CN109442891A - 一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组及烘干装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组及烘干装置，包括有至少两套热泵机组，热泵机组包括顺序连接构成一供制冷剂循环的封闭系统的压缩机、冷凝器、节流装置、内除湿蒸发器；还包括有一错流换热器，错流换热器具有交替布置的第一换热通道和第二换热通道，第一换热通道的出风口与第二换热通道的进风口之间通过一循环通道连通；多套热泵机组的内除湿蒸发器顺序排列布置在循环通道内并位于所述第一换热通道出风口处，第二换热通道的出风口处设置有第一风机；多套热泵机组的冷凝器顺序排列在第一风机的出风处；烘干气流闭路循环，来自烘干装置的部分湿空气，顺序流经第一换热通道、多个内除湿蒸发器、循环通道、第二换热通道、第一风机，之后与来自烘干装置的另一部分湿空气混合，再经过多个冷凝器后获得干燥空气。

Description

一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组及烘干 装置

技术领域

本发明涉及除湿装置设计技术领域，具体涉及一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组及烘干装置。

背景技术

气流闭路循环的热泵烘干装置，由生产高温干燥空气的热泵热风机组与承载含湿物料的烘干空间联合组成。

如下图1，在现有的气流闭路循环的热泵烘干装置中，热泵冷凝器生产的高温干燥空气与含湿物料进行热湿交换，夺取含湿物料中的水分而成为暖湿空气回到热泵蒸发器，在蒸发器中降温除湿滤除水蒸汽，之后进入冷凝器吸热升温，温度升高相对湿度降低而再次成为高温干燥空气，开始下一轮循环，直至含湿物料干燥完成。

气流闭路循环的热泵烘干装置，由于热量闭路循环、没有含湿物料中的有效成分随着外排湿气流排出，因而干物质收获率提高、干物质品质提高。

但是，在气流闭路循环热泵烘干装置的运行过程中，随着含湿物料水分的蒸发、冷凝，烘干空间空气的相对湿度和绝对含湿量都越来越低，烘干回风(即烘干热泵的蒸发器进风)温度越来越高、含湿量却越来越低，致使蒸发器的显热负荷(用于吸收烘干回风降温放热的制冷量)在蒸发器总制冷量中的占比越来越高，而湿热负荷(用于吸收烘干回风中水蒸汽冷凝热的制冷量)占比越来越低，直至最终湿热负荷占比为零，蒸发器滤不出水来；

而在气流闭路循环热泵烘干装置的运行过程中，不断滤除干燥空气中的水蒸汽，降低干燥空气中的相对湿度与水蒸汽绝对含量，促进含湿物料中水分的持续蒸发，特别是解决烘干末期物料中尚存的少量水分的蒸发，是烘干作业的核心问题。

为了应对热泵烘干过程中蒸发器的这个显热负荷在总制冷量中的占比越来越高问题，人们发明了进风预冷高效除湿技术，即在蒸发器进风口设置一个板式换热器，使板式换热器与蒸发器构成一个“进风预冷模块”，用蒸发器的低温出风通过板式换热器的“冷流体通道”对板式换热器的“热流体通道”中的蒸发器高温进风实施“预冷”，降低蒸发器进风的温度、提高蒸发器进风的相对湿度，从而降低蒸发器显热负荷在总制冷量中的占比、提高湿热负荷在总制冷量中的占比、提高除湿量。

进风预冷模块的运用，改变了气流闭路循环热泵烘干装置的烘干速度和烘干效果，但是新的问题接踵而至：

在气流闭路循环热泵烘干装置运行的早中期，回风温度不太高、相对湿度比较高，在蒸发器进风口配置较小面积的板式换热器就可以使蒸发器进风被蒸发器低温出风通过板式换热器预冷到“饱和”(相对湿度100％)状态，并且同样重要的是，可以保证蒸发器进风露点温度高、蒸发器热负荷高、蒸发压力高、制冷剂质量流量大、制冷量大、除湿量大；

而在气流闭路循环热泵烘干装置运行的后期，由于烘干回风温度抬高、相对湿度降低、露点温度降低，原先在蒸发器进风口配置的那个“较小”面积的板式换热器就显得力不从心，无法使蒸发器进风被蒸发器低温出风有效预冷到“饱和”状态或者接近饱和状态，再次重复“蒸发器的显热负荷在蒸发器总制冷量中的占比越来越高、湿热负荷占比越来越低，直至最终湿热负荷占比为零，蒸发器滤不出水来，烘干过程的最后一公里没有完成”的老问题。

发明内容

针对背景技术中提出的技术问题，本发明提供了一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，包括有至少两套热泵机组，所述热泵机组包括顺序连接构成一供制冷剂循环的封闭系统的压缩机、冷凝器、节流装置、内除湿蒸发器；

还包括有一错流换热器，所述错流换热器具有交替布置的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道的出风口与所述第二换热通道的进风口之间通过一循环通道连通；多套热泵机组的内除湿蒸发器顺序排列布置在所述循环通道内并位于所述第一换热通道出风口处，所述第二换热通道的出风口处设置有第一风机的；多套热泵机组的冷凝器顺序排列在所述第一风机的出风处；

