CN108225000A - 空气能热泵烘干机 - Google Patents

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申卫红
申卫都
刘茂春
叶集辉
邓文兰
周亮
王波
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Abstract

本发明涉及物料烘干领域，特别是涉及一种空气能热泵烘干机，通过控制抽风机的马达转速，来控制抽风速率，该控制方式较为简单，无需复杂硬件结构，成本低，具体地，烘干筒对压力传感器施加的压力能反映出烘干筒内物料的重量，而物料的重量与物料本身的干燥程度有直接关系，因而控制器根据压力值来获知物料的干燥程度，并根据物料的干燥程度来改变抽风速率，使得烘干筒内的温度能贴合物料的干燥程度。

Description

空气能热泵烘干机
技术领域
本发明涉及物料烘干领域，特别是涉及一种空气能热泵烘干机。
背景技术
烘干机是利用热能来降低物料水分的机械设备，其常被应用于农产品烘干。在烘干过程中，人们十分注重烘干机的能耗，因而各大厂家都针对烘干机的能耗问题进行改进，有人想出将空气源热泵与烘干机结合起来，利用空气源热泵能耗低的特点，实现烘干机的节能。这种烘干机在使用时，其输出的热风的温度需随着物料的干燥情况而变化，因而就需对热风的输出源头进行控制，这种控制方式比较复杂，导致烘干机的成本高。
发明内容
本发明的目的为改善现有技术中的不足之处，而提供一种低成本的空气能热泵烘干机。
为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
提供一种空气能热泵烘干机，包括压缩机、蒸发器、电子膨胀阀、制冷剂、转轮除湿筒和烘干筒，烘干筒内装有待烘干的物料，烘干筒的筒底和内壁上环绕有冷凝管，烘干筒的筒顶设有抽风机，压缩机将制冷剂加压，并将加压后的制冷剂被送入冷凝管中冷凝，冷凝后的制冷液先经电子膨胀阀减压，再送入蒸发器中进行蒸发吸热，最后送回压缩机；烘干筒中的空气被冷凝管加热成热气，以烘干烘干筒中的物料，抽风机抽出烘干过程中产生的湿气并将湿气送入转轮除湿筒中除湿，除湿后的低温空气被送回烘干筒中继续加热；所述压缩机的输出功率恒定；所述烘干机还包括MCU和压力传感器，烘干筒的外壁上设有一圈凸沿，压力传感器垫于该凸沿的底部，压力传感器实时监测烘干筒对其施加的压力给MCU，MCU检测到压力减轻则增大抽风机的抽风速率。
进一步地，一旦抽风机停止抽风则MCU停止压缩机工作。
进一步地，所述抽风机是离心风机，通过提高离心风机中的马达的转速来增大其的抽风速率。
进一步地，所述烘干机还包括温度感应器，温度感应器贴合在烘干筒的内壁在，温度感应器采集烘干筒内的温度信息给MCU，MCU检测到温度上升则增大抽风机的抽风速率。
进一步地，所述温度感应器是NTC热敏电阻，热敏电阻的一端接电源，另一端电连接至MCU的AD端口。
进一步地，所述冷凝管与烘干筒的连接处设有隔热层。
进一步地，所述隔热层是铝箔隔热卷材层。
进一步地，在转轮除湿筒和烘干筒之间还设有油污过滤器。
进一步地，所述抽风机的抽风口处设有过滤网，该过滤网的底面朝下凸出成球形弧面。
进一步地，所述过滤网是HEPA过滤网。
进一步地，所述球形弧面的底面进行抛光处理。
有益效果：
本发明不去控制压缩机所输出温度(压缩机的输出功率恒定)，反而去控制抽风机的抽风速率，抽风机的抽风速率一加快，除湿后的低温空气补入烘干筒的速率也就相应加快，如此，即便烘干机所产生的热风的温度固定不变，由于有更多的低温空气混入，烘干机内部整体的温度还是会发生下降，从而达到通过抽风机控温的目的，之所以要通过抽风机来控温，是因为只需控制抽风机的马达转速即可控制抽风速率，该控制方式较为简单，无需复杂硬件结构，成本低，具体地，烘干筒对压力传感器施加的压力能反映出烘干筒内物料的重量，而物料的重量与物料本身的干燥程度有直接关系，因而控制器根据压力值来获知物料的干燥程度，并根据物料的干燥程度来改变抽风速率，使得烘干筒内的温度能贴合物料的干燥程度。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，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。
本发明的烘干机由两大部分组成，一是供热部分，二是烘干控制部分，其中供热部分由压缩机、蒸发器、电子膨胀阀、制冷剂、冷凝管组成；烘干控制部分包括常见的转轮除湿筒、烘干筒、离心风机，以及不常见的MCU和压力传感器。其中烘干筒内装有待烘干的物料，冷凝管环绕在烘干筒的筒底和内壁上，离心风机设于烘干筒的筒顶。压缩机、冷凝管、电子膨胀阀和蒸发器这四者用导流管实现首尾相接。
使用时，压缩机将低压低温的液态制冷剂加压成高温高压的气态制冷剂，然后将高温高压的气态制冷剂送入冷凝管。高温高压的气态制冷剂流经冷凝管时，在冷凝管上翅片的散热作用下，与烘干筒的筒内空气进行热交互，此时烘干筒中的空气从高温高压的液体中吸热变成热气，高温高压的气态制冷剂被吸热则变成高压低温的液态制冷剂。高压低温的液态制冷剂被送容入电子膨胀阀中减压，重新变成低压低温的液态制冷剂后，再被送回压缩机中继续加压。在这个过程中，烘干筒中产生了热气，热气在自然上升的过程中流过物料表面，并将物料表面的水分带走，从而对物料进行烘干。热气自然上升至烘干筒的筒顶时，其已变成湿气，并被离心风机从烘干筒的筒顶处抽出至转轮除湿筒中除湿，其中，转轮除湿筒以市面上的压缩除湿式的转轮除湿筒为佳，离心风机的抽风速率固定，以恒定抽出风量。除湿后的低温空气被送回烘干筒的底部以继续加热，为烘干筒中补充空气，实现循环。
