CN108692546A - 地热热泵联合干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地热热泵联合干燥装置，包括烘干箱、地热深井、蒸发器一、蒸发器二和循环风机，烘干箱内设有多层搁物板，搁物板上均匀开通有多个贯穿孔，所述搁物板具有空心夹层，空心夹层内设有折流板，多层搁物板通过空心主轴相互连通，在每层搁物板上方设有热风支管，热风支管的管壁均匀开设有多个出气孔，前期通过循环风机在烘干箱内部形成负压，有利于物料在热水下进行干燥，且折流板延长了热水在搁物板内的流动路径，加强了热水与待干燥物料的换热效果；在干燥的中后期，采用热泵热风干燥方式，该热泵热风干燥方式回收了前期低温负压干燥中水蒸气的冷凝放热量和新风热量，提高了能源利用效率，并且缩短了物料干燥时间。

Description

地热热泵联合干燥装置

技术领域

本发明涉及一种地热热泵联合干燥装置，属于干燥领域。

背景技术

干燥技术的应用领域十分广泛，是各种农副产品、药品食品加工生产过程中必不可少的一道工序，干燥需要消耗大量的热量，传统的燃煤、燃油供热方式对环境的污染巨大，且燃煤、燃油属于不可再生能源，不具备可持续性。我国地热资源丰富，虽然现有技术中存在利用地热作为干燥热源的干燥工艺，但是普遍存在干燥时间过长、能源利用效率过低的技术问题。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明提供一种节能环保、能源利用效率高的地热热泵联合干燥装置，旨在克服现有干燥工艺能耗高、污染严重、干燥时间长、效率低下等缺点。

本发明的地热热泵联合干燥装置，包括烘干箱、地热深井、真空压力表、电动机、循环风机、蒸发器一、蒸发器二、冷凝器、压缩机、节流膨胀阀、气液分离器，烘干箱内设有多层搁物板，搁物板上均匀开通有多个贯穿孔，所述搁物板具有空心夹层，空心夹层内设有折流板，多层搁物板通过空心主轴相互连通，空心主轴的一端贯穿烘干箱的顶部壁面与电动机的输出轴固定连接，空心主轴的另一端与热水供应管的一端转动连接，热水供应管的另一端贯穿烘干箱的底部壁面与地热深井内的潜水泵连接，热水供应管与潜水泵之间的管路上安装有水量调节阀，在空心主轴上远离空心主轴与热水供应管连接处的一端设有回水管，烘干箱的侧壁上安装有真空压力表，烘干箱顶部的排湿口通过管道与循环风机连接，循环风机通过管道与换向阀的进口连接，换向阀的一个出口与凝水箱的进汽口连接，另一个出口与蒸发器二的进风口连接，蒸发器二的出风口与冷凝器的进风口连接，冷凝器的出风口与热风总管连接，热风总管上设有风量调节阀，在每层搁物板上方设有热风支管，热风支管与热风总管连接，热风支管的管壁均匀开设有多个出气孔；蒸发器一与所述蒸发器二并联设置，蒸发器一安装在凝水箱内，蒸发器一和蒸发器二的制冷剂出口都通过管道与气液分离器连接，并且在气液分离器与蒸发器一和蒸发器二的连接管道上分别设有电磁阀，气液分离器与压缩机的进气口连接，压缩机的出气口与冷凝器的制冷剂进口连接，冷凝器的制冷剂出口通过节流膨胀阀分别与蒸发器一和蒸发器二的制冷剂进口连接，并且在节流膨胀阀与蒸发器一和蒸发器二的连接管道上分别设有电磁阀，在换向阀与所述蒸发器二之间的连接管道上设有新风阀。

优选的，在循环风机与换向阀之间的连接管道上还设有泄气阀。

优选的，热风支管的管壁上下均匀开设有多个出气孔，管壁上部的出气孔孔径小于管壁下部的出气孔孔径。

优选的，凝水箱的底部设有泄水阀。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

利用潜水泵抽出的地热水作为烘干箱的热源，在循环风机的抽吸作用下，开始时在烘干箱内部形成负压，有利于物料在低温下进行干燥，且搁物板空心夹层内设有折流板，延长了热水在搁物板内的流动路径，加强了热水与待干燥物料的换热效果；在干燥的中后期，采用热泵热风干燥方式，热风支管的管壁上下均匀开设有多个出气孔，热风从管壁下部的出气孔吹向放置在搁物板上的待干燥物料，或者从管壁上部的出气孔流出进入搁物板的贯穿孔，再从贯穿孔流出吹向待干燥物料，该热泵热风干燥方式回收了前期低温负压干燥中水蒸气的冷凝放热量和新风热量，提高了能源利用效率，并且缩短了物料干燥时间。