烘干气流闭路循环，多个所述内除湿蒸发器、错流换热器、多个所述冷凝器均位于湿空气流经的风道内，部分湿空气顺序流经第一换热通道、多个内除湿蒸发器、循环通道、第二换热通道、第一风机之后，再与另一部分湿空气混合，通过多个冷凝器后获得干燥空气。

较佳地，所述错流换热器、多个所述内除湿蒸发器、所述循环通道、所述第一风机构成一进风预冷组合模块。

较佳地，沿着气流方向，多个内除湿蒸发器的排列顺序与其对应的多个冷凝器的排列方式相反。

较佳地，所述第一风机采用变风量外转子离心风机。

较佳地，包括有第一热泵机组和第二热泵机组两套热泵机组。

较佳地，所述第一热泵机组包括有顺序连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一内除湿蒸发器；所述第一热泵机组还包括有第一室外换热器，所述第一室外换热器的一端通过第一管路连通到所述第一内除湿蒸发器与所述第一压缩机之间的第二管路上，另一端通过第三管路连通到所述第一节流装置与所述第一内除湿蒸发器之间的第四管路上；

所述第三管路上设置有第一阀门，所述第三管路与所述第四管路的连接点，到所述第一内除湿蒸发器之间的第四管路上设置后第二阀门。

较佳地，还包括有控制装置，所述控制装置连接所述第一阀门、第二阀门，用于控制所述第一阀门、第二阀门的开闭。

较佳地，所述第二热泵机组包括有顺序连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置、第二内除湿蒸发器，所述第二压缩机的输出端上连接有一四通阀，所述第二压缩机通过所述四通阀上的第一阀口与所述第二冷凝器连接；

所述第二热泵机组还包括有第二室外换热器，所述第二室外换热器的一端连通到所述四通阀的第二阀口上，另一端通过第五管路连通到所述第二冷凝器与所述第二节流装置之间的第六管路上；

所述第六管路上还设置有第一单向阀，所述第一单向阀的导通方向为由所述第二冷凝器指向所述第二节流装置；

所述第五管路上还设置有第二单向阀，所述第二单向阀的导通方向为由所述第二室外换热器指向所述第二节流装置。

较佳地，所述第一室内除湿蒸发器大于所述第二室内除湿蒸发器，所述第一冷凝器大于所述第二冷凝器，所述第一室外换热器大于所述第二室外换热器。

较佳地，包括有两套所述第一热泵机组和一套所述第二热泵机组。

本发明还提供了一种烘干装置，包括烘干房、与所述烘干房循环连通的风道，所述风道内设置有如上所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组；

所述烘干房内的一部分湿空气顺序经过错流换热器第一换热通道、多个所述内除湿蒸发器、错流换热器第二换热通道后获得干燥空气；另一部分湿空气与由所述错流换热器排出的干燥空气混合后再流经多个所述冷凝器。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、提高了湿热负荷在蒸发器总制冷量中的占比、提高了除湿量

本发明一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，在制冷蒸发器进风口设置一个错流换热器，使错流换热器、多个内除湿蒸发器、循环通道和第一风机构成一个“进风预冷模块”，在第一风机抽吸下，利用内除湿蒸发器的低温出风通过板式换热器的“冷流体通道”(即第二换热通道)对板式换热器的“热流体通道”(即第一换热通道)中的高温进风实施“预冷”，降低最终进入内除湿蒸发器空气的温度、提高内除湿蒸发器进风的相对湿度，从而降低蒸发器显热负荷在总制冷量中的占比、提高湿热负荷在总制冷量中的占比、提高除湿量；

2、节材高效

本发明提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，多个内除湿蒸发器共用一个错流换热器，相对于每个内除湿换热器分别配备有一个错流换热器的实现方式，减少了错流换热器的数量和体积，降低了成本；并且，在含湿物料含水率和蒸发能力都大幅下降的烘干后期，烘干装置回风温度升高、相对湿度降低，此时本发明进风预冷组合模块中的蒸发器的运行数量减少、处理风量降低，但是错流换热器的换热面积不减少、“面积风量比”提高、进风预冷的效果进一步提高；

3、有效管控压缩机排气温度，防止升高超标

本发明提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，贯彻执行多只单元热泵机组“低压缩比”的结构设计原则，多只单元热泵的冷凝器在烘干装置主风道中沿着气流方向顺序排列，多只单元热泵的对应内除湿蒸发器在进风预冷模块的错流换热器的热通道出口处反着气流方向顺序排列，实现“冷凝温度高的冷凝器与蒸发温度高的蒸发器被组合在同一个单元热泵模块里、冷凝温度低的冷凝器与蒸发温度低的蒸发器被组合在同一个单元热泵模块里以降低压缩比降低压缩机排气温度的目标”；

