CN109405525B - 一种自调式除湿烘干热泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种自调式除湿烘干热泵系统，在系统内形成有制热单元、风循环单元、热风调节单元及湿度调节单元，热风调节单元形成在制热单元；湿度调节单元形成在风循环单元；通过制热单元形成热风供风基础；通过风循环单元形成除湿基础；通过热风调节单元与湿度调节单元的配合，形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中烘烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应。本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，可以根据不同工艺工况的需求，自动调节蒸发器和冷凝器的面积，不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用，一机多能。
Description
技术领域
本发明属于烘干领域，具体涉及一种自调式除湿烘干热泵系统。
背景技术
目前市场上需要热风烘干的场所越来越多，如烟草烘干、粮食烘干、药材烘干、果蔬烘干等烘干场所，烘干主要用煤炉、气炉、电炉进行烘干。煤、气都是不可再生的战略性能源，不是国家推广的方向，电炉因为耗能大、运行费用高，也不适宜进行批量推广。上述的众多原因，因为热泵节能、环保、烘干品质高等众多优点，现在正逐步为市场所接受。现市场上烘干热泵主要有两种，一种为热风排湿型烘干，这种烘干方式适合于需求出水快，烘干需求的温度高的场所；另外一种为除湿型烘干，适用于烘干出水速率低，烘干温度低的场所。
申请号为201820421693.5的实用新型申请，公开了一种“除湿烘干机及烤房”，该除湿烘干机包括压缩机、与压缩机的一端连接的冷凝器，与冷凝器连接的节流元件，分别与节流元件连接的第一电磁阀和第二电磁阀，与第二电磁阀连接的第一蒸发器，与第一蒸发器连接的第一单向阀，通过第一端口与第二电磁阀连接的四通换向阀，两端分别与四通换向阀的第二端口和第三端口连接的第二蒸发器，与四通换向阀的第四端口连接的第二单向阀，以及分别与第二电磁阀和第二电磁阀电连接的控制器，第一单向阀和第二单向阀均与压缩机的另一端连接。
申请号为20172155193.7的实用新型申请，公开了“一种除湿烘干一体机”，包括四通换向阀、机体和分别安装于机体内的冷凝器、压缩机及蒸发器，压缩机与四通换向阀连接并连通，蒸发器分别与四通换向阀和冷凝器连接并连通，冷凝器与四通换向阀连接并连通，机体与烘房的出口和进口连接并连通，冷凝器位于机体的出口处，并在机体的出口处安装有第一风机，机体的进口能够与冷凝器所在空间连通，通过冷媒液依次流经压缩机、四通换向阀、蒸发器、冷凝器、四通换向阀和压缩机以使从烘房流出的热风经过冷凝器除湿冷却后形成干燥的冷风并进入烘房内对物料冷却降温。
申请号为：201710304833.0的实用新型申请，公开了一种“自然除湿烘干系统”，包括互相连接的循环干燥系统和循环除湿系统，所述循环干燥系统包括热泵烘干机、烘房结构、以及连通所述热泵烘干机和烘房结构的循环气管，所述循环除湿系统包括设置于所述循环气管上的喷淋室结构，以及与所述喷淋室结构连通的冷却水供应装置。
发明内容
为解决以上问题，本发明创新出一种自调式除湿烘干热泵系统，可以根据不同工艺工况的需求，自动调节蒸发器和冷凝器的面积，不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用，一机多能。其技术方案具体如下：
一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在所述系统内形成有制热单元、风循环单元、热风调节单元及湿度调节单元，
所述热风调节单元形成在制热单元；
所述湿度调节单元形成在风循环单元；
通过制热单元形成热风供风基础；
通过风循环单元形成除湿基础；
通过热风调节单元与湿度调节单元的配合，可形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中烘烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述制热单元由依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(6)、汽液分离器(7)及压缩机(1)形成的闭式冷媒循环回路构成，所述闭式冷媒循环回路用于制取热风提供给烘干房(11)，
在冷凝器(2)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置调节换热器(4)，
在冷凝器(2)通往调节换热器(4)的冷媒管路上设置第一电子膨胀阀(3)；
通过第一电子膨胀阀(3)与调节换热器(4)的设置、形成热风调节单元，以此建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器(2)、送风腔(14)、烘干房(11)构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房(11)、回风腔(12)、蒸发器(6)、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上设置三通比例风阀(9)，
所述三通比例风阀(9)的第一出风口设置在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上；
所述三通比例风阀(9)的第二出风口设置在回风腔(12)通往调节换热器(4)的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器(4)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀(5)形成。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
