CN107514899B - 一种热泵烘干装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵烘干装置，包括蒸发室、热泵装置；所述蒸发室包括蒸发室主体、保温结构、输送装置、辅助烘干装置、引风机、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置。本发明的热泵烘干装置将传统热泵烘干装置一段降温一段升温改为两段降温两段升温，高温热泵循环在高温工况下能效比高，低温热泵循环在低温工况下能效比高，两者叠加，比传统一段降温一段升温在同等工况状态下的能效比大大提高。

Description

一种热泵烘干装置

技术领域

本发明涉及热泵，具体涉及一种多工况高效热泵烘干装置。

背景技术

目前，现有热泵烘干装置利用热泵冷凝器对循环风加热，进而加热工质，使工质中水分蒸发，循环风此时为高温高湿状态；再利用蒸发器对高温高湿的循环风降温除湿，排出冷凝水，循环风此时为低温低湿状态；而后循环风再次经过冷凝器加热，变成高温低湿的循环风，通往蒸发室加热工质带走水分，达到干燥工质的目的。现有热泵烘干机采用单一冷媒，蒸发温度、冷凝温度可调范围窄、两者温差越大能效比越低，不能很好地适应各种烘干要求。现有热泵烘干机蒸发器和冷凝器的风量往往采用同一风量，蒸发器在除湿工况中由于需要较大温差以保证除湿量和除湿效率，所以风量较小；但冷凝器空气换热过程为显热升温过程，小的风量导致冷凝压力较高，压缩机压缩比较大，并不节能；并且在工质的烘干过程中，更高的表面风速能够提高其水分的蒸发速度，提高除湿干燥效率，二者所需风量并不相同。所以热泵烘干装置在实际应用中需对蒸发器风量、冷凝器风量分别设置，以达到节能目的；现有热泵烘干装置均采用循环风对烘干工质进行加热，在物料进入循环风烘干工艺前，往往含水率很高，宜增加余热回收以预热物料。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述现有技术存在的不足，提供一种除湿性能显著提升，节约能源和运行费用，节约安装空间的多功能热泵烘干装置。

本发明采用的技术方案是：一种热泵烘干装置，包括蒸发室、热泵装置；所述蒸发室包括蒸发室主体、保温结构、输送装置、辅助烘干装置、引风机、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置；

所述热泵装置包括高温热泵循环、低温热泵循环、辅助换热装置、热回收循环、空气循环、排水系统；

所述高温热泵循环包括高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀和高温热泵管道；所述低温热泵循环包括低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀和低温热泵管道；所述辅助换热装置包括辅助换热器、辅助循环泵；所述热回收循环包括吸热表冷器、散热表冷器、热回收循环泵；所述空气循环包括蒸发器风机、冷凝器风机、风阀、风道；所述排水系统包括接水盘、排水口；

所述热泵装置还包括支架和底座，所述支架固定于底座上，所述支架外由外壳封装，所述高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀、高温热泵管道、低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀、低温热泵管道、蒸发器风机、冷凝器风机、压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件，安装于所述支架内；其中所述压缩机为活塞，或涡旋，或螺杆，或离心式；所述冷凝器和蒸发器均为翅片式或管壳式；所述膨胀阀为物理膨胀阀或电子膨胀阀；所述风机为轴流式或离心式。

进一步地，所述高温热泵循环和低温热泵循环，两循环为独立热泵系统，能同时运行，也能单独运行；根据系统容量和需求，能配备若干压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件；

所述高温热泵循环和低温热泵循环中使用的冷媒能根据实际情况选R22、R407C、R410a的中温冷媒或R134a、R406a、CO2的高温冷媒，两循环中所使用的冷媒不同或相同。

更进一步地，所述高温压缩机的出口通过高温冷媒管道连接高温冷凝器进口、高温冷凝器出口连接高温比例电动阀的进口，高温比例电动阀的出口连接高温膨胀阀进口、高温膨胀阀出口连接高温蒸发器进口、高温蒸发器出口连接高温压缩机进口，形成高温热泵循环；高温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联。