附图说明

图1为本发明实施例提供的地热热泵联合干燥装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1结构所示，本实施例提供的地热热泵联合干燥装置，包括烘干箱1、地热深井2、真空压力表10、电动机5、循环风机11、蒸发器一15、蒸发器二16、冷凝器19、压缩机18、节流膨胀阀20、气液分离器17，其中，在烘干箱1内部设有多层搁物板3，搁物板3上均匀开通有多个贯穿孔24，搁物板3具有空心夹层，空心夹层内设有折流板（图中未示意），折流板有利于延长热水在空心夹层内的流动路径，增强热水与待干燥物料的换热效果。

多层搁物板3通过空心主轴4相互连通，空心主轴4的一端贯穿烘干箱1的顶部壁面与电动机5的输出轴固定连接，空心主轴4的另一端与热水供应管6的一端转动连接，热水供应管6的另一端贯穿烘干箱1的底部壁面与地热深井2内的潜水泵7连接，热水供应管6与潜水泵7之间的管路上安装有水量调节阀8，在空心主轴4上远离空心主轴4与热水供应管6连接处的一端设有回水管9。工作时，打开水量调节阀8，通过潜水泵7从地热深井2内抽吸的地热水由热水供应管6进入主轴4的一端，热水通过主轴流向多层搁物板3，热水在搁物板3的空心夹层内沿着折流板流动，通过热辐射和热传导的方式将热水的热量传递给放置在搁物板上的待干燥物料，对物料进行干燥。与物料进行热交换后的热水通过回水管9返回，可将回水通过潜水泵回灌至地下或作其他生活生产用水使用。

在烘干箱1的侧壁上安装有真空压力表10，烘干箱1顶部的排湿口通过管道与循环风机11连接，循环风机11通过管道与换向阀14的进口连接，换向阀14的一个出口与凝水箱13的进汽口连接，另一个出口与蒸发器二16的进风口连接，蒸发器二16的出风口与冷凝器19的进风口连接，冷凝器19的出风口与热风总管连接，热风总管上设有风量调节阀21，在每层搁物板3上方设有热风支管22，热风支管22与热风总管连接，热风支管22的管壁均匀开设有多个出气孔（图中未示意）。

蒸发器一15与蒸发器二16并联设置，蒸发器一15安装在凝水箱13内，蒸发器一15和蒸发器二16的制冷剂出口都通过管道与气液分离器17连接，并且在气液分离器17与蒸发器一15和蒸发器二16的连接管道上分别设有电磁阀，气液分离器17与压缩机18的进气口连接，压缩机18的出气口与冷凝器19的制冷剂进口连接，冷凝器19的制冷剂出口通过节流膨胀阀20分别与蒸发器一15和蒸发器二16的制冷剂进口连接，并且在节流膨胀阀20与蒸发器一15和蒸发器二16的连接管道上分别设有电磁阀，在换向阀14与蒸发器二16之间的连接管道上设有新风阀23。

在循环风机11与换向阀14之间的连接管道上还设有泄气阀12。泄气阀12能够在烘干箱1开始工作时提前打开，通过循环风机11对烘干箱1内的气体进行抽吸，箱内气体从泄气阀12排出，在烘干箱1内形成低压真空，烘干箱1侧壁上的真空压力表10能够显示此时箱内真空度，通过调节循环风机11和泄气阀12能够控制箱内的压力值。

热风支管22的管壁上下均匀开设有多个出气孔，管壁上部的出气孔孔径小于管壁下部的出气孔孔径。热风从管壁下部的出气孔吹向放置在搁物板上的待干燥物料，或者从管壁上部的出气孔流出进入搁物板的贯穿孔，再从贯穿孔流出吹向待干燥物料。考虑到热风温度高，往上流的速度要大于往下流的速度，故管壁上部的出气孔孔径要小于相应的管壁下部的出气孔孔径，这样设置可以让热风分布得更加均匀，有利于物料均匀受热。

