同干燥除湿区域的物料实现不同的干燥工况，提高低温室外工况下的干燥效率，且能效高，从而实现在低温室外工况下系统的高效稳定运行。

具体地，除湿单元包括除湿间以及位于除湿间内的热泵机组12，热泵机组12包括压缩机(优选变频压缩机)、蒸发器和节流器，干燥室内经物料热湿交换的空气一部分排入回风道8，一部分经排湿风道9排入除湿间，排入除湿间的回风与除湿间内的空气混合后经蒸发器降温除湿，并经回风阀11排至回风道8。在蒸发器的底部设置有用于容纳湿气经蒸发器冷凝后变成的水的蓄水槽15以及将蓄水槽15内的水排至外部的排水管16。

加热单元包括加热间以及位于加热间内的冷凝器风机7(优选变频风机)和冷凝器6，冷凝器6设置在冷凝器风机7上部。经蒸发器降温除湿的空气通过回风阀11排入回风道8与另一部分回风混合，混合风经冷凝器6等湿加热升温后经冷凝器风机7向下排至传送机构3处。

优选地，该热泵带式干燥设备还包括控制装置(未示出)，控制装置分别与每个干燥除湿区域的第一排湿阀、热泵机组12、回风阀11和冷凝器风机7连接。在本实施例中，第一排湿阀、热泵机组12、回风阀11和冷凝器风机7的开启或关闭(或者风阀的开度大小)通过控制开关、温度控制器和PLC面板控制运行。将控制开关、温度控制器、PLC面板等集成在一箱体内，安装在干燥室外部，用于控制干燥系统的运行。

此外，在除湿单元的顶部设置有用于将除湿单元内的风排至干燥室外部的排风阀5，在回风道8的顶部设置有用于将干燥室外部的新风引入干燥室内的新风阀13，优选排风阀7和新风阀13的开度是可调节的，且该排风阀5和新风阀13与控制装置连接，以通过控制装置控制排风阀5和新风阀13的开启或关闭(或者风阀的开度大小)。该热泵带式干燥设备通过设置在除湿单元顶部的排风阀5以及设置在回风道的顶部的新风阀13，以使得排湿量满足不了物料的出水情况时，该热泵带式干燥设备开启半开路式干燥模式，即开启排风阀5和新风阀13，将蒸发器降温除湿的空气经排风阀5排至干燥室外部，并经新风阀13从干燥室外部引入相同量的新风，以保证系统的热湿稳定性。本发明所提供的热泵带式干燥设备能够实现半开路式和闭路式干燥系统的运行，一方面有效地回收了废热，提高干燥效率和干燥品质，另一方面保证了系统的热湿稳定性。

此外，为了提高该热泵带式干燥设备的干燥效率，优选在排湿口处设置有第二排湿阀，该第二排湿阀的开度是可调节的，且该第二排湿阀与控制装置连接，以通过控制装置控制第二排湿阀的开启或关闭(或者风阀的开度大小)。在干燥过程中也可根据物料的干燥特性和系统的干燥工况，调节排风阀5、第一排湿阀5、第二排湿阀、新风阀13和回风阀11的开度，实现系统的干燥除湿的稳定性。

此外，为了提高干燥效率，优选传送机构3采用多孔物料传送带，且多孔物料传送带的传送速率是可调的，且多孔物料传送带与控制装置连接，以便由控制装置控制多孔物料传送带的传送速率。

进一步地，在每个所述热泵干燥装置的除湿单元远离所述回风道8的一侧均设置有主机室门14，以便通过主机室门14进入干燥除湿区域进行检修。

此外，优选干燥室由保温材料制成，以便于提高干燥效果，提高能效。

本发明还公开了一种利用上述基于分区控制的热泵带式干燥设备干燥物料的方法，其包括半开路式干燥模式(如图3所示)和闭路式干燥模式(如图2所示)两种：

当热泵带式干燥设备满足不了除湿要求时，开启半开路式干燥模式，即开启排风阀5和新风阀13，关闭回风阀11；

当热泵带式干燥设备满足除湿要求时，开启闭路式干燥模式，即关闭排风阀5和新风阀13，开启回风阀11。

需要说明的是，无论在半开路式干燥模式还是闭路式干燥模式情况下，第一排湿阀和排湿口都是开启的。

本发明所提供的干燥方法能够实现半开路式和闭路式干燥系统的运行，一方面有效地回收了废热，提高干燥效率和干燥品质，另一方面保证了系统的热湿稳定性，能够适用室外环境变化较大的干燥要求，提高热泵机组能效。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于分区控制的热泵带式干燥设备，其特征在于，包括干燥室以及位于所述干燥室内用于输送待干燥物料的传送机构，在所述干燥室的两端分别设置有进料口和出料口；所述干燥室内沿所述传送机构的输送方向设置有多个干燥除湿区域，每个所述干燥除湿区域均包括热泵干燥装置；每个所述热泵干燥装置均包括除湿单元、加热单元以及位于所述除湿单元和所述加热单元之间的回风道，所述传送机构位于所述加热单元的下部，所述除湿单元和所述回风道位于所述传送机构的一侧；在所述加热单元的底部设置有与所述除湿单元连通的排湿风道，以及用于将经物料干湿交换的湿气排入所述回风道的排湿口，在所述除湿单元靠近所述回风道的侧壁顶部设置有回风阀，在所述排湿风道内设置有第一排湿阀，所述第一排湿阀和所述回风阀的开度是可调节的，在所述除湿单元的顶部设置有用于将所述除湿单元内的风排至所述干燥室外部的排风阀，在所述回风道的顶部设置有用于将干燥室外部的新风引入所述干燥室内的新风阀。

2.根据权利要求1所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，所述除湿单元包括除湿间以及位于所述除湿间内的热泵机组，热泵机组的蒸发器的底部设置有蓄水槽以及用于将蓄水槽内的水排至外部的排水管。

3.根据权利要求1所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，所述加热单元包括加热间以及位于所述加热间内的冷凝器风机和冷凝器，所述冷凝器设置在所述冷凝器风机上部。

4.根据权利要求1所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置分别与每个所述热泵干燥装置的所述第一排湿阀和所述回风阀连接。

5.根据权利要求4所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，所述排风阀和所述新风阀的开度是可调节的，且所述排风阀、所述新风阀分别与所述控制装置连接。

6.根据权利要求4所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，在所述排湿口内还设置有第二排湿阀，所述第二排湿阀的开度是可调节的，且所述第二排湿阀与所述控制装置连接。

7.根据权利要求4所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，所述传送机构采用多孔物料传送带，且所述多孔物料传送带的传送速率是可调的，所述多孔物料传送带与所述控制装置连接。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，在每个所述热泵干燥装置的除湿单元远离所述回风道的一侧均设置有主机室门。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的热泵带式干燥设备，其特征在于，所述干燥室由保温材料制成。

10.一种利用如权利要求1至9中任一所述的基于分区控制的热泵带式干燥设备干燥物料的方法，其特征在于，包括半开路式干燥模式和闭路式干燥模式两种：

当所述热泵带式干燥设备满足不了除湿要求时，开启半开路式干燥模式，即开启新风阀和排风阀，关闭回风阀；

当所述热泵带式干燥设备满足除湿要求时，开启闭路式干燥模式，即关闭排风阀和新风阀，开启回风阀。

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