CN110057172A - 一种一体式空气源热泵烘干装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及烘干设备技术领域，具体涉及一种一体式空气源热泵烘干装置，包括：箱体(1)，用于放置待烘干物料和烘干组件；烘干组件，设于所述箱体(1)内部，包括设于所述待烘干物料一侧、用于对所述待烘干物料直接加热的若干加热结构(2)和设于所述待烘干物料另一侧的空气源热泵(3)，所述空气源热泵(3)产生的热风输送至所述待烘干物料表面。本发明提供了一种烘干效率高、烘干时间短的一体式空气源热泵烘干装置。

Description

一种一体式空气源热泵烘干装置
技术领域
本发明涉及烘干设备技术领域，具体涉及一种一体式空气源热泵烘干装置。
背景技术
热泵干燥技术在农副产品加工、木材干燥、粮食与食品等多个领域得到了广泛的应用和发展，除此之外，在药材、陶瓷坯料、皮革、纸张及烟叶等产品的烘烤过程中也得到推广应用。由于在物料烘干的过程中，物料含湿量是逐渐减小的，故物料在不同烘干阶段所需热量也不同。为了降低烘干成本，可以再增加一组加热结构，通过调节加热结构的开启数量或工作功率控制所需的热量。但是已有的热泵烘干装置均是设置在烘干室的外部，需要将烘干室中的湿空气抽吸至热泵烘干装置内部进行相应的热量交换后再输送回烘干室中加热待烘干物料，这样由于湿空气与热空气的热交换发生在烘干室的外部，烘干效率较低，且烘干时间较长。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的热泵烘干装置烘干效率低、烘干时间长的缺陷，从而提供一种烘干效率高、烘干时间短的一体式空气源热泵烘干装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种一体式空气源热泵烘干装置，包括：
箱体，用于放置待烘干物料和烘干组件；
烘干组件，设于所述箱体内部，包括设于所述待烘干物料一侧、用于对所述待烘干物料直接加热的若干加热结构和设于所述待烘干物料另一侧的空气源热泵，所述空气源热泵产生的热风输送至所述待烘干物料表面。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述箱体内部设置有多层置物架，所述待烘干物料设于所述置物架上，若干所述加热结构分别设于每层所述置物架的下方，且与上方的所述置物架之间预留有间隙。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述加热结构为电热红外辐射加热器。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，还包括设于所述空气源热泵和所述待烘干物料之间的热量传送组件，所述热量传送组件用于将所述空气源热泵产生的热风输送至所述待烘干物料表面，并将与所述待烘干物料热交换后的冷风输送回所述空气源热泵中。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述热量传送组件包括分别设于所述空气源热泵出风口和进风口的第一管道和第二管道、与所述第一管道连接的冷凝器以及与所述冷凝器连接的鼓风结构，所述鼓风结构的出风口设于所述待烘干物料的上方。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，还包括设于所述鼓风结构一侧的导流结构，所述导流结构用于将所述鼓风结构输送的热风按照预定的路径输送至所述待烘干物料的表面。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述导流结构包括设于所述鼓风结构出风口的第一导流板和设于所述待烘干物料侧部的若干第二导流板，所述第一导流板用于将所述鼓风结构输出的热风的风向由水平方向转换为竖直向下，所述第二导流板用于将经所述第一导流板转向后的热风的风向由竖直向下转化为水平方向。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，还包括设于所述箱体上的新风口。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述空气源热泵包括依次连接的节流阀、蒸发器和压缩机，所述节流阀连接至所述待烘干物料的出风口，所述压缩机连接至所述热量传送组件的进风口。
