CN109210878A - 带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，包括机箱，机箱内通过隔板分隔为设备室和烘干室；在隔板的下部设有回风口，上部设有送风口；在设备室的下部设有热管换热器，热管换热器包括竖直设置在隔板下部回风口处的蒸发段和与蒸发段上端通过绝热段相连且横向设置的冷凝段；在冷凝段与蒸发段之间设有竖直放置的蒸发器，在冷凝段的上方设有水平设置的冷凝器；在冷凝器的上方设有风口在机箱侧壁上的排热风机，以及风口朝向设备室顶部的循环风机。本发明结构紧凑，体积更小，便于运输和移动；加热过程为内循环加热，传热效率高，能够实现潜热回收，不易受外部环境温度影响。
Description
技术领域
本发明涉及烘干设备技术领域，具体涉及一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱。
背景技术
热泵烘干箱通常是利用热能加热物料，气化物料中的水分。除去物料中的水分需要消耗一定的热能，通常是利用空气来干燥物料，空气预先被加热送入干燥器，将热量传递给物料，气化物料中的水分，形成水蒸汽，并随空气带出干燥器。物料经过加热干燥，能够除去物料中的结合水分，达到产品或原料所要求的含水率。有许多行业中需要用到小型的热泵烘干箱，现有的热泵烘干箱由于其中的设备元件体积大而无法缩小整体的体积，因此通常存在体积大、安装、运输不便的问题，并且工作效率不高、易受外界温度影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其工作效率高、结构简单、体积小、工作状态更加稳定。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，包括机箱，所述机箱内通过隔板分隔为设备室和烘干室，在所述机箱上对应烘干室处设有箱门；在所述隔板的下部设有回风口，上部设有送风口；
在所述设备室的下部设有热管换热器，所述热管换热器包括竖直设置在所述隔板下部回风口处的蒸发段和与所述蒸发段上端通过绝热段相连且横向设置的冷凝段；在所述冷凝段与蒸发段之间设有竖直放置的蒸发器，在所述冷凝段的上方设有水平设置的冷凝器；在所述冷凝器的上方设有风口在机箱侧壁上的排热风机，以及风口朝向设备室顶部的循环风机；在所述设备室内还设有压缩机，所述压缩机、冷凝器、蒸发器通过管道对应连接，形成循环回路。
在上述技术方案中，机箱内部分隔为设备室和烘干室，中间通过隔板分开，在隔板的下部设有回风口、上部设有送风口，烘干室内的空气在循环风机的带动下通过回风口进入设备室，依次经过热管换热器的蒸发段进行预冷、蒸发器进行除湿、冷凝段进行预热，其中空气中的水蒸汽经过蒸发器时冷凝为水排出到机箱外，经过除湿的空气再经过冷凝器进行加热，加热后的空气通过循环风机向上送至送风口处，经由送风口回到烘干室内，如此循环，对烘干室内的物料进行干燥，此干燥过程是对烘干室内空气的内循环加热，热管换热器能够实现烘干室内热空气的潜热回收，使得其能源的利用率更高，且不易受到外界空气温度的影响，干燥效率更高。当加热一定时间后，烘干室温度、湿度及压力较高时，在内循环进行的同时，开启排热风机，将一部分湿热空气排到机箱外部，能够实现湿空气的排出，并调节机箱内的空气压力，保证烘干箱能够稳定工作。
将蒸发器集成在蒸发段和冷凝段之间，能够提高热传导效率，大幅减小热管换热器的体积，可整体放置于烘干箱内，能效比高、占用空间比传统板式换热器减少2/3以上；冷凝段回液时可以依靠重力的作用，有利于节约能耗。
优选的，在所述烘干室内设有托盘放置架。用于放置盛放待干燥物料的托盘；所述托盘放置架由分层设置在所述隔板和对侧机箱侧壁上的角铁构成。这样设置的放置架结构简单，能够放置多层托盘。
优选的，在所述箱门上设有透明的观察窗。
优选的，在所述机箱上设有操作屏，所述回风口处安装有温湿度传感器，所述设备室一侧设有电控箱，所述电控箱、温湿度传感器及操作屏对应电连接。实现烘干箱的电气控制。
优选的，在所述设备室底部位于所述蒸发器和蒸发段下方的位置设有导水槽，所述导水槽延伸至机箱外部。当开启烘干箱后，烘干室内的空气温度升高，烘干室中物料中的水分蒸发后，变为高温高湿的湿空气，湿空气在回风口依次经过热管蒸发段、蒸发器进行降温除湿，湿热空气降温，其中的水分凝结，流到下部导水槽内，排出机箱外，实现了干燥过程中水分的排出，降低烘干室内的空气湿度。
优选的，在所述冷凝器与蒸发器之间还设置有过滤器和膨胀阀。