更进一步地，所述低温压缩机的出口通过低温冷媒管道连接低温冷凝器进口、低温冷凝器出口连接低温比例电动阀的进口，低温比例电动阀的出口连接低温膨胀阀进口、低温膨胀阀出口连接低温蒸发器进口、低温蒸发器出口连接低温压缩机进口，形成低温热泵循环；低温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联。

更进一步地，所述辅助换热器的高温冷媒进口与高温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的高温冷媒出口与高温比例电动阀的出口连接，辅助换热器的低温冷媒进口与低温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的低温冷媒出口与低温比例电动阀的出口连接，热泵装置中的辅助换热器出口与蒸发室的辅助烘干装置的辅助加热进水口连接、热泵装置中的辅助循环泵进口与蒸发室的辅助加热出水口连接，形成循环，用以加热初始进入烘干工艺的高含水率的烘干工质，能够通过调整高温比例电动阀和低温比例电动阀调整制热量分配，且能利用烘干工质提高制冷剂过冷效果。

更进一步地，所述热回收循环中的吸热表冷器固定于高温蒸发器进风端前，散热表冷器固定于低温蒸发器出风端后，热回收循环泵的进出水口分别连接吸热表冷器的出水口和散热表冷器的进水口，吸热表冷器的进水口连接散热表冷器的出水口，形成循环；热回收循环泵使导热媒介在冷凝表冷器与散热表冷器之间循环，做热回收以节省电耗。

更进一步地，在所述低温蒸发器、高温蒸发器和吸热表冷器下部安装接水盘；所述接水盘下连接排水口。

更进一步地，所述蒸发室主体包括底座、框架、护板、密封件；所述保温结构、输送装置、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置密封固定于蒸发室主体内，辅助烘干装置的出口及引风机的出风口连接蒸发室主体布料口。

更进一步地，所述保温结构为导热系数小于或等于0.12的保温材料制作加工而成，保温材料为聚苯乙烯，或聚氨酯，或陶瓷保温板，或珍珠岩，或蛭石，或发泡水泥，或玻璃棉，或气凝胶毡；其包覆在蒸发室主体内或外表面；

所述输送装置为输送烘干工质，使其从进料口到出料口缓慢移动，并满足烘干工质在蒸发室内停留时间的传动结构；所述输送装置为带式输送器，或网式输送器，或盘式输送器，或振动流化床；

所述辅助烘干装置用于加热烘干工质，属于接触式传热；所述辅助烘干装置为空心桨叶床或薄片式烘干床；

所述布料装置位于蒸发室主体进料处，使烘干工质均匀的分布在输送装置中，形成较大的表面积，均匀受风；所述布料装置为滚筒式布料器，或斗式布料器、或伞齿轮布料器；

所述布风装置使蒸发室内风量均匀吹扫于烘干工质表面，并保证一定表面风速的装置，所述布风装置为方形或圆形散流器，或球形喷口，或均风棘板；

所述磁化装置均匀分布于蒸发室内并靠近烘干工质，留有50mm-100mm的间距；烘干工质在磁场的作用下，降低了蒸发潜热，更易于烘干；磁化装置为钕磁铁，或钴磁铁，或铁氧体磁铁，或铝铁镍钴磁铁的永磁铁，或电磁铁。

本发明的优点：

本发明的热泵烘干装置将传统热泵烘干装置一段降温一段升温改为两段降温两段升温，高温热泵循环在高温工况下能效比高，低温热泵循环在低温工况下能效比高，两者叠加，比传统一段降温一段升温在同等工况状态下的能效比大大提高。

高温蒸发器除湿降温后，低温蒸发器进一步除湿降温，比传统一段降温的除湿量高，使出风更干燥，提高了除湿干燥的效率。

蒸发器与冷凝器分别送风，蒸发器风量保证大温差除湿的同时，增加冷凝器风量，降低冷凝压力，提高工质中水分的蒸发速率，提高除湿热泵综合除湿烘干性能，节约运行费用；

热回收循环将经过除湿后的冷量转移到未经除湿的循环风，提前预冷，减小了冷量浪费，提高了除湿干燥的效率。

在热泵装置中配备辅助换热装置，蒸发室配备辅助烘干装置，将两者结合起来，热泵装置的辅助换热装置利用经高温冷凝器、低温冷凝器后的冷媒余热加热循环水，循环水通入蒸发室的辅助换热装置，用以加热进料初始、低温、含水量高的烘干工质，再利用蒸发室中的引风机带走水蒸气。既能将余热回收利用又能提高制冷剂过冷效果，从而提高热泵装置能效比。