经由蒸发器(6)出来的回风与经由调节换热器(4)出来的回风通过混风腔(13)后，经由管路送往送风腔(14)。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器(2)、送风腔(14)、烘干房(11)构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房(11)、回风腔(12)、蒸发器(6)、冷凝器(2)、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上设置三通比例风阀(9)，
所述三通比例风阀(9)的第一出风口设置在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上；
所述三通比例风阀(9)的第二出风口设置在回风腔(12)通往调节换热器(4)的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器(4)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀(5)形成。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
经由蒸发器(6)出来的回风与经由调节换热器(4)出来的回风通过混风腔(13)后，经由管路送往冷凝器(2)进风口，再经由冷凝器(2)出风口管路送至送风腔(14)。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在所述的送风腔(14)内设有送风风机(10)。
本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，
首先通过设置制热单元形成热风供风基础；通过设置风循环单元形成除湿基础。
其次在此基础上，通过在制热单元设置热风调节单元，建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求；
通过在风循环单元设置湿度调节单元形成湿度可调式响应；
并通过热风调节单元与湿度调节单元的配合，形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中烘烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应。
综述，本发明创新出一种自调式除湿烘干热泵系统，可以根据不同工艺工况的需求，自动调节蒸发器和冷凝器的面积，不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用，一机多能；其中，设计出的调节型换热器，使得可根据烘干的各个阶段需要的温度、湿度，建立相应机组自动调节除湿量和升温的速度响应，形成自动调节热交换的形成；其中，通过第一电子膨胀阀与第二电子膨胀阀的双节电子膨胀阀节流控制，自动调节节流深度，从而改变机组在不同干、湿球温度时的除湿量多少；本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，可根据识别不同露点温度，在不同烘干阶段，控制蒸发温度，来控制除湿烘干的速度；通过三通比例调节风阀的应用，创新出自动风量调节技术，来调节机组的蒸发温度和冷凝温度，满足各阶段烘干的质量，机组同时达到高效节能的目的。
附图说明
图1为本发明的结构示意框图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中的冷媒循环结构示意图；
图4为本发明中的风循环单元结构示意图。
图中，
1为压缩机；
2为冷凝器；
3为第一电子膨胀阀；
4为调节换热器；
5为第二电子膨胀阀；
6为蒸发器；
7为汽液分离器；
9为三通比例风阀；
10为送风风机；
11为烘干房；
12为回风腔；
13为混风腔；
14为送风腔。
具体实施方式
下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统作进一步具体说明。
如图1、2、3、4所示的一种自调式除湿烘干热泵系统，
在系统内形成有制热单元、风循环单元、热风调节单元及湿度调节单元，
所述热风调节单元形成在制热单元；
所述湿度调节单元形成在风循环单元；
通过制热单元形成热风供风基础；
通过风循环单元形成除湿基础；
通过热风调节单元与湿度调节单元的配合，可形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中烘烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应。
其中，
所述制热单元由依次连接的压缩机(1)、冷凝器(2)、蒸发器(6)、汽液分离器(7)及压缩机(1)形成的闭式冷媒循环回路构成，所述闭式冷媒循环回路用于制取热风提供给烘干房(11)，
在冷凝器(2)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置调节换热器(4)，
在冷凝器(2)通往调节换热器(4)的冷媒管路上设置第一电子膨胀阀(3)；
通过第一电子膨胀阀(3)与调节换热器(4)的设置、形成热风调节单元，以此建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求。
其中，
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器(2)、送风腔(14)、烘干房(11)构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房(11)、回风腔(12)、蒸发器(6)、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上设置三通比例风阀(9)，