优选的，所述冷凝段与蒸发段之间的夹角为90-135度。冷凝段倾斜设置，有利于增大设备与循环空气的接触面积，提高换热效率，能够使冷凝段回液时依靠重力的作用，有利于节约能耗。
优选的，所述热管换热器为铜管翅片式热管换热器或微通道平行流换热器；所述冷凝器和蒸发器为铜管翅片式换热器或微通道平行流换热器。
优选的，在所述机箱底部四角处设有万向轮，方便烘干箱的移动。
优选的，所述机箱由保温材料制成，使烘干箱具有保温性能，不受外界温度影响，工作状态更加稳定。
本发明的有益效果在于：
本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱内部设备结构紧凑，整体体积大幅减小，采用热管换热器和冷凝器，能够实现烘干室空气的内循环加热，实现潜热回收，传热效率高，不易受到外界温度的影响；采用排热风机排出部分多余的湿热空气，以调节烘干室内的空气温度、湿度和空气压力，保证烘干箱能够持续稳定工作。本发明结构简单紧凑、体积小、便于移动，工作效率更高、能源利用率高，不易受外界温度影响、工作状态更加稳定。
附图说明
图1为本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱的外部结构示意图；
图2为本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱的内部结构示意图之一；
图3为本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱的内部结构示意图之二；
图4为热管换热器的蒸发段、冷凝段以及蒸发器的局部结构示意图；
其中，1为机箱，2为隔板，3为设备室，4为烘干室；5为回风口，6为送风口；7为蒸发器，8为蒸发段，9为冷凝段；10为冷凝器；11为排热风机，12为循环风机；13为压缩机，14为托盘放置架，15为导水槽，16为万向轮，17为箱门，18为观察窗，19为操作屏；图2中的箭头指示为烘干箱内的空气循环流动方向。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来说明本发明的具体实施方式，但下列实施例只是用来详细说明本发明的实施方式，并不以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，参见图1-图3，包括机箱1，机箱1内通过隔板2分隔为设备室3和烘干室4，在机箱1上对应烘干室4处设有箱门17，在箱门17上设有透明的观察窗18；在隔板2的下部设有回风口5，上部设有送风口6。
在设备室3的下部设有热管换热器，热管换热器包括竖直设置在隔板下部回风口处的蒸发段8和与蒸发段8上端通过绝热段相连且横向设置的冷凝段9，冷凝段9与蒸发段8之间的夹角为90-135度。在冷凝段9与蒸发段8之间设有竖直放置的蒸发器7，在冷凝段9的上方设有水平设置的冷凝器10；在冷凝器10的上方设有风口在机箱1侧壁上的排热风机11，以及风口朝向设备室顶部的循环风机12；在设备室3内还设有压缩机13，所述压缩机13、冷凝器10、蒸发器7通过管道对应连接，形成循环回路，在冷凝器10与蒸发器7之间还设置有过滤器和膨胀阀。
在烘干室4内设有托盘放置架14，托盘放置架14由分层设置在隔板2和对侧机箱侧壁上的角铁构成，在箱门17上设有透明的观察窗18。
在机箱1上设有操作屏19，所述回风口5处安装有温湿度传感器，所述设备室一侧设有电控箱，所述电控箱、温湿度传感器及操作屏对应电连接，温湿度传感器用于监测烘干箱内的温度和湿度，电控箱和操作屏实现烘干箱的电气控制，具体的电路连接方式和控制方式可通过常规电连接方式和控制方式来实现。
在设备室3底部位于蒸发器7和蒸发段8下方的位置设有导水槽15，导水槽15延伸至机箱外部。
其中，热管换热器7为铜管翅片式热管换热器或微通道平行流换热器。所述冷凝器10和蒸发器7为铜管翅片式换热器或微通道平行流换热器。在机箱1底部四角处设有万向轮16。机箱12由保温材料制成。
在以上实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。各部件之间的连接方式和控制方式如无特别说明，均为常规连接方式和控制方式。
