CN109405446A - 一种热泵干燥系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种热泵干燥系统。包括干燥室、风扇、第一蒸发器、第二蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、第一新风阀、第二新风阀、第一空气过滤器、第二空气过滤器、换热器、三通阀、控制器、温湿度传感器，第一蒸发器与第二蒸发器并联设置，与冷凝器蛇形管串联，在第一蒸发器与第二蒸发器的中间安装有风扇，风扇的空气出口正对并连通冷凝器的空气入口，能够实现大流量干燥空气的供给；在压缩机与冷凝器的连接管道上设有旁通管道，旁通管道在距冷凝器蛇形管入口点预定距离H处进入所述冷凝器与蛇形管连通，在旁通管道与连接管道之间的相交处设有三通阀，通过驱动三通阀，可以改变冷凝器的散热性能，方便控制热平衡。

Description

一种热泵干燥系统
技术领域
本发明属于干燥领域，具体涉及一种热泵干燥系统。
背景技术
热泵可有效回收湿空气中的潜热和显热，显著提高能源利用率。不同的待干燥产品、数量所需的干燥介质流量、温湿度等因素不尽相同，当干燥室内一次待干燥的产品较大时，通常需要增大单位时间内的干燥介质供给量，否则需延长单位烘干时间，会降低生产效率。而且，每次待干燥的产品以及数量可能还有所不同，故每次都必须对干燥介质的供给量以及温湿度作相应地调节。而现有的热泵干燥系统中冷凝器换热性能不易调节， 单一的蒸发器与冷凝器串联无法满足大流量干燥介质的工艺要求。
发明内容
本发明提供了一种热泵干燥系统，旨在解决上述存在的技术问题。
本发明采用以下技术方案：
包括干燥室、风扇、第一蒸发器、第二蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、第一新风阀、第二新风阀、第一空气过滤器、第二空气过滤器、换热器、三通阀、控制器、温湿度传感器；
所述第一蒸发器与第二蒸发器并排并联设置，并与所述冷凝器蛇形管串联，在所述第一蒸发器与所述冷凝器以及第二蒸发器与所述冷凝器的连接管道上分别设置有所述节流阀，所述风扇安装在所述第一蒸发器与第二蒸发器的中间，所述第一蒸发器与第二蒸发器的空气出口连通所述风扇的空气入口，所述风扇的空气出口正对并连通所述冷凝器的空气入口，所述冷凝器的空气出口通过管道连通所述干燥室的底部空气入口；
所述第一新风阀依次连接所述第一空气过滤器、换热器、第一蒸发器，所述第二新风阀依次连接第二空气过滤器、第二蒸发器，所述干燥室的两侧空气出口分别连通所述换热器和所述第二空气过滤器，所述干燥室的两侧空气出口处分别设有回风阀；
所述第一蒸发器与第二蒸发器的制冷剂出口分别连接所述压缩机，所述压缩机连接所述冷凝器，在所述压缩机与所述冷凝器的连接管道上设有旁通管道，所述旁通管道在距所述冷凝器蛇形管入口点预定距离H处进入所述冷凝器与蛇形管连通，在所述旁通管道与所述连接管道之间的相交处设有三通阀；
在所述冷凝器的空气出口管道上安装有温湿度传感器和风速计，所述温湿度传感器与所述控制器电性连接，所述三通阀也与所述控制器电性连接；
在所述干燥室的两侧空气出口管道上、在所述第一新风阀与第二新风阀的新风入口处、在所述第一蒸发器与第二蒸发器的空气出口管道上都分别安装有温湿度传感器，所述温湿度传感器、第一新风阀与第二新风阀、回风阀、风扇的变频马达都与所述控制器电性连接。
所述干燥室的外围设有聚氨酯保温板。
所述第一蒸发器与第二蒸发器的底部设有用于储存冷凝水的储水盘。
包括制冷剂回路和空气回路；
其中制冷剂回路如下工作：启动压缩机，压缩机排出高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂进入冷凝器蛇形管并在其中放热、冷凝，之后分两路经节流阀节流降压后，进入第一蒸发器、第二蒸发器中吸热、蒸发，之后重新回到压缩机，然后进行下一个循环；在这过程中，通过控制器驱动三通阀，使制冷剂流动绕过部分冷凝器管或者流过所有冷凝器管从而改变冷凝器本身的散热性能；
空气回路如下工作：将待干燥物料装于干燥室内，启动风扇，新风分两路分别从第一新风阀、第二新风阀进入，分别经第一空气过滤器、第二空气过滤器过滤除杂后进入第一蒸发器、第二蒸发器，除杂后的空气在第一蒸发器、第二蒸发器进行除湿，除湿后的空气经风扇驱动进入冷凝器，吸收冷凝器放出的热量后温度升高，形成高温低湿空气，再经干燥室的底部空气入口进入干燥室内与待干燥物料进行热湿交换，空气放热并吸收物料内的湿气，降温吸湿后的空气经干燥室的两侧空气出口排出，其中一侧空气进入第二空气过滤器过滤除杂后，进入第二蒸发器，被重新用于干燥；另一侧空气进入换热器，将废热传递给新风后直接排空。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
两个蒸发器并联设置，与冷凝器蛇形管串联，在两个蒸发器的中间安装有风扇，风扇的空气出口正对并连通冷凝器的空气入口，能够实现大流量干燥空气的供给；