由于制冷剂饱和温度与饱和压力具有一一对应关系，冷凝温度高就是冷凝压力高，蒸发温度高就是蒸发压力高，高冷凝压力与高蒸发压力被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比(冷凝压力/蒸发压力)相对较低；冷凝温度低就是冷凝压力低，蒸发温度低就是蒸发压力低，低冷凝压力与低蒸发压力被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比(冷凝压力/蒸发压力)也相对较低；如此组合，防止了高冷凝压力冷凝器与低蒸发压力蒸发器被组合到同一个单元热泵模块里，也就防止了高压缩比，从而防止了压缩机排气温度出现升高超标。

附图说明

结合附图，通过下文的详细说明，可更清楚地理解本发明的上述及其他特征和优点，其中：

图1为现有技术中气流闭路循环的热泵烘干装置的结构示意图；

图2为实施例1中本发明提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组的结构示意图；

图3为实施例2中本发明提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组的结构示意图；

图4为实施例3中本发明提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组的结构示意图。

具体实施方式

参见示出本发明实施例的附图，下文将更详细地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本发明的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。

实施例1

参照图2，本发明提供了一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，包括有至少两套热泵机组，每套热泵机组包括顺序连接构成一供制冷剂循环的封闭系统的压缩机、冷凝器、节流装置、内除湿蒸发器；还包括有一错流换热器BH，错流换热器BH具有错流布置的第一换热通道(即热流体通道)和第二换热通道(即冷流体通道)，第一换热通道的出风口与第二换热通道的进风口之间通过一循环通道连通；多套热泵机组的内除湿蒸发器顺序排列布置在循环通道内并位于第一换热通道出风口处，第二换热通道的出风口处设置有第一风机F2，错流换热器BH、多个内除湿蒸发器、循环通道、第一风机F2构成一进风预冷组合模块；多套热泵机组的冷凝器顺序排列在第一风机F2的出风处。

多个内除湿蒸发器、错流换热器BH、多个冷凝器均位于湿空气流经的风道内，运行时，在第一风机F2的作用下，湿空气顺序流经第一换热通道、多个内除湿蒸发器、循环通道、第二换热通道、第一风机F2、多个冷凝器后获得干燥空气。

在本实施例中，该除湿烘干机组包括有三套热泵机组，分别是由压缩机(Y1)、冷凝器(L1)、节流装置(V1)、内除湿蒸发器(H1)组成的第一组，由压缩机(Y2)、冷凝器(L2)、节流装置(V2)、内除湿蒸发器(H2)组成的第二组，由压缩机(Y3)、冷凝器(L3)、节流装置(V3)、内除湿蒸发器(H3)组成的第三组。

当然，在其他实施例中热泵机组的套数可根据具体情况进行调整，例如可以只有两组，也可为三组以上，此处不做限制。

在本实施例中，错流换热器BH采用板式错流换热器，其由多个交错布置的横向热通道和竖向冷通道组成。

在本实施例中，沿着气流方向，多个内除湿蒸发器的排列顺序与其对应的多个冷凝器的排列方式相反。例如图2中所示，经过错流换热器BH的湿空气顺序流过内除湿蒸发器H3、内除湿蒸发器H2、内除湿蒸发器H1，对于H3、H2、H1，湿空气是降序流出；而由第一风机F2输出的干燥空气顺序流经冷凝器L1、冷凝器L2、冷凝器L3，对于L1、L2、L3，干燥空气是升序流出.

在本实施例中，多个冷凝器的末端还设置有第二风机F1，用于推动气流流经风道。

在本实施例中，第一风机F2优选采用变风量外转子离心风机。

在本实施例中，多个内除湿蒸发器的下方设置有接水盘，内除湿蒸发器的下方设置有接水盘，在内除湿蒸发器上析出的水分流入到接水盘内，被收集排出。

本实施例中，该除湿烘干机组还包括有控制装置，用于分别控制各热泵机组的工作状态，从而满足各种工作状态需要。

在实际的烘干运行中，本发明一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，贯彻烘干过程进风预冷模块“处理风量按照烘干工艺要求调整”的原则，对于大多数烘干对象，进风预冷模块的处理风量可以如下进行分阶段操作：

1.烘干早期在烘干早期，多套单元热泵同时运行，对应的全部蒸发器均处于制冷状态，进风预冷模块风机高速运转，处理风量大，板式换热器处在“面积风量比”很小的状态，进风预冷的效果较差，但是充分满足了烘干早期含湿物料水分高、蒸发量大、烘干装置回风显热占比很小、进风预冷模块处理风量大、除湿量大的要求；

2.烘干中期在烘干中期，部分单元热泵运行，对应的部分蒸发器处于制冷状态，进风预冷模块风机中速运转，处理风量中等，板式换热器处在“面积风量比”中等的状态，进风预冷的效果较好，满足烘干中期含湿物料水分较高、蒸发量较大、烘干装置回风显热占比提高、进风预冷模块处理风量较大、除湿量较大的要求；

3.烘干后期在烘干后期，少量的单元热泵运行，对应的少量蒸发器处于制冷状态，进风预冷模块风机低速运转，处理风量小，进风预冷模块板式换热器处在“面积风量比”很高的状态，蒸发器进风预冷的效果最好，满足烘干后期含湿物料水分低、蒸发量小、烘干装置回风显热占比很大、进风预冷模块处理风量较小、除湿量较小的要求；