所述三通比例风阀(9)的第一出风口设置在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上；
所述三通比例风阀(9)的第二出风口设置在回风腔(12)通往调节换热器(4)的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器(4)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀(5)形成。
其中，
经由蒸发器(6)出来的回风与经由调节换热器(4)出来的回风通过混风腔(13)后，经由管路送往送风腔(14)。
其中，
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器(2)、送风腔(14)、烘干房(11)构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房(11)、回风腔(12)、蒸发器(6)、冷凝器(2)、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上设置三通比例风阀(9)，
所述三通比例风阀(9)的第一出风口设置在回风腔(12)通往蒸发器(6)的管路上；
所述三通比例风阀(9)的第二出风口设置在回风腔(12)通往调节换热器(4)的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器(4)通往蒸发器(6)的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀(5)形成。
其中，
经由蒸发器(6)出来的回风与经由调节换热器(4)出来的回风通过混风腔(13)后，经由管路送往冷凝器(2)进风口，再经由冷凝器(2)出风口管路送至送风腔(14)。
其中，
在所述的送风腔(14)内设有送风风机(10)。
根据本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在蒸发器(6)的出风管路上设置切换三通阀，
通过切换三通阀，可形成经由蒸发器(6)出来的风送至送风腔(14)，或经由蒸发器(6)出来的风送至看冷凝器(2)，两种切换模式。
工作原理及实施例
闭式冷媒循环回路：(参照图3)
压缩机排出的高温高压气体制冷剂流入到冷凝器冷凝，释放热量后，流入到第一电子膨胀阀进行一次节流，节流后的液态制冷剂流入到调节换热器，进行二次热交换后流到第二电子膨胀阀进行二次节流，节流后的低温液态制冷剂流入到蒸发器中吸收热量后，成为低温气态制冷剂，进入汽液分离器后，被压缩机吸气口吸入。
风循环说明：(参照图4)
烘干房回来的风通过回风口进入回风腔，通过三通比例风阀分配进入调节换热器和蒸发器风量，经过蒸发器和和调节换热器的风出来后在混风腔混合，再进行冷凝器吸收热量，到送风腔后，由送风机送入烘干房；或经过蒸发器和和调节换热器的风出来后在混风腔混合后直接送至送风腔，由送风机送入烘干房。
模式动作技术说明：
低温保湿模式：此模式下，需求烘房环境温度控制在30-40度，不进行排湿，保证空气中大量高湿度。此模式下，三通比例全部向蒸发器6打开，调节换热器侧此时通风量为0。压缩机开机运行，第一电子膨胀阀全部打开，第二电子膨胀阀开度根据烘干房内的露点温度、吸气温度、蒸发温度三个参数综合调节开度大小，保证压缩机不回液的情况下，蒸发温度高于露点温度2度左右，尽量减少机组除湿的现象发生。同时此时回风的风量也全部经过蒸发器，蒸发器处于大风量状态下，机组的蒸发温度升高，也会高于露点温度，机组的除湿效果也很小，烘房能保证在一个较为恒定的温度和较高的湿度。
低温高除湿模式：此模式下，压缩机开机运行，第一电子膨胀阀根据调节换热器中的蒸发温度调节，保证蒸发温度低于烘房中的露点温度2度左右，调节换热器进行初级除湿，经过调节换热器的制冷剂通过第二电子膨胀阀进行二次节流降压，再流入到蒸发器中进行蒸发除湿，第二电子膨胀阀的开度根据烘干房内的露点温度、吸气温度、蒸发温度三个参数综合调节开度大小，保证压缩机不回液的情况下，蒸发温度低于露点温度4度左右，机组通过蒸发器进行大量除湿，降低空气中的湿度。三通调节风阀根据调节换热器和蒸发器两者的蒸发温度，自动进行调节风量的分配，保证两者都能正常进行除湿。
中温烘干模式：此模式下烘房需求的环境温度55度左右，压缩机开机运行，三通比例风阀50％向蒸发器6打开。压缩机开机运行，第一电子膨胀阀全部打开，此时调节换热器串接到冷器中，作为机组冷凝使用，增大了机组的冷凝面积，降低了机组的高压侧压力。第二电子膨胀阀开度根据烘干房内的露点温度、吸气温度、蒸发温度三个参数综合调节开度大小，保证压缩机不回液的情况下，蒸发温度低于露点温度6度左右，降低机组的蒸发压力，保证机组不会过载运行，同时机组的除湿效果也处于非常理想的状态。烘房能保证在一个干燥的中温工况。
高温烘干模式：此模式下烘房需求的环境温度65度-75度左右，三通比例风阀30％向蒸发器6打开。压缩机开机运行，第一电子膨胀阀全部打开，此时调节换热器串接到冷器中，作为机组冷凝使用，增大了机组的冷凝面积和冷凝风量，降低了机组的高压侧压力。第二电子膨胀阀开度根据烘干房内的露点温度、吸气温度、蒸发温度三个参数综合调节开度大小，保证压缩机不回液的情况下，蒸发温度低于露点温度10度左右，降低机组的蒸发压力，保证机组不会过载运行，同时机组的除湿效果也处于非常理想的状态。烘房能保证在一个干燥的高温工况。
降温通风模式：此时压缩机关闭，只开启送风机，进行风系统循环。
本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，
首先通过设置制热单元形成热风供风基础；通过设置风循环单元形成除湿基础。
其次在此基础上，通过在制热单元设置热风调节单元，建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求；