通过调节9个风阀的开闭，可以实现多种工况，如始升温、降温停机、热回收烘干、全封闭烘干、全封闭排热、通风换气等，功能灵活，适合多重工艺要求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的热泵烘干装置的总体结构示意图；

图2是本发明的热泵烘干装置的蒸发室结构示意图；

图3是本发明的热泵烘干装置的热泵装置结构示意图；

图4是本发明的热泵烘干装置的辅助换热装置结构示意图。

附图标记：

1为蒸发室、2为热泵装置、3为风道、101为辅助烘干装置、102为布料装置、103为出料装置、104为引风机、105为布料装置、106为输送装置、107为布风装置、108为磁化装置、109为蒸发室主体、110为驱动轮、111为保温结构、112为排污口、113为出风口、114为辅助加热出水口、115为辅助加热进水口；

201为蒸发器风机、202为低温蒸发器、203为热回收管道、204为风阀A、205为风阀H、206为吸热表冷器、207为高温蒸发器、208为接水盘、209为热回收循环泵、210为散热表冷器、211为高温压缩机、212为低温压缩机、213为风阀G、214为风阀F、215为低温冷媒管道、216为高温冷媒管道、217为风阀E、218为冷凝器风机、219为风阀D、220为高温冷凝器、221为低温冷凝器、222为风阀I、223为高温比例电动阀、224为辅助换热器、225为辅助循环泵、226为低温比例电动二阀、227为风阀C、228为风阀B、229为高温膨胀阀、230为低温膨胀阀；

2241为高温冷媒进口、2242为高温冷媒出口、2241为低温冷媒进口、2241为低温冷媒出口、2245为辅助换热进水口、2246为辅助换热出水口。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参考图1至图4，如图1至图4所示的一种热泵烘干装置，包括蒸发室、热泵装置；所述蒸发室包括蒸发室主体、保温结构、输送装置、辅助烘干装置、引风机、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置；

所述热泵装置包括高温热泵循环、低温热泵循环、辅助换热装置、热回收循环、空气循环、排水系统；

所述高温热泵循环包括高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀和高温热泵管道；所述低温热泵循环包括低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀和低温热泵管道；所述辅助换热装置包括辅助换热器、辅助循环泵；所述热回收循环包括吸热表冷器、散热表冷器、热回收循环泵；所述空气循环包括蒸发器风机、冷凝器风机、风阀(A-I共9个)、风道；所述排水系统包括接水盘、排水口；

所述热泵装置还包括支架和底座，所述支架固定于底座上，所述支架外由外壳封装，所述高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀、高温热泵管道、低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀、低温热泵管道、蒸发器风机、冷凝器风机、压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件，安装于所述支架内；其中所述压缩机包含但不限于活塞、涡旋、螺杆、离心式；所述冷凝器和蒸发器包含但不限于翅片式、管壳式；所述膨胀阀包含但不限于物理膨胀阀、电子膨胀阀；所述风机包含但不限于轴流式、离心式。

所述高温热泵循环和低温热泵循环，两循环为独立热泵系统，能同时运行，也能单独运行；根据系统容量和需求，能配备若干压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件；

所述高温热泵循环和低温热泵循环中使用的冷媒能根据实际情况选R22、R407C、R410a的中温冷媒或R134a、R406a、CO2的高温冷媒，两循环中所使用的冷媒不同或相同。

所述高温压缩机的出口通过高温冷媒管道连接高温冷凝器进口、高温冷凝器出口连接高温比例电动阀的进口，高温比例电动阀的出口连接高温膨胀阀进口、高温膨胀阀出口连接高温蒸发器进口、高温蒸发器出口连接高温压缩机进口，形成高温热泵循环；高温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联。