气流闭路循环热泵烘干装置的技术关键问题，是要使对热量类型(显热、潜热)没有判别和选择能力的热泵蒸发器，尽可能多地吸收空气中水蒸汽的冷凝热，尽可能少地吸收空气的显热；连续地高强度地消灭掉源源不断从含湿物料中逸出的水蒸汽，把烘干空间空气里的水蒸汽还原为水，降低烘干空间空气的相对湿度，才是气流闭路循环热泵烘干的技术关键，才是气流闭路循环热泵烘干的“硬道理”！

烘干过程的能量和效率损失，主要发生在烘干的后期：含湿物料在烘干后期的含水率已经降低到很低的水平，水分主要存在于含湿物料的深层位置，例如烟叶烘干过程后期的烟筋里水分、衣物烘干后期的裤腰、口袋、衣领中的水分，这些水分向表面扩散速度慢，蒸发量很小，烘干速度慢，能量消耗大，成为烘干的“最后一公里”问题；

本发明一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，贯彻执行烘干过程进风预冷模块“处理风量按照烘干工艺要求调整”的原则，对进风预冷模块进行分阶段操作，逐步降低进风预冷模块的风量，逐步提高该模块的“面积风量比”，大幅度提高烘干后期的除湿能效比，解决了烘干“最后一公里”的问题。

本发明提供的一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组的有益之处：

1.各个单元热泵模块压缩机压缩比均处于较低水平，热泵系统安全性好

压缩机排气温度对电机绝缘性能和润滑油老化裂解具有重要影响，必须控制在120℃以内；而压缩机排气温度又由下式决定

式中，t₁t_2s分别是压缩机吸排气温度，p_k、p₀分别是吸排气压力，γ是制冷剂的压缩因子；由上式可知，压缩机排气温度由压缩比p_k/p₀和吸气温度所共同决定，压缩比高排气温度就高，反之亦然。

由于本发明执行多单元热泵机组“低压缩比”结构设计原则，高冷凝压力和高蒸发压力，被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比相对较低；低冷凝压力与低蒸发压力，被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比也就相对较低；如此组合，防止了高冷凝压力与低蒸发压力被组合到同一个单元热泵模块，也就防止了高压缩比，从而防止了压缩机出现高排气温度，热泵系统安全性好。

2.在气流闭路循环烘干全程，特别是烘干末期的高温低湿条件下，具有卓越的除湿效果

本发明采用进风预冷组合模块，蒸发器组湿负荷高、除湿效果好；

本发明由于贯彻了“烘干过程进风预冷模块处理风量按照烘干工艺要求调整”的原则，特别是在烘干末期通过只运行少量单元热泵，调低处理风量，提高进风预冷模块板式换热器的“面积风量比”，将干燥后期的含有少量水蒸汽的高温干燥回风，用蒸发器低温出风通过“高”面积风量比的板式换热器进行“深度预冷”，从而大幅度降低蒸发器进风的温度、大幅度提高相对湿度，提高蒸发器的湿负荷占比，提高除湿能效和烘干能效，解决了热泵烘干“最后一公里”问题。

3.提高了进风预冷模块的板式换热器和风机的利用率

本发明一种采用进风预冷模块的除湿烘干机在除湿运行时，不论处在烘干早期、烘干中期还是烘干末期，不论处在制冷除湿状态的蒸发器数量多寡，板式换热器的换热面积都全部全程投入使用，进风预冷模块风机都全程投入使用，进风预冷效果好，板式换热器和风机的利用率高；

特别是，在含湿物料含水率和蒸发能力都大幅下降的烘干后期，烘干装置回风温度升高、相对湿度降低，此时本发明进风预冷组合模块中的蒸发器的运行数量减少、处理风量降低，但是错流换热器的换热面积不减少、“面积风量比”提高、进风预冷的效果进一步提高；

4.整机结构优化，冷凝器组进风温湿度均匀

本发明一种采用进风预冷模块的除湿烘干机，将多只单元热泵的制冷除湿蒸发器合并到一个进风预冷模块里，整机结构得到优化；

本发明对烘干装置中的循环气流采用“大循环量小处理量”的方法，即采用少部分回风通过进风预冷模块的“预冷-除湿-再热”处理，之后与大部分烘干装置回风充分混合，再整体大风量通过冷凝器组，加热升温成为高温干燥空气输入烘干装置；烘干运行中，经过进风预冷模块“预冷-除湿-再热”处理的少部分低湿度回风由离心风机高速排出，与烘干装置的大部分高湿度回风发生碰撞，两股气流实现充分混和，特别是空气中水蒸汽浓度实现混合均匀，再经过冷凝器组加热，获得“出风断面温度湿度均匀化的高温干燥空气”，对于改善被烘干物料最终含水率的均匀性，防止局部物料过干或者烘干不足，具有重要意义。

本实施例提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，适用于各种烘干装置，用来烘干烟叶、谷物等，此处不做限制。