在压缩机与冷凝器的连接管道上设有旁通管道，旁通管道在距冷凝器蛇形管入口点预定距离H处进入所述冷凝器与蛇形管连通，在旁通管道与连接管道之间的相交处设有三通阀，通过驱动三通阀，可以改变冷凝器的散热性能，方便控制热平衡。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
实线箭头：代表制冷剂的流向；
虚线箭头：代表空气的流向；
双虚线箭头：控制线路。
具体实施方式
参见图1，本实施例提供的热泵干燥系统，包括干燥室1、风扇2、第一蒸发器3a、第二蒸发器3b、压缩机4、冷凝器5、节流阀6、第一新风阀7a、第二新风阀7b、第一空气过滤器8a、第二空气过滤器8b、换热器9、三通阀10、控制器11、温湿度传感器12。
所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b并排并联设置，并与所述冷凝器5蛇形管串联，在所述第一蒸发器3a与所述冷凝器5以及第二蒸发器3b与所述冷凝器5的连接管道上分别设置有所述节流阀6，所述风扇2安装在所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的中间，所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的空气出口连通所述风扇2的空气入口，所述风扇2的空气出口正对并连通所述冷凝器5的空气入口，所述冷凝器5的空气出口通过管道连通所述干燥室1的底部空气入口，从而将干燥热空气送入干燥室1内，用于对干燥室内的物料进行干燥处理。
所述第一新风阀7a依次连接所述第一空气过滤器8a、换热器9、第一蒸发器3a，所述第二新风阀7b依次连接第二空气过滤器8b、第二蒸发器3b，所述干燥室1的两侧空气出口分别连通所述换热器9和所述第二空气过滤器8b，所述干燥室1的两侧空气出口处设有回风阀。
所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的制冷剂出口分别连接所述压缩机4，所述压缩机4连接所述冷凝器5，在所述压缩机4与所述冷凝器5的连接管道14上设有旁通管道13，所述旁通管道13在距所述冷凝器5蛇形管入口点预定距离H（如图1所示，H指水平方向的距离，即旁通管道13与蛇形管的连接点与蛇形管入口点之间连线的水平投影）处进入所述冷凝器5与蛇形管连通，在所述旁通管道13与所述连接管道14之间的相交处设有三通阀10。
在所述冷凝器5的空气出口管道上安装有温湿度传感器12和风速计，所述温湿度传感器12与控制器11电性连接，所述三通阀10也与所述控制器11电性连接，借助于连接到温湿度传感器12的控制器11，通过驱动三通阀10，可以改变冷凝器5本身的散热性能，从而可以容易地控制热平衡。
当系统需要低热交换时，三通阀10使制冷剂流动偏离，绕过部分冷凝器管（蛇形管）来减少冷凝器热交换性能。当系统需要高热交换时，三通阀10使制冷剂流过整个冷凝器所有冷凝器管从而增加冷凝器热交换性能。
所述干燥室1的外围设有保温材料，例如聚氨酯保温板。
所述第一新风阀7a、第二新风阀7b用于引入新风，并对引入的风量进行调控；所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的底部设有用于储存冷凝水的储水盘。
在所述干燥室1的两侧空气出口管道上、在所述第一新风阀7a与第二新风阀7b的新风入口处、在所述第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的空气出口管道上都分别安装有温湿度传感器，所述温湿度传感器、第一新风阀7a与第二新风阀7b、回风阀、风扇2的变频马达都与所述控制器11电性连接。
通过上述温湿度传感器（包括温湿度传感器12）以及风速计的设置，可以获得干燥室1的进出口空气温湿度信息、新风的温湿度信息、第一蒸发器3a与第二蒸发器3b的出口空气温湿度信息、以及冷凝器5的出口空气流量信息，通过控制器11调节所述第一新风阀7a、第二新风阀7b、回风阀、风扇2的变频马达，获取合适的干燥空气供给量、温湿度。
本实施例中制冷剂回路以及空气回路的工作过程如下：
制冷剂回路：启动压缩机4，压缩机4排出高温高压的气态制冷剂，高温高 压的气态制冷剂进入冷凝器5蛇形管并在其中放热、冷凝，之后分两路经节流阀6节流降压后，进入第一蒸发器3a、第二蒸发器3b中吸热、蒸发，之后重新回到压缩机4，然后进行下一个循环。在这过程中，通过控制器11驱动三通阀10，使制冷剂流动绕过部分冷凝器管（蛇形管）或者流过所有冷凝器管从而改变冷凝器5本身的散热性能，以更加容易地控制热平衡。
空气回路：将待干燥物料装于干燥室1内，启动风扇2，新风分两路分别从第一新风阀7a、第二新风阀7b进入，分别经第一空气过滤器8a、第二空气过滤器8b过滤除杂后进入第一蒸发器3a、第二蒸发器3b，除杂后的空气在第一蒸发器3a、第二蒸发器3b进行除湿，除湿后的空气经风扇2驱动进入冷凝器5，吸收冷凝器5放出的热量后温度升高，形成高温低湿空气，再经干燥室1的底部空气入口进入干燥室1内与待干燥物料进行热湿交换，空气放热并吸收物料内的湿气，降温吸湿后的空气经干燥室1的两侧空气出口排出，其中一侧空气进入第二空气过滤器8b过滤除杂后，进入第二蒸发器3b，被重新用于干燥；另一侧空气进入换热器9，将废热传递给新风后直接排空。