所述低温压缩机的出口通过低温冷媒管道连接低温冷凝器进口、低温冷凝器出口连接低温比例电动阀的进口，低温比例电动阀的出口连接低温膨胀阀进口、低温膨胀阀出口连接低温蒸发器进口、低温蒸发器出口连接低温压缩机进口，形成低温热泵循环；低温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联。

所述辅助换热器的高温冷媒进口与高温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的高温冷媒出口与高温比例电动阀的出口连接，辅助换热器的低温冷媒进口与低温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的低温冷媒出口与低温比例电动阀的出口连接，热泵装置中的辅助换热器出口与蒸发室的辅助烘干装置的辅助加热进水口连接、热泵装置中的辅助循环泵进口与蒸发室的辅助加热出水口连接，形成循环，用以加热初始进入烘干工艺的高含水率的烘干工质，能够通过调整高温比例电动阀和低温比例电动阀调整制热量分配，且能利用烘干工质提高制冷剂过冷效果。

所述热回收循环中的吸热表冷器固定于高温蒸发器进风端前，散热表冷器固定于低温蒸发器出风端后，热回收循环泵的进出水口分别连接吸热表冷器的出水口和散热表冷器的进水口，吸热表冷器的进水口连接散热表冷器的出水口，形成循环；热回收循环泵使导热媒介在冷凝表冷器与散热表冷器之间循环，做热（冷量）回收以节省电耗。

在所述低温蒸发器、高温蒸发器和吸热表冷器下部安装接水盘；所述接水盘下连接排水口，实际案例中各排水口下连接U型弯以防止冷凝水回流和空气倒流，U型弯出口与冷凝水排水管连接，用以排出冷凝水。

所述蒸发室主体包括底座、框架、护板、密封件；所述保温结构、输送装置、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置密封固定于蒸发室主体内，辅助烘干装置的出口及引风机的出风口连接蒸发室主体布料口。

所述保温结构为导热系数小于或等于0.12的保温材料制作加工而成，包含但不限于聚苯乙烯、聚氨酯、陶瓷保温板、珍珠岩、蛭石、发泡水泥、玻璃棉、气凝胶毡；其包覆在蒸发室主体内或外表面；

所述输送装置为输送烘干工质，使其从进料口到出料口缓慢移动，并满足烘干工质在蒸发室内停留时间的传动结构；包含但不限于带式输送器或网式输送器、盘式输送器、振动流化床；

所述辅助烘干装置用于加热烘干工质，属于接触式传热；包含但不限于空心桨叶床、薄片式烘干床；

所述布料装置位于蒸发室主体进料处，使烘干工质均匀的分布在输送装置中，形成较大的表面积，均匀受风；包含但不限于滚筒式布料器、斗式布料器、伞齿轮布料器；

所述布风装置使蒸发室内风量均匀吹扫于烘干工质表面，并保证一定表面风速的装置，包含但不限于方形或圆形散流器、球形喷口、均风棘板；

所述磁化装置均匀分布于蒸发室内并靠近烘干工质，留有50mm-100mm的间距；烘干工质在磁场的作用下，降低了蒸发潜热，更易于烘干；磁化装置包含但不限于钕磁铁、钴磁铁、铁氧体磁铁、铝铁镍钴磁铁的永磁铁、电磁铁。

多工况高效热泵烘干装置，如图1所示，包括蒸发室1、热泵装置2两部分，由风道3相连接。蒸发室布风装置107与热泵装置2的出风口由风道相连接、蒸发室出风口与热泵装置的风阀F214、风阀H205由风道相连接，利用热泵装置中包含的蒸发器风机201、冷凝器风机218，形成循环风，使蒸发室中的烘干工质脱水；利用热泵装置中的高温热泵循环和低温热泵循环对循环风除湿，达到循环烘干的目的；蒸发室的辅助烘干装置101的辅助加热进水口115与热泵装置中辅助换热器224的辅助换热器出水口224.6连接、蒸发室的辅助加热出水口114与热泵装置中的辅助循环泵225进口连接，用以加热高含水率的烘干工质，能够通过调整高温比例电动阀223和低温比例电动阀226调整制热量分配，且能利用烘干工质提高制冷剂过冷效果。