所述的一体式空气源热泵烘干装置，所述空气源热泵上还设有排湿口，所述排湿口连通至所述蒸发器。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的一体式空气源热泵烘干装置，待烘干物料和烘干组件均设于箱体内部，且加热结构设于待烘干物料一侧。这样若干加热结构就可以直接对待烘干物料进行加热，空气源热泵提供的热风也可以尽快输送至待烘干物料处，从而缩短了待烘干物料与热风的交换路径，缩短了烘干时间，提高了烘干效率。
2.本发明提供的一体式空气源热泵烘干装置，若干加热结构分别设于每层置物架的下方，且与上方的置物架之间预留有间隙。这样不仅在加热过程中使得从待烘干物料中产生的水蒸气向上快速溢出，还为热风的流动提供了一定的通路，进一步提高烘干效率。
3.本发明提供的一体式空气源热泵烘干装置，热量传送组件的设置可以使得空气源热泵产生的热风快速输送至待烘干物料表面，提高烘干效果，并将热交换后的湿热空气又输送回空气源热泵内部，提高空气源热泵中冷媒的热量，节约能源。
4.本发明提供的一体式空气源热泵烘干装置，鼓风结构一侧导流结构的设置，使得空气源热泵提供的热风可以按照预定路径输送至待烘干物料的表面，使得受热均匀，改善烘干效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一体式空气源热泵烘干装置的示意图，图中箭头所示方向为空气的流动方向。
附图标记说明：
1－箱体；2－加热结构；3－空气源热泵；4－隔离板；5－置物架；6－固定架；7－冷凝器；8－鼓风结构；9－第一导流板；10－第二导流板；11－新风口；12－蒸发器；13－压缩机；14－积水盘；15－室外风机组件；16－排湿口。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的一体式空气源热泵烘干装置的一种具体实施方式，包括用于放置待烘干物料和烘干组件的箱体1以及设于所述箱体1内部的烘干组件。本实施例中的箱体1为保温箱，以减少烘干组件产生的热量的不可避免的损失。箱体1的底部安装有万向轮，方便移动。烘干组件包括设于所述待烘干物料一侧、用于对所述待烘干物料直接加热的若干加热结构2和设于所述待烘干物料另一侧的空气源热泵3。空气源热泵3可以通过隔离板4与待烘干物料进行隔离，隔离板4上成型有允许空气源热泵3提供的热风穿过的气体通道。
为了便于大量待烘干物料同时被加热烘干，在所述箱体1内部设置有多层置物架5，多层置物架5设于一固定架6中，所述待烘干物料设于所述置物架5的货盘上，每层置物架5在竖直方向间隔设置。若干所述加热结构2分别设于每层所述置物架5的下方，即每一层置物架5的下方均安装有一加热结构2，加热结构2通过紧固件安装在置物架5上，且与上方的所述置物架5之间预留有间隙。
本实施例中，所述加热结构为2电热红外辐射加热器。加热结构2还可以为多级电加热管或电热丝。
为了使得空气按照预定的路径传送，在所述空气源热泵3和所述待烘干物料之间还设置有热量传送组件，用于将所述空气源热泵3产生的热风输送至所述待烘干物料表面，并将与所述待烘干物料热交换后的冷风输送回所述空气源热泵3中。具体的，所述热量传送组件包括分别设于所述空气源热泵3出风口和进风口的第一管道和第二管道，与所述第一管道连接的冷凝器7以及与所述冷凝器7连接的鼓风结构8，第一管道和第二管道均为铜管，贯通隔离板4设置，数量和安装位置根据需求设定；冷凝器7为翅片式冷凝器，设于固定架6的顶板上；鼓风结构8为室内风机组件，也设于固定架6的顶板上，且所述鼓风结构8的出风口设于所述待烘干物料的上方。
为了改变热风的传输方向，在所述鼓风结构8一侧还设有导流结构，所述导流结构用于将所述鼓风结构8输送的热风按照预定的路径输送至所述待烘干物料的表面。具体的，所述导流结构包括设于所述鼓风结构8出风口的第一导流板9和设于所述待烘干物料侧部的若干第二导流板10，所述第一导流板9用于将所述鼓风结构8输出的热风的风向由水平方向转换为竖直向下，因此设于箱体1的右上角；所述第二导流板10用于将经所述第一导流板9转向后的热风的风向由竖直向下转化为水平方向，因此设于每一层置物架5的右侧。且所述第一导流板9和第二导流板10均为斜板，在本实施例中，第一导流板9为弧形板，第二导流板10与固定架6的侧壁夹角小于90°。