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。

Claims (4)

1.一种热泵干燥系统，包括干燥室（1）、风扇（2）、第一蒸发器（3a）、第二蒸发器（3b）、压缩机（4）、冷凝器（5）、节流阀（6）、第一新风阀（7a）、第二新风阀（7b）、第一空气过滤器（8a）、第二空气过滤器（8b）、换热器（9）、三通阀（10）、控制器（11）、温湿度传感器（12），其特征在于，所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）并排并联设置，并与所述冷凝器（5）蛇形管串联，在所述第一蒸发器（3a）与所述冷凝器（5）以及第二蒸发器（3b）与所述冷凝器（5）的连接管道上分别设置有所述节流阀（6），所述风扇（2）安装在所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）的中间，所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）的空气出口连通所述风扇（2）的空气入口，所述风扇（2）的空气出口正对并连通所述冷凝器（5）的空气入口，所述冷凝器（5）的空气出口通过管道连通所述干燥室（1）的底部空气入口；
所述第一新风阀（7a）依次连接所述第一空气过滤器（8a）、换热器（9）、第一蒸发器（3a），所述第二新风阀（7b）依次连接第二空气过滤器（8b）、第二蒸发器（3b），所述干燥室（1）的两侧空气出口分别连通所述换热器（9）和所述第二空气过滤器（8b），所述干燥室（1）的两侧空气出口处分别设有回风阀；
所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）的制冷剂出口分别连接所述压缩机（4），所述压缩机（4）连接所述冷凝器（5），在所述压缩机（4）与所述冷凝器（5）的连接管道（14）上设有旁通管道（13），所述旁通管道（13）在距所述冷凝器（5）蛇形管入口点预定距离H处进入所述冷凝器（5）与蛇形管连通，在所述旁通管道（13）与所述连接管道（14）之间的相交处设有三通阀（10）；
在所述冷凝器（5）的空气出口管道上安装有温湿度传感器（12）和风速计，所述温湿度传感器（12）与所述控制器（11）电性连接，所述三通阀（10）也与所述控制器（11）电性连接；
在所述干燥室（1）的两侧空气出口管道上、在所述第一新风阀（7a）与第二新风阀（7b）的新风入口处、在所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）的空气出口管道上都分别安装有温湿度传感器，所述温湿度传感器、第一新风阀（7a）与第二新风阀（7b）、回风阀、风扇（2）的变频马达都与所述控制器（11）电性连接。
2.根据权利要求1所述的热泵干燥系统，其特征在于，所述干燥室（1）的外围设有聚氨酯保温板。
3.根据权利要求1-2任一项所述的热泵干燥系统，其特征在于，所述第一蒸发器（3a）与第二蒸发器（3b）的底部设有用于储存冷凝水的储水盘。
4.根据权利要求1-3任一项所述的热泵干燥系统，其特征在于，包括制冷剂回路和空气回路；
其中制冷剂回路如下工作：启动压缩机（4），压缩机（4）排出高温高压的气态制冷剂，高温高压的气态制冷剂进入冷凝器（5）蛇形管并在其中放热、冷凝，之后分两路经节流阀（6）节流降压后，进入第一蒸发器（3a）、第二蒸发器（3b）中吸热、蒸发，之后重新回到压缩机（4），然后进行下一个循环；在这过程中，通过控制器（11）驱动三通阀（10），使制冷剂流动绕过部分冷凝器管或者流过所有冷凝器管从而改变冷凝器（5）本身的散热性能；
空气回路如下工作：将待干燥物料装于干燥室（1）内，启动风扇（2），新风分两路分别从第一新风阀（7a）、第二新风阀（7b）进入，分别经第一空气过滤器（8a）、第二空气过滤器（8b）过滤除杂后进入第一蒸发器（3a）、第二蒸发器（3b），除杂后的空气在第一蒸发器（3a）、第二蒸发器（3b）进行除湿，除湿后的空气经风扇（2）驱动进入冷凝器（5），吸收冷凝器（5）放出的热量后温度升高，形成高温低湿空气，再经干燥室（1）的底部空气入口进入干燥室（1）内与待干燥物料进行热湿交换，空气放热并吸收物料内的湿气，降温吸湿后的空气经干燥室（1）的两侧空气出口排出，其中一侧空气进入第二空气过滤器（8b）过滤除杂后，进入第二蒸发器（3b），被重新用于干燥；另一侧空气进入换热器（9），将废热传递给新风后直接排空。
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