多工况高效热泵烘干装置中的蒸发室如图2所示，包括辅助烘干装置101、布料装置102、出料装置103、引风机104、布料装置105、输送装置106、布风装置107、磁化装置108、蒸发室主体109、驱动轮110、保温结构111。

蒸发室主体包括底座、框架、护板、密封件。所述保温结构、输送装置、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置密封固定于蒸发室主体内，辅助烘干装置的出口及引风机的出风口连接蒸发室主体布料口。

保温结构111为导热系数小于或等于0.12的保温材料制作加工而成，包含但不限于聚苯乙烯、聚氨酯、陶瓷保温板、珍珠岩、蛭石、发泡水泥、玻璃棉、气凝胶毡等。其包覆在蒸发室主体内或外表面。

输送装置106为输送烘干工质，使其从进料口到出料口缓慢移动，并满足烘干工质在蒸发室内停留时间的传动结构。包含但不限于带（网）式输送器、盘式输送器、振动流化床等。

辅助烘干装置101用于加热烘干工质，属于接触式传热。包含但不限于空心桨叶床、薄片式烘干床等。

布料装置105为于蒸发室主体进料处，使烘干工质均匀的分布在输送装置中，形成较大的表面积，均匀受风。包含但不限于滚筒式布料器、斗式布料器、伞齿轮布料器等。

布风装置107使蒸发室内风量均匀吹扫于烘干工质表面，并保证一定表面风速的装置，包含但不限于方形或圆形散流器、球形喷口、均风棘板等

磁化装置108均匀分布于蒸发室内并靠近烘干工质，留有50mm-100mm的间距。烘干工质在磁场的作用下，降低了蒸发潜热，更易于烘干。磁化装置包含但不限于钕磁铁、钴磁铁、铁氧体磁铁、铝铁镍钴磁铁等永磁铁、电磁铁等。

多工况高效热泵烘干装置中的热泵装置，如图3所示，所述热泵装置包括高温热泵循环、低温热泵循环、辅助换热装置、热回收循环、空气循环、排水系统。所述低温热泵循环为，低温压缩机212出口通过低温冷媒管道215连接低温冷凝器221进口、低温冷凝器出口连接低温比例电动阀226的进口，低温比例电动阀的出口连接低温膨胀阀230进口、低温膨胀阀出口连接低温蒸发器202进口、低温蒸发器出口连接低温压缩机212进口，形成低温热泵循环。所述高温热泵循环为，高温压缩机211出口通过高温冷媒管道216连接高温冷凝器220进口、高温冷凝器出口连接高温比例电动阀223的进口，高温比例电动阀的出口连接高温膨胀阀229进口、高温膨胀阀出口连接高温蒸发器207进口、高温蒸发器出口连接高温压缩机211进口，形成低温热泵循环。

参考图4，如图4所示，所述辅助换热装置包括辅助换热器224、辅助循环泵225。辅助换热器的高温冷媒进口2241与高温比例电动阀223的进口连接，辅助换热器的高温冷媒出口2242与高温比例电动阀223的出口连接，辅助换热器的低温冷媒进口2243与低温比例电动阀226的进口连接，辅助换热器的低温冷媒出口2244与低温比例电动阀的226出口连接，热泵装置中的辅助换热出水口2246与蒸发室的辅助烘干装置的辅助加热进水口115连接、热泵装置中的辅助循环泵225进口与蒸发室的辅助加热出水口114连接，形成循环，用以加热初始进入烘干工艺的高含水率的烘干工质，能够通过调整高温比例电动阀和低温比例电动阀调整制热量分配，且能利用烘干工质提高制冷剂过冷效果。

所述热回收循环中的吸热表冷器206固定于高温蒸发器207进风端前，散热表冷器固210定于低温蒸发器202出风端后，热回收循环泵209的进出水口分别连接吸热表冷器的出水口和散热表冷器的进水口，吸热表冷器的进水口连接散热表冷器的出水口，形成循环；热回收循环泵使导热媒介在冷凝表冷器与散热表冷器之间循环，做热（冷量）回收以节省电耗。