实施例2

本实施例是在实施例2的基础上进行的调整。

具体的参照图3，该除湿烘干机组，包括有第一热泵机组和第二热泵机组两套热泵机组。

在本实施例中，第一热泵机组包括有顺序连接的第一压缩机Y1、第一冷凝器L1、第一节流装置V1、第一内除湿蒸发器H1；第一热泵机组还包括有第一室外换热器X1，第一室外换热器X1至于室外，且第一室外换热器X1的一侧设置有风机F3，用于促进室外空气流经第一室外换热器X1。

第一室外换热器X1的一端通过第一管路连通到第一内除湿蒸发器H1与第一压缩机Y1之间的第二管路上，另一端通过第三管路连通到第一节流装置V1与第一内除湿蒸发器H1之间的第四管路上；第三管路上设置有第一阀门CVS1，第三管路与第四管路的连接点到第一内除湿蒸发器H1之间的第四管路上设置有第二阀门CVC1。

在本实施例中，第一阀门CVS1、第二阀门CVC1采用电磁阀；进一步的，该多终端制冷系统包括有控制装置，控制装置连接第一阀门CVS1、第二阀门CVC1，从而控制第一阀门CVS1、第二阀门CVC1的打开或者闭合。

第一热泵机组运行过程具体如下：

1、内除湿内加热

内除湿内加热功能，用于降低烘干装置内空气的湿度和升高烘干装置空气的温度。

具体的，控制装置控制第一阀门CVS1闭合、第二阀门CVC1打开，第一压缩机Y1、第一冷凝器L1、第一节流装置V1、第二阀门CVC1、第一内除湿蒸发器H1、第一压缩机Y1顺序连通构成一供制冷剂流通的循环；与此同时，由于第一阀门CVS1闭合处于闭合状态，因此第一室外换热器X1与第二阀门CVS1连接的一端处于闭合状态，另一端则与第一压缩机Y1吸入口连通；

高温制冷剂从第一压缩机Y1排气口排出，进入第一冷凝器L1，烘干装置的气流流经冷凝器吸收热量，温度升高；制冷剂再经第一节流装置V1降压后，通过第二阀门CVC1，进入内除湿第一内除湿蒸发器H1，气流流经第一内除湿蒸发器H1，被降温除湿，滤除水蒸汽；制冷剂最后流回第一压缩机Y1吸气口，再经过压缩后再从第一压缩机Y1排气口排出，进入新一轮循环；

本实施例提供的一种制冷剂安全可靠回流的一机二用制冷系统，采用第一室外换热器X1(不运行终端设备)执行“一端接口关闭、另一端接口与压缩机吸入口导通”，从而使第一室外换热器X1内部始终处于与压缩机吸气口基本一致的低压状态；第一室外换热器X1内所寄存的制冷液和冷冻油，在其外部环境漏热中连续吸热蒸发，进入处在运行状态的第一内除湿蒸发器H1、第一冷凝器L1和管路中，从而确保了压缩机、运行状态的第一内除湿蒸发器H1、第一冷凝器L1和管路内制冷剂和冷冻油的充足稳定。

2、外吸热内加热

外吸热内加热功能，用于升高烘干装置内空气的温度。

具体的，控制装置控制第一阀门CVS1打开、第二阀门CVC1闭合，第一压缩机Y1、第一冷凝器L1、第一节流装置V1、第一阀门CVS1、第一室外换热器X1、第一压缩机Y1顺序连通构成一供制冷剂流通的循环；与此同时，由于第二阀门CVC1处于闭合状态，第一内除湿蒸发器H1与第二阀门CVC1连接的一端处于闭合状态，另一端与第一压缩机Y1吸入口连通；

高温制冷剂从压缩机7排气口排出，进入第一冷凝器L1，烘干装置的气流流经冷凝器吸收热量，温度升高；制冷剂再经第一节流装置V1降压后，通过第一阀门CVS1(第二阀门CVC1关闭)，进入第一室外换热器X1(此时为蒸发器)，从室外环境空气中吸收热量，最后流回第一压缩机Y1吸气口，再次压缩后从第一压缩机Y1排气口排出，进入新一轮循环；

在本状态下第一内除湿蒸发器H1(不运行终端设备)执行“一端接口关闭、另一端接口与压缩机吸入口导通”，从而使第一内除湿蒸发器H1内部始终处于与压缩机吸气口基本一致的低压状态；第一内除湿蒸发器H1内所寄存的制冷液和冷冻油，在其外部气流中连续吸热蒸发，进入处在运行状态的第一室外换热器X1、第一冷凝器L1和管路中，从而确保了压缩机、运行状态的第一室外换热器X1、第一冷凝器L1和管路内制冷剂和冷冻油的充足稳定。

在本实施例中，第二热泵机组包括有顺序连接的第二压缩机Y2、第二冷凝器L2、第二节流装置V2、第二内除湿蒸发器H2，第二压缩机Y2的输出端上连接有一四通阀ST1，第二压缩机Y2通过四通阀ST1上的第一阀口与第二冷凝器L2连接；第二热泵机组还包括有第二室外换热器X2，第二室外换热器X2的一端连通到四通阀的第二阀口上，另一端通过第五管路连通到第二冷凝器L2与第二节流装置V2之间的第六管路上；第二室外换热器X2至于室外，且第二室外换热器X2的一侧设置有风机F4，用于促进室外空气流经第二室外换热器X2。