本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱的具体工作方式为：将待干燥的物料放置在托盘中，将托盘分层放置在烘干室内的托盘放置架上，开始烘干时，在循环风机的作用下，烘干室内的空气由隔板下部的回风口进入设备室，依次经过蒸发段进行预冷、蒸发器进行除湿、冷凝段进行预热，其中空气中的水蒸汽经过蒸发器时冷凝为水排到导水槽中，经过除湿的空气再经过冷凝器进行加热，加热后的空气被循环风机送到设备室的上部，经由送风口再回到烘干室，如此循环，实现烘干室内物料的干燥。加热一段时间后，烘干室内的温度和湿度逐渐升高，湿热空气再经过蒸发段时，会先进行一个初步降温，湿热空气中的水分凝结，流到下部导水槽中再排到机箱外部，实现除湿，降低烘干室内的湿度；回风口通过的空气，一部分经过蒸发段、蒸发器、冷凝器除湿和预热，还有一部分直接通过回风口到冷凝段上方，经除湿后的这一部分空气与回风口通过的另一部分空气混合后，共同经过冷凝器加热，再经循环风机送入烘干箱内。当烘干室内达到一定温度时，开启排热风机，将一部分湿热空气排出到机箱外部，保证烘干室内温度不会过高，同时排出一部分湿空气，实现进一步除湿，并起到调节烘干室内空气压力的作用。本发明内部设备元件结构紧凑，使得烘干箱整体体积大幅缩小，便于运输和移动；加热过程为内循环加热，能够实现潜热回收，烘干效率更高，不易受外部环境温度影响；通过热管换热器的蒸发段实现烘干室空气中的水分凝结和排出，实现除湿；通过排热风机进一步调节温度、湿度和空气压力，工作过程更加稳定。
本发明带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱的运行不受环境温度限制，且采用高效率的热管换热器，热效率可以达到400%以上，与开式系统相比，结构简单、低环境温度下无需化霜、热效率高，与采用板式热交换器的闭式系统相比，体积减小1/3以上，系统阻力小，功耗更低。
上面结合附图和实施例对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下进行变更或改变。
Claims (9)
1.一种带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，包括机箱，所述机箱内通过隔板分隔为设备室和烘干室，在所述机箱上对应烘干室处设有箱门；在所述隔板的下部设有回风口，上部设有送风口；
在所述设备室的下部设有热管换热器，所述热管换热器包括竖直设置在所述隔板下部回风口处的蒸发段和与所述蒸发段上端通过绝热段相连且横向设置的冷凝段；在所述冷凝段与蒸发段之间设有竖直放置的蒸发器，在所述冷凝段的上方设有水平设置的冷凝器；在所述冷凝器的上方设有风口在机箱侧壁上的排热风机，以及风口朝向设备室顶部的循环风机；在所述设备室内还设有压缩机，所述压缩机、冷凝器、蒸发器通过管道对应连接，形成循环回路。
2.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，在所述烘干室内设有托盘放置架；所述托盘放置架由分层设置在所述隔板和对侧机箱侧壁上的角铁构成；在所述箱门上设有透明的观察窗。
3.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，在所述机箱上设有操作屏，所述回风口处安装有温湿度传感器，所述设备室一侧设有电控箱，所述电控箱、温湿度传感器及操作屏对应电连接。
4.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，在所述设备室底部位于所述蒸发器和蒸发段下方的位置设有导水槽，所述导水槽延伸至机箱外部。
5.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，在所述冷凝器与蒸发器之间还设置有过滤器和膨胀阀。
6.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，所述冷凝段与蒸发段之间的夹角为90-135度。
7.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，所述热管换热器为铜管翅片式热管换热器或微通道平行流换热器；所述冷凝器和蒸发器为铜管翅片式换热器或微通道平行流换热器。
8.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，在所述机箱底部四角处设有万向轮。
9.根据权利要求1所述的带重力式热管热回收的闭式循环柜式一体热泵烘干箱，其特征在于，所述机箱由保温材料制成。
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