所述低温蒸发器、高温蒸发器和吸热表冷器下部安装接水盘208；所述接水盘下连接排水口，实际案例中各排水口下连接U型弯以防止冷凝水回流和空气倒流，U型弯出口与冷凝水排水管连接，用以排出冷凝水。

热泵循环的原理如下：例如在高温热泵循环中，冷媒从高温压缩机211出口排出，为高温高压气态冷媒，通往高温冷凝器220，在高温冷凝器中向循环风放热，将热量传递给循环风，则循环风焓值增加，变为高温低湿，此时冷媒焓值降低，由高温高压气态变为低温高压液态冷媒，其经过高温比例电动阀223的调节，全部或部分进入辅助换热器224过冷之后回到高温比例电动阀出口，再经过高温膨胀阀229减压。由于压力骤降迫使冷媒在高温蒸发器207中蒸发，冷媒在蒸发器中吸收循环风热量，则循环风焓值降低，变为低温低湿，此时冷媒焓值增加，由低温高压的液态变为低温低压的气态，继续通往高温压缩机211。低温低压冷媒从压缩机211入口进入，经过压缩后再次变为高温高压气态冷媒。此为一个完整的热泵循环，相当于热量从蒸发器处的工质中被转移到冷凝器的工质中。低温热泵循环与高温热泵循环原理相同，但工况不同。如高温热泵使用R134a冷媒，则高温蒸发温器中冷媒蒸发温度可选15℃，高温冷凝器中冷媒的冷凝温度可选70℃，低温热泵循环使用R22，则低温蒸发温器中冷媒蒸发温度可选2℃，低温冷凝器中冷媒的冷凝温度可选45℃。蒸发、冷凝温度可以在所选冷媒的允许使用范围内调整，以满足能效比和除湿量的优化。故本发明专利优选高温热泵与低温热泵工况，并调整阀门为全封闭烘干工艺。其令高温高湿循环风先进入高温蒸发器，排出冷凝水后变为中温中湿的循环风，再令中温中湿循环风通过低温蒸发器，再一次排出冷凝水，变为低温低湿的循环风，比只用一段降温节约了冷量。

为了更好的节省能耗，本发明加入了热回收循环，将低温蒸发器202出风口低温低湿的循环风的冷量用散热表冷器210吸收，经过热回收循环泵209转移至吸热表冷器206，吸热表冷器吸收高温蒸发器207前高温高湿循环风中的热量，达到回收冷量预冷并进一步产生冷凝水除湿。除湿后的循环风进入低温冷凝器吸热，变为中温低湿的循环风，在经过高温冷凝器吸热，变为高温低湿的循环风。由于冷凝器升温换热量及所需风量大于蒸发器除湿的换热量及风量，所以需要通过风阀F由蒸发室引入二次回风，方能够带走冷凝器的热量。除湿后的循环风与二次回风共同经过低温冷凝器、高温冷凝器，变为高温低湿的循环风，之后经过风机送往蒸发室，加热工质，吸纳水分，往复循环。

所述空气循环包括蒸发器风机201、冷凝器风机218、风阀(A-I共9个)、风道3。下面列出初始升温工艺、全封闭烘干工艺、新风烘干工艺、全封闭排热工艺、通风换气工艺的风阀切换情况。

初始升温工艺调整风阀如下：风阀A开（室外）、风阀B开（室外）、风阀C关（室外）、风阀D关（室外）、风阀E开（蒸发室）、风阀F开（蒸发室）、风阀G关（蒸发室）、风阀H关（蒸发室），风阀I关。此时为初始升温工艺。热泵向蒸发室搬运热量。

全封闭烘干工艺调整风阀如下：风阀A关（室外）、风阀B关（室外）、风阀C关（室外）、风阀D关（室外）、风阀E开（蒸发室）、风阀F开（蒸发室）、风阀G关（蒸发室）、风阀H开（蒸发室），阀门I开。此时为全封闭烘干工艺，当蒸发室温湿度达到工艺要求后稳定运行的流程，烘干时工质与外界空气无接触，用于烘干环保要求高和特殊要求的工质。