在本实施例中，第六管路上还设置有第一单向阀D1，第一单向阀DI的导通方向为由第二冷凝器L2指向第二节流装置V2；第五管路上还设置有第二单向阀D2，第二单向阀D2的导通方向为由第二室外换热器H2指向第二节流装置V2。

在本实施例中，第一室内除湿蒸发器大于所述第二室内除湿蒸发器，所述第一冷凝器大于所述第二冷凝器，所述第一室外换热器大于所述第二室外换热器，以满足烘干装置大加热量和大除湿量的实际需要。

控制装置还用来控制四通阀ST1上各阀口的导通状态：

第二热泵机组运行过程具体如下：

1、内除湿内加热

内除湿内加热功能，用于降低烘干装置内空气的湿度和升高烘干装置空气的温度。

具体的，控制装置控制四通阀ST1上第一阀口的打开、第二阀口的关闭，第二压缩机Y2、第二冷凝器L2、第一单向阀D1、第二节流装置V1、第二内除湿蒸发器H2、第二压缩机Y2顺序连通构成一供制冷剂流通的循环；与此同时，由于第二单向阀D2的设置，因此第二室外换热器X2与第二压缩机Y2一端连通、一端闭合；

高温制冷剂从第二压缩机Y2排气口排出，进入第二冷凝器L2，烘干装置的气流流经冷凝器吸收热量，温度升高；制冷剂再经第二节流装置V2降压后，进入第二内除湿蒸发器H2，气流流经第二内除湿蒸发器H2，被降温除湿，滤除水蒸汽；制冷剂最后流回第二压缩机Y2吸气口，再经过压缩后再从第二压缩机Y2排气口排出，进入新一轮循环；

本实施例提供的一种制冷剂安全可靠回流的一机二用制冷系统，采用第一室外换热器X1(不运行终端设备)执行“一端接口关闭、另一端接口与压缩机吸入口导通”，从而使第一室外换热器X1内部始终处于与压缩机吸气口基本一致的低压状态；第一室外换热器X1内所寄存的制冷液和冷冻油，在其外部环境漏热中连续吸热蒸发，进入处在运行状态的第二内除湿蒸发器H2、第二冷凝器L2和管路中，从而确保了压缩机、运行状态的第二内除湿蒸发器H2、第二冷凝器L2和管路内制冷剂和冷冻油的充足稳定。

2、内吸热外排热

内吸热外排热功能，用于精准控制烘干装置内空气的温度和相对湿度，将烘干装置内多余的热量排至烘干装置外，以契合特定的烘干工艺要求例如烤烟的变黄、定色阶段的要求。

具体的，控制装置控制四通阀ST1上第一阀口闭合、第二阀口打开，第二压缩机Y2、第二室外换热器X2、第二单向阀D2、第二节流装置V2、第二内除湿蒸发器H2第二压缩机Y2顺序连通构成一供制冷剂流通的循环；

高温制冷剂从压缩机Y2顶部排气口排出，进入第二室外换热器X2，室外气流流经第二室外换热器X2吸收热量，温度升高；制冷剂再经第二单向阀D2、第二节流装置V2降压后，进入第二内除湿蒸发器H2，对烘干装置回风降温除湿、吸收热量，最后流回第二压缩机Y2吸气口，再次压缩后从第二压缩机Y2排气口排出，进入新一轮循环；

在本状态下第二冷凝器L2(不运行终端设备)执行“一端接口关闭、另一端接口与压缩机吸入口导通”，从而使第二冷凝器内部始终处于与压缩机吸气口基本一致的低压状态；第二冷凝器L2内所寄存的制冷液和冷冻油，在其外部气流中连续吸热蒸发，进入处在运行状态的第二室外换热器X2、第二蒸发器H2和管路中，从而确保了压缩机、运行状态的第二室外换热器X2、第二蒸发器H2和管路内制冷剂和冷冻油的充足稳定。

本实施例提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，服务于烘烤工艺最为复杂的烟叶烘烤，采用2套“一拖二”制冷系统，核心是2套单元热泵机组的2只内除湿蒸发器组合在同一个进风预冷模块里：

①一套大功率压缩机拖动的一拖二制冷系统，1只冷凝器2只蒸发器，冷凝器设置在主体风道内，2只蒸发器分别设置在进风预冷模块里和环境空气里，错时运行：内除湿蒸发器设置在进风预冷模块里，从烘干装置内循环气流吸热，运行时实现内除湿内加热；设置在环境空气里的另一只蒸发器，运行时实现外吸热内加热，提升烤房内温度；

②一套小功率压缩机拖动的一拖二制冷系统，1只蒸发器2只冷凝器，内除湿蒸发器设置在进风预冷模块里，2只冷凝器分别设置在主通风道内和环境空气中，错时运行：设置在主通风道内的冷凝器，运行时实现内除湿内加热；设置在环境空气中的冷凝器，运行时实现内吸热外排热，将烤房内多余热量排入环境；