凝水箱13的底部设有泄水阀（图中未示意）。通过泄水阀能够将凝水箱内的凝结水及时排出。

本发明的地热热泵联合干燥装置的主要工作流程如下：

首先，将待干燥物料放置在搁物板3上，启动电动机5，电动机5的输出轴带动主轴4缓慢旋转，再由主轴4带动多层搁物板3缓慢转动；接着打开泄气阀12，开启循环风机11，使烘干箱1内部形成负压，打开水量调节阀8，通过潜水泵7将地热水送入多层搁物板3，热水在搁物板3的空心夹层内沿着折流板流动，通过热辐射和热传导的方式将热量传递给待干燥物料，与物料进行热交换后的热水通过回水管9返回；在负压环境下进行热水干燥一段时间后，物料内部水分不断蒸发释出，为了利用这部分水蒸气的热量，此时关闭泄气阀12，打开新风阀23，并使换向阀14与凝水箱13连通，通过循环风机11将水蒸气送至凝水箱13内，与蒸发器一15进行热交换，凝结水由凝水箱13底部的泄水阀及时排出，新风从新风阀23进入到蒸发器二16中，对新风进行除湿后送入冷凝器19进行加热，形成热风，此时关闭水量调节阀8，停止向烘干箱1内提供热水，改成打开风量调节阀21，向烘干箱1内提供热风，并改变换向阀14的方向，将换向阀14的出口与蒸发器二16的进风口连通，关闭新风阀23，此时热风的流向依次是：烘干箱1→循环风机11→换向阀14→蒸发器二16→冷凝器19→烘干箱1，形成一个闭式循环。该热风闭式循环同时利用了上述水蒸气的热量和新风的热量，大大提高了能源利用效率。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种地热热泵联合干燥装置，包括烘干箱（1）、地热深井（2）、真空压力表（10）、电动机（5）、循环风机（11）、蒸发器一（15）、蒸发器二（16）、冷凝器（19）、压缩机（18）、节流膨胀阀（20）、气液分离器（17），其特征在于：所述烘干箱（1）内设有多层搁物板（3），所述搁物板（3）上均匀开通有多个贯穿孔（24），所述搁物板（3）具有空心夹层，空心夹层内设有折流板，所述多层搁物板（3）通过空心主轴（4）相互连通，所述空心主轴（4）的一端贯穿烘干箱（1）的顶部壁面与电动机（5）的输出轴固定连接，空所述心主轴（4）的另一端与热水供应管（6）的一端转动连接，所述热水供应管（6）的另一端贯穿烘干箱（1）的底部壁面与地热深井（2）内的潜水泵（7）连接，所述热水供应管（6）与潜水泵（7）之间的管路上安装有水量调节阀（8），在空心主轴（4）上远离空心主轴（4）与热水供应管（6）连接处的一端设有回水管（9），所述烘干箱（1）的侧壁上安装有真空压力表（10），所述烘干箱（1）顶部的排湿口通过管道与循环风机（11）连接，所述循环风机（11）通过管道与换向阀（14）的进口连接，所述换向阀（14）的一个出口与凝水箱（13）的进汽口连接，另一个出口与蒸发器二（16）的进风口连接，所述蒸发器二（16）的出风口与冷凝器（19）的进风口连接，所述冷凝器（19）的出风口与热风总管连接，热风总管上设有风量调节阀（21），在每层搁物板（3）上方设有热风支管（22），所述热风支管（22）与热风总管连接，所述热风支管（22）的管壁均匀开设有多个出气孔；所述蒸发器一（15）与所述蒸发器二（16）并联设置，所述蒸发器一（15）安装在凝水箱（13）内，所述蒸发器一（15）和蒸发器二（16）的制冷剂出口都通过管道与气液分离器（17）连接，并且在气液分离器（17）与蒸发器一（15）和蒸发器二（16）的连接管道上分别设有电磁阀，所述气液分离器（17）与压缩机（18）的进气口连接，所述压缩机（18）的出气口与冷凝器（19）的制冷剂进口连接，所述冷凝器（19）的制冷剂出口通过节流膨胀阀（20）分别与蒸发器一（15）和蒸发器二（16）的制冷剂进口连接，并且在节流膨胀阀（20）与蒸发器一（15）和蒸发器二（16）的连接管道上分别设有电磁阀，在所述换向阀（14）与所述蒸发器二（16）之间的连接管道上设有新风阀（23）。

2.根据权利要求1所述的地热热泵联合干燥装置，其特征在于，在所述循环风机（11）与所述换向阀（14）之间的连接管道上还设有泄气阀（12）。

3.根据权利要求1或2所述的地热热泵联合干燥装置，其特征在于，所述热风支管（22）的管壁上下均匀开设有多个出气孔，管壁上部的出气孔孔径小于管壁下部的出气孔孔径。

4.根据权利要求1或2或3所述的地热热泵联合干燥装置，其特征在于，所述凝水箱（13）的底部设有泄水阀。