新风烘干工艺调整阀门如下：风阀A关（室外）、风阀B开（室外）、风阀C开（室外）、风阀D关（室外）、风阀E开（蒸发室）、风阀F开（蒸发室）、风阀G关（蒸发室）、风阀H开（蒸发室），风阀I关。此时为新风烘干工艺。当室外温度高于蒸发器出风温度且室外空气含湿量低于蒸发器出风含湿量，可采用新风。若烘干工质有特殊环保要求，则可增加除尘、脱臭等装置。

全封闭排热工艺调整阀门如下：风阀A关（室外）、风阀B关（室外）、风阀C开（室外）、风阀D开（室外）、风阀E关（蒸发室）、风阀F关（蒸发室）、风阀G开（蒸发室）、风阀H开（蒸发室），风阀I关。此时为全封闭排热工艺。烘干结束后需要排热，此工艺使工质与外界空气无接触，用于烘干环保要求高和特殊要求的工质。

通风换气工艺调整阀门如下：风阀A开（室外）、风阀B开（室外）、风阀C关（室外）、风阀D开（室外）、风阀E关（蒸发室）、风阀F开（蒸发室）、风阀G开（蒸发室）、风阀H开（蒸发室），风阀I关，此时为通风换气工艺。快速排出蒸发室内的高温高湿空气。

本发明的热泵烘干装置将传统热泵烘干装置一段降温一段升温改为两段降温两段升温，高温热泵循环在高温工况下能效比高，低温热泵循环在低温工况下能效比高，两者叠加，比传统一段降温一段升温在同等工况状态下的能效比大大提高。

高温蒸发器除湿降温后，低温蒸发器进一步除湿降温，比传统一段降温的除湿量高，使出风更干燥，提高了除湿干燥的效率。

蒸发器与冷凝器分别送风，蒸发器风量保证大温差除湿的同时，增加冷凝器风量，降低冷凝压力，提高工质中水分的蒸发速率，提高除湿热泵综合除湿烘干性能，节约运行费用；

热回收循环将经过除湿后的冷量转移到未经除湿的循环风，提前预冷，减小了冷量浪费，提高了除湿干燥的效率。

在热泵装置中配备辅助换热装置，蒸发室配备辅助烘干装置，将两者结合起来，热泵装置的辅助换热装置利用经高温冷凝器、低温冷凝器后的冷媒余热加热循环水，循环水通入蒸发室的辅助换热装置，用以加热进料初始、低温、含水量高的烘干工质，再利用蒸发室中的引风机带走水蒸气。既能将余热回收利用又能提高制冷剂过冷效果，从而提高热泵装置能效比。

通过调节9个风阀的开闭，可以实现多种工况，如始升温、降温停机、热回收烘干、全封闭烘干、全封闭排热、通风换气等，功能灵活，适合多重工艺要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (3)

1.一种热泵烘干装置，其特征在于，包括蒸发室、热泵装置；所述蒸发室包括蒸发室主体、保温结构、输送装置、辅助烘干装置、引风机、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置；

所述热泵装置包括高温热泵循环、低温热泵循环、辅助换热装置、热回收循环、空气循环、排水系统；

所述高温热泵循环包括高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀和高温热泵管道；所述低温热泵循环包括低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀和低温热泵管道；所述辅助换热装置包括辅助换热器、辅助循环泵；所述热回收循环包括吸热表冷器、散热表冷器、热回收循环泵；所述空气循环包括蒸发器风机、冷凝器风机、风阀、风道；所述排水系统包括接水盘、排水口；

所述热泵装置还包括支架和底座，所述支架固定于底座上，所述支架外由外壳封装，所述高温冷凝器、高温蒸发器、高温膨胀阀、高温压缩机、高温比例电动阀、高温热泵管道、低温冷凝器、低温蒸发器、低温膨胀阀、低温压缩机、低温比例电动阀、低温热泵管道、蒸发器风机、冷凝器风机、压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件，安装于所述支架内；其中所述压缩机为活塞，或涡旋，或螺杆，或离心式；所述冷凝器和蒸发器均为翅片式或管壳式；所述膨胀阀为物理膨胀阀或电子膨胀阀；所述风机为轴流式或离心式；