本实施例的运行过程如下：

在烟叶烘烤早期，烤房温度在40℃附近，主要任务是烟叶变黄，除湿任务较轻；由于烟叶的自热反应，烤房内甚至出现热量富余需要将部分热量外排，此时主要运行小功率压缩机拖动的热泵系统，模块的风机低速运行，板换的“面积风量比”高，进风预冷高效除湿效果好，对烟叶烤房适度除湿升温，并且将多余热量排入环境大气；

在烟叶烘烤中期，烤房温度在50℃附近，主要任务是烟叶变黄之后的定色，除湿任务很重；此时主要运行大功率压缩机拖动的热泵系统，进风预冷模块的风机中速运行，板换的“面积风量比”较低，进风预冷高效除湿效果较好，对烟叶烤房除湿升温；在烤房内除湿能力不足和烤房内热量过多时，小功率压缩机拖动的热泵系统也投入运行，进风预冷模块的风机高速运行，板换的“面积风量比”有所降低，但是由于烟叶排湿量大回风湿度高致使进风预冷高效除湿效果增加，对烟叶烤房增加除湿升温能力，并将多余热量外排环境大气；

在烟叶烘烤后期，烤房温度在60℃以上，主要任务是烟叶定色之后的干筋，除湿任务降低，由于烤房内外温差加大漏热增加致使升温稳温压力加大；此时主要运行大功率压缩机拖动的热泵系统，从环境空气抽取热量以弥补烤房漏热、维持烤房高温位；小功率压缩机拖动的热泵系统也投入运行，进风预冷模块的风机低速运行，板换的“面积风量比”高，进风预冷高效除湿效果好，对烟叶烤房进行有效除湿并且增加了升温能力；干筋期烟叶水分较低，蒸发能力较弱，小功率压缩机拖动的热泵系统蒸发器的除湿能力足以担当；

本实施例提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组的有益之处：

1.各个单元热泵模块压缩机压缩比均处于较低水平，热泵系统安全性好

由于本发明执行多单元热泵机组“低压缩比”结构设计原则，高冷凝压力冷凝器和高蒸发压力蒸发器，被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比相对较低；低冷凝压力冷凝器与低蒸发压力蒸发器，被组合在同一个单元热泵模块里，压缩比也就相对较低；如此组合，防止了高冷凝压力与低蒸发压力被组合到同一个单元热泵模块，也就防止了高压缩比，从而防止了压缩机出现高排气温度，热泵系统安全性好。

2.在气流闭路循环烘干全程，特别是烘干末期的高温低湿条件下，具有卓越的除湿效果

本发明采用进风预冷组合模块，蒸发器组湿负荷高、除湿效果好；

本发明由于贯彻了“烘干过程进风预冷模块处理风量按照烘干工艺要求调整”的原则，特别是在烘干末期通过只运行少量单元热泵，调低处理风量，提高进风预冷模块板式换热器的“面积风量比”，将干燥后期的含有少量水蒸汽的高温干燥回风，用蒸发器低温出风通过“高”面积风量比的板式换热器进行“深度预冷”，从而大幅度降低蒸发器进风的温度、大幅度提高相对湿度，提高蒸发器的湿负荷占比，提高除湿能效和烘干能效，解决了热泵烘干“最后一公里”问题。

3.提高了进风预冷模块的板式换热器和风机的利用率

本发明一种采用进风预冷模块的除湿烘干机在除湿运行时，不论处在烘干早期、烘干中期还是烘干末期，不论处在制冷除湿状态的蒸发器数量多寡，板式换热器的换热面积都全部全程投入使用，进风预冷模块风机都全程投入使用，进风预冷效果好，板式换热器和风机的利用率高；

4.整机结构优化，冷凝器组进风温湿度均匀

本发明一种采用进风预冷模块的除湿烘干机，将多只单元热泵的制冷除湿蒸发器合并到一个进风预冷模块里，整机结构得到优化；

本发明对烘干装置中的循环气流采用“大循环量小处理量“的方法，即采用少部分回风通过进风预冷模块的“预冷-除湿-再热”处理，之后与大部分烘干装置回风充分混合，再整体大风量通过冷凝器组，加热升温成为高温干燥空气输入烘干装置；烘干运行中，经过进风预冷模块“预冷-除湿-再热”处理的少部分低湿度回风由离心风机高速排出，与烘干装置的大部分高湿度回风发生碰撞，两股气流实现充分混和，特别是空气中水蒸汽浓度实现混合均匀，再经过冷凝器组加热，获得“出风断面温度湿度均匀化的高温干燥空气”，对于改善被烘干物料最终含水率的均匀性，防止局部物料过干或者烘干不足，具有重要意义。

实施例3

本实施例是在实施例2的基础上进行的调整。

具体的参照图4，该除湿烘干机组包括有两套第一热泵机组和一套第二热泵机组，第一热泵机组、第二热泵机组的具体结构形式参照实施例2中的描述，此处不再赘述。

本实施例提供的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，服务于烟叶等农产品烘干，采用3套“一拖二”制冷系统，核心是3只内除湿蒸发器组合在同一个进风预冷模块里：