烘干筒的外壁上设有一圈凸沿，压力传感器垫于该凸沿的底部，压力传感器实时监测烘干筒对其施加的压力给MCU，MCU检测到压力减轻则增大离心风机的抽风速率。具体地，MCU先预设有物料重量所对应抽风速率的曲线图，当烘干筒内的物料被逐步烘干时，烘干筒的重量下降，这个过程中MCU获取压力传感器的压力信息，并据此换算出烘干筒的重量，然后对照曲线图，查图得出该烘干筒的重量下所应输出的抽风速率。MCU得知抽风速率后，通过控制离心风机内马达的转速即可实现对抽风速率的控制，由于一般的离心风机本身都具备有受控调速功能，因而无需复杂硬件结构即可完成对马达的调速，控制方式简单。优选地，对MCU进行程序设置，一旦抽风机停止抽风即停止压缩机工作，实现风机的故障保护。
离心风机的抽风口处设有HEPA过滤网5来对≥0.3μm颗粒进行过滤，该HEPA 过滤网5的底面朝下凸出成球形弧面，湿气打在球形弧面时，其自然滑向球形弧面两侧，使得湿气击打球形弧面的声音减小。优选地，将球形弧面的底面进行抛光处理，使球形弧面的底面平滑，让湿气更易滑动。烘干机还设有温度感应器，温度感应器贴合在烘干筒的内壁在，在压力传感器发生失灵现象时，温度感应器承担第二层保障，此时控制器控制温度感应器采集烘干筒内的温度，在MCU检测到温度上升时，增大抽风机的抽风功率。为了简化电路结构，降低成本，将温度感应器选用为防水功能的 NTC热敏电阻，该热敏电阻的一端接电源，另一端电连接至控制器的AD端口。使用时，烘干筒的筒内空气的温度上升，热敏电阻的阻值下降，使热敏电阻的分压效果减弱，MCU通过实时监测AD端口的电压即可换算出筒内空气的实时温度。在筒内空气的温度过高时，MCU主动停止压缩机工作，使筒内空气降温。
优选地，购买现有的铝箔隔热卷材，将铝箔隔热卷材覆盖在冷凝管与烘干筒的连接处，以形成铝箔隔热卷材层，通过铝箔隔热卷材层来对冷凝管与烘干筒之间进行隔热处理，避免冷凝管中热量流失至烘干筒侧壁。
优选地，在转轮除湿筒和烘干筒之间还设有油污过滤器，从而将来自物料中的油质从湿气中分离出来，避免油质重回烘干筒中累积起来。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.空气能热泵烘干机，包括压缩机、蒸发器、电子膨胀阀、制冷剂、转轮除湿筒和烘干筒，烘干筒内装有待烘干的物料，烘干筒的筒底和内壁上环绕有冷凝管，烘干筒的筒顶设有抽风机，
压缩机将制冷剂加压，并将加压后的制冷剂被送入冷凝管中冷凝，冷凝后的制冷液先经电子膨胀阀减压，再送入蒸发器中进行蒸发吸热，最后送回压缩机；
烘干筒中的空气被冷凝管加热成热气，以烘干烘干筒中的物料，抽风机抽出烘干过程中产生的湿气并将湿气送入转轮除湿筒中除湿，除湿后的低温空气被送回烘干筒中继续加热；
其特征在于：
所述压缩机的输出功率恒定；
所述烘干机还包括MCU和压力传感器，烘干筒的外壁上设有一圈凸沿，压力传感器垫于该凸沿的底部，压力传感器实时监测烘干筒对其施加的压力给MCU，MCU检测到压力减轻则增大抽风机的抽风速率。
2.根据权利要求1所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：一旦抽风机停止抽风则MCU停止压缩机工作。
3.根据权利要求1或2所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述抽风机是离心风机，通过提高离心风机中的马达的转速来增大其的抽风速率。
4.根据权利要求1所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述烘干机还包括温度感应器，温度感应器贴合在烘干筒的内壁在，温度感应器采集烘干筒内的温度信息给MCU，MCU检测到温度上升则增大抽风机的抽风速率。
5.根据权利要求4所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述温度感应器是NTC热敏电阻，热敏电阻的一端接电源，另一端电连接至MCU的AD端口。
6.根据权利要求1所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述冷凝管与烘干筒的连接处设有隔热层。
7.根据权利要求6所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述隔热层是铝箔隔热卷材层。
8.根据权利要求1所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述抽风机的抽风口处设有过滤网，该过滤网的底面朝下凸出成球形弧面。
9.根据权利要求8所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述过滤网是HEPA过滤网。
10.根据权利要求8或9所述的空气能热泵烘干机，其特征在于：所述球形弧面的底面进行抛光处理。
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