所述高温压缩机的出口通过高温冷媒管道连接高温冷凝器进口、高温冷凝器出口连接高温比例电动阀的进口，高温比例电动阀的出口连接高温膨胀阀进口、高温膨胀阀出口连接高温蒸发器进口、高温蒸发器出口连接高温压缩机进口，形成高温热泵循环；高温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联；

所述低温压缩机的出口通过低温冷媒管道连接低温冷凝器进口、低温冷凝器出口连接低温比例电动阀的进口，低温比例电动阀的出口连接低温膨胀阀进口、低温膨胀阀出口连接低温蒸发器进口、低温蒸发器出口连接低温压缩机进口，形成低温热泵循环；低温热泵循环为单压缩机或多压缩机并联；

所述辅助换热器的高温冷媒进口与高温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的高温冷媒出口与高温比例电动阀的出口连接，辅助换热器的低温冷媒进口与低温比例电动阀的进口连接，辅助换热器的低温冷媒出口与低温比例电动阀的出口连接，热泵装置中的辅助换热器出口与蒸发室的辅助烘干装置的辅助加热进水口连接、热泵装置中的辅助循环泵进口与蒸发室的辅助加热出水口连接，形成循环，用以加热初始进入烘干工艺的高含水率的烘干工质，能够通过调整高温比例电动阀和低温比例电动阀调整制热量分配，且能利用烘干工质提高制冷剂过冷效果；

所述热回收循环中的吸热表冷器固定于高温蒸发器进风端前，散热表冷器固定于低温蒸发器出风端后，热回收循环泵的进出水口分别连接吸热表冷器的出水口和散热表冷器的进水口，吸热表冷器的进水口连接散热表冷器的出水口，形成循环；热回收循环泵使导热媒介在冷凝表冷器与散热表冷器之间循环，做热回收以节省电耗；

在所述低温蒸发器、高温蒸发器和吸热表冷器下部安装接水盘；所述接水盘下连接排水口；

所述蒸发室主体包括底座、框架、护板、密封件；所述保温结构、输送装置、布风装置、布料装置、出料装置、磁化装置密封固定于蒸发室主体内，辅助烘干装置的出口及引风机的出风口连接蒸发室主体布料口。

2.根据权利要求1所述的热泵烘干装置，其特征在于，所述高温热泵循环和低温热泵循环，两循环为独立热泵系统，能同时运行，也能单独运行；根据系统容量和需求，能配备若干压力表、压差开关、视液镜、经济器、回热器、储液器、干燥过滤器、油分离器、控制元件的热泵辅件；

所述高温热泵循环和低温热泵循环中使用的冷媒能根据实际情况选R22、R407C、R410a的中温冷媒或R134a、R406a、CO2的高温冷媒，两循环中所使用的冷媒不同或相同。

3.根据权利要求1所述的热泵烘干装置，其特征在于，所述保温结构为导热系数小于或等于0.12的保温材料制作加工而成，保温材料为聚苯乙烯，或聚氨酯，或陶瓷保温板，或珍珠岩，或蛭石，或发泡水泥，或玻璃棉，或气凝胶毡；其包覆在蒸发室主体内或外表面；

所述输送装置为输送烘干工质，使其从进料口到出料口缓慢移动，并满足烘干工质在蒸发室内停留时间的传动结构；所述输送装置为带式输送器，或网式输送器，或盘式输送器，或振动流化床；

所述辅助烘干装置用于加热烘干工质，属于接触式传热；所述辅助烘干装置为空心桨叶床或薄片式烘干床；

所述布料装置位于蒸发室主体进料处，使烘干工质均匀的分布在输送装置中，形成较大的表面积，均匀受风；所述布料装置为滚筒式布料器，或斗式布料器、或伞齿轮布料器；

所述布风装置使蒸发室内风量均匀吹扫于烘干工质表面，并保证一定表面风速的装置，所述布风装置为方形或圆形散流器，或球形喷口，或均风棘板；

所述磁化装置均匀分布于蒸发室内并靠近烘干工质，留有50mm-100mm的间距；烘干工质在磁场的作用下，降低了蒸发潜热，更易于烘干；磁化装置为钕磁铁，或钴磁铁，或铁氧体磁铁，或铝铁镍钴磁铁的永磁铁，或电磁铁。

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