通过在风循环单元设置湿度调节单元形成湿度可调式响应；
并通过热风调节单元与湿度调节单元的配合，形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中烘烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应。
综述，本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，设计出调节型换热器，从而使得可根据烘干的各个阶段需要的温度、湿度，建立相应机组自动调节除湿量和升温的速度响应，形成自动调节热交换的形成；其中，通过第一电子膨胀阀与第二电子膨胀阀的双节电子膨胀阀节流控制，自动调节节流深度，从而改变机组在不同干、湿球温度时的除湿量多少；本发明的一种自调式除湿烘干热泵系统，可根据识别不同露点温度，在不同烘干阶段，控制蒸发温度，来控制除湿烘干的速度；通过三通比例调节风阀的应用，创新出自动风量调节技术，来调节机组的蒸发温度和冷凝温度，满足各阶段烘干的质量，机组同时达到高效节能的目的。
Claims (8)
1.一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在所述系统内形成有制热单元、风循环单元、热风调节单元及湿度调节单元，
所述热风调节单元形成在制热单元；
所述湿度调节单元形成在风循环单元；
通过制热单元形成热风供风基础；
通过风循环单元形成除湿基础；
通过热风调节单元与湿 度调节单元的配合，可形成自调式除湿烘干热泵系统内的：低温保湿模式、低温除湿模式、中温烘干模式及高温烘干模式四种工作模式，以此建立自调式除湿烘干热泵系统对所需温度及湿度的响应；
其中，通过在制热单元设置热风调节单元，建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求；通过在风循环单元设置湿度调节单元形成湿度可调式响应。
2.根据权利要求1所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述制热单元由依次连接的压缩机（1）、冷凝器（2）、蒸发器（6）、汽液分离器（7）及压缩机（1）形成的闭式冷媒循环回路构成，所述闭式冷媒循环回路用于制取热风提供给烘干房（11），
在冷凝器（2）通往蒸发器（6）的冷媒管路上设置调节换热器（4），
在冷凝器（2）通往调节换热器（4）的冷媒管路上设置第一电子膨胀阀（3）；
通过第一电子膨胀阀（3）与调节换热器（4）的设置、形成热风调节单元，以此建立闭式冷媒循环回路中冷凝面积的可调式适配，以响应不同温度的需求。
3.根据权利要求2所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器（2）、送风腔（14）、烘干房（11）构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房（11）、回风腔（12）、蒸发器（6）、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔（12）通往蒸发器（6）的管路上设置三通比例风阀（9），
所述三通比例风阀（9）的第一出风口设置在回风腔（12）通往蒸发器（6）的管路上；
所述三通比例风阀（9）的第二出风口设置在回风腔（12）通往调节换热器（4）的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器（4）通往蒸发器（6）的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀（5）形成。
4.根据权利要求3所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
经由蒸发器（6）出来的回风与经由调节换热器（4）出来的回风通过混风腔（13）后，经由管路送往送风腔（14）。
5.根据权利要求2所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
所述风循环单元由送风子单元与回风子单元构成；
所述送风子单元由管路依次连接的冷凝器（2）、送风腔（14）、烘干房（11）构成；
所述回风子单元由管路依次连接的烘干房（11）、回风腔（12）、蒸发器（6）、冷凝器（2）、送风腔构成；
所述湿度调节单元由风量调节子单元与冷媒蒸发温度调节子单元构成；
所述风量调节子单元由以下设置构成：
在回风腔（12）通往蒸发器（6）的管路上设置三通比例风阀（9），
所述三通比例风阀（9）的第一出风口设置在回风腔（12）通往蒸发器（6）的管路上；
所述三通比例风阀（9）的第二出风口设置在回风腔（12）通往调节换热器（4）的管路上；
所述冷媒蒸发温度调节子单元通过在调节换热器（4）通往蒸发器（6）的冷媒管路上设置第二电子膨胀阀（5）形成。
6.根据权利要求5所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
经由蒸发器（6）出来的回风与经由调节换热器（4）出来的回风通过混风腔（13）后，经由管路送往冷凝器（2）进风口，再经由冷凝器（2）出风口管路送至送风腔（14）。
7.根据权利要求3或5所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在所述的送风腔（14）内设有送风风机（10）。
8.根据权利要求3或5所述的一种自调式除湿烘干热泵系统，其特征在于：
在蒸发器（6）的出风管路上设置切换三通阀，
通过切换三通阀，可形成经由蒸发器（6）出来的风送至送风腔（14），或经由蒸发器（6）出来的风送至看冷凝器（2），两种切换模式。
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