①用于烘干房除湿和加热的2套一拖二制冷系统

每一套系统都是1只冷凝器2只蒸发器，冷凝器都设置在主体风道内，2组蒸发器错时运行：设置在进风预冷模块里的内除湿蒸发器，运行时实现内除湿内加热；设置在环境空气里的另一组蒸发器，运行时实现外吸热内加热，提升烤房内温度；

②用于烘干房除湿加热和外排热的1套一拖二制冷系统

这一套一拖二制冷系统，1只蒸发器2只冷凝器，内除湿蒸发器设置在进风预冷模块里，2只冷凝器分别设置在主通风道内和环境空气中，错时运行：设置在主通风道内的冷凝器，运行时实现内除湿内加热；设置在环境空气中的冷凝器，运行时实现内吸热外排热，将烤房内多余热量排入环境；

本实施例是实施例2的优化改进：用于烘干房外吸热内加热和内除湿内加热的2套一拖二制冷系统，可以同步运行也可以单独运行，相比实施例2，由于单机功率较小，本实施例对烘干装置中的温度湿度的调节更为灵活和平滑，能够消除烘干房内温湿度的宽幅波动；

本技术领域的技术人员应理解，本发明可以以许多其他具体形式实现而不脱离其本身的精神或范围。尽管已描述了本发明的实施案例，应理解本发明不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本发明的精神和范围之内作出变化和修改。

Claims (11)

1.一种采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，包括有至少两套热泵机组，所述热泵机组包括顺序连接构成一供制冷剂循环的封闭系统的压缩机、冷凝器、节流装置、内除湿蒸发器；

还包括有一错流换热器，所述错流换热器具有交替布置的第一换热通道和第二换热通道，所述第一换热通道的出风口与所述第二换热通道的进风口之间通过一循环通道连通；多套热泵机组的内除湿蒸发器顺序排列布置在所述循环通道内并位于所述第一换热通道出风口处，所述第二换热通道的出风口处设置有第一风机；多套热泵机组的冷凝器顺序排列在所述第一风机的出风处；

烘干气流闭路循环，多个所述内除湿蒸发器、错流换热器、多个所述冷凝器均位于烘干装置湿空气回风流经的风道内，部分湿空气顺序流经第一换热通道、多个内除湿蒸发器、循环通道、第二换热通道、第一风机之后，再与另外的部分湿空气混合，再通过多个冷凝器获得干燥空气。

2.根据权利要求1所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，所述错流换热器、多个所述内除湿蒸发器、所述循环通道、所述第一风机构成一进风预冷组合模块。

3.根据权利要求1所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，沿着气流方向，多个内除湿蒸发器的排列顺序与其对应的多个冷凝器的排列方式相反。

4.根据权利要求1所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，所述第一风机采用变风量外转子离心风机。

5.根据权利要求1所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，包括有第一热泵机组和第二热泵机组两套热泵机组。

6.根据权利要求5所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，所述第一热泵机组包括有顺序连接的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置、第一内除湿蒸发器；所述第一热泵机组还包括有第一室外换热器，所述第一室外换热器的一端通过第一管路连通到所述第一内除湿蒸发器与所述第一压缩机之间的第二管路上，另一端通过第三管路连通到所述第一节流装置与所述第一内除湿蒸发器之间的第四管路上；

所述第三管路上设置有第一阀门，所述第三管路与所述第四管路的连接点，到所述第一内除湿蒸发器之间的第四管路上设置后第二阀门。

7.根据权利要求6所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，还包括有控制装置，所述控制装置连接所述第一阀门、第二阀门，用于控制所述第一阀门、第二阀门的开闭。

8.根据权利要求5或6所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，所述第二热泵机组包括有顺序连接的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置、第二内除湿蒸发器，所述第二压缩机的输出端上连接有一四通阀，所述第二压缩机通过所述四通阀上的第一阀口与所述第二冷凝器连接；

所述第二热泵机组还包括有第二室外换热器，所述第二室外换热器的一端连通到所述四通阀的第二阀口上，另一端通过第五管路连通到所述第二冷凝器与所述第二节流装置之间的第六管路上；

所述第六管路上还设置有第一单向阀，所述第一单向阀的导通方向为由所述第二冷凝器指向所述第二节流装置；

所述第五管路上还设置有第二单向阀，所述第二单向阀的导通方向为由所述第二室外换热器指向所述第二节流装置。

9.根据权利要求8所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，所述第一室内除湿蒸发器大于所述第二室内除湿蒸发器，所述第一冷凝器大于所述第二冷凝器，所述第一室外换热器大于所述第二室外换热器。

10.根据权利要求8所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组，其特征在于，包括有两套所述第一热泵机组和一套所述第二热泵机组。

11.一种烘干装置，其特征在于，包括烘干房、与所述烘干房循环连通的风道，所述风道内设置有权利要求1-10中任意一项所述的采用进风预冷高效除湿组合模块的除湿烘干机组；

所述烘干房内的一部分湿空气顺序经过错流换热器第一换热通道、多个所述内除湿蒸发器、错流换热器第二换热通道后获得干燥空气；另一部分湿空气与由所述错流换热器排出的干燥空气混合后再流经多个所述冷凝器。