为了将箱体1中的湿空气及时排出，在所述箱体1的顶板上开设有新风口11，新风口11处安装有新风阀，以按需要开启或关闭。新风口11还可以设置在箱体1的侧壁上，靠近待烘干物料设置，数量可以为多个。
所述空气源热泵3包括依次连接的节流阀、蒸发器12和压缩机13，节流阀、蒸发器12和压缩机13通过一积水盘14隔离，节流阀和蒸发器12设置在积水盘14的上方，压缩机13设置在积水盘14的下方，积水盘14不仅可以起到支撑节流阀和蒸发器12的作用，还可以承接一部分冷凝水。在积水盘14的上方还设有室外风机组件15，以将冷风输送至箱体1外部，保证蒸发器12表面温度不变。所述节流阀连接至所述待烘干物料的出风口，以将低温高压的冷媒转换为低温低压的冷媒，并输送至蒸发器12中吸热；所述压缩机13连接至所述热量传送组件的进风口，压缩机13用于将高温低压的冷媒压缩成高温高压的冷媒，并输送至冷凝器7放热。
为了将箱体1中的湿空气及时排出，所述空气源热泵3上还设有排湿口16，本实施例中的排湿口16设于隔离板4的上部，排湿口16处安装有排湿阀，排湿阀根据需求开闭，所述排湿口16连通至所述蒸发器12，以将湿热空气输送至蒸发器12中，提高蒸发器12中的冷媒温度。
作为替代的实施方式，加热结构2还可以设置在待烘干物料的上方，并尽量覆盖待烘干物料表面，以保证受热均匀。
当需要对置物架5上的待烘干物料进行烘干时，启动空气源热泵3，蒸发器12中的低温低压的液体冷媒吸收蒸发器12表面的空气热量转变为低温低压的气体冷媒，同时蒸发器12交换后的冷风由室外风机组件15带出箱体1。低温低压的气体冷媒进入压缩机13中转变为高温高压的气体冷媒，经铜管输送至冷凝器7中放热，冷凝器7中被加热的气体经室内风机组件、第一导流板9和第二导流板10输送至待烘干物料的表面，对其进行加热烘干。与此同时，开启电热红外辐射加热器进行同步加热烘干。放热后的低温低压的气体冷媒经铜管输送至节流阀中转变为低温低压的液体冷媒，并再次输送回蒸发器12中循环。
当箱体1中的湿度较高时，打开隔离板4上的排湿阀和顶板上的新风阀，以将湿热空气抽离并输送至蒸发器12的表面，提高其表面温度，降温后经室外风机组件15排出箱体1，并通过新风阀补入低含湿量的空气，降低待烘干物料附近的湿度，加快烘干速度。
因热泵特性限制，目前水平下，传统热泵一般烘干室温度在80－90℃之间，无法继续升高温度，对于某些烘干温度要求高的物料，如木材等，热泵使用受限，本申请在置物架的下方设置了直接加热的电热红外辐射加热器，其加热温度可在200℃以上，完全能满足一些烘干温度要求高的物料。且电热红外辐射加热器能近距离地辐射至其对应的货盘，提高待烘干物料表面的温度；每层货盘均有一个电热红外辐射加热器，保证固定架上每层货盘温度一致，烘干效果一致，防止因为分风不均导致的烘干不均匀。
另外，相比纯电加热烘干装置，本申请能效比COP平均能达到3以上，也就是说，热泵烘干装置消耗1个单位的能量，能产生3个单位的热量转化成烘干，能耗小，烘干效率高。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，包括：
箱体(1)，用于放置待烘干物料和烘干组件；
烘干组件，设于所述箱体(1)内部，包括设于所述待烘干物料一侧、用于对所述待烘干物料直接加热的若干加热结构(2)和设于所述待烘干物料另一侧的空气源热泵(3)，所述空气源热泵(3)产生的热风输送至所述待烘干物料表面。
2.根据权利要求1所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述箱体(1)内部设置有多层置物架(5)，所述待烘干物料设于所述置物架(5)上，若干所述加热结构(2)分别设于每层所述置物架(5)的下方，且与上方的所述置物架(5)之间预留有间隙。
3.根据权利要求2所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述加热结构(2)为电热红外辐射加热器。
4.根据权利要求1－3任一项所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，还包括设于所述空气源热泵(3)和所述待烘干物料之间的热量传送组件，所述热量传送组件用于将所述空气源热泵(3)产生的热风输送至所述待烘干物料表面，并将与所述待烘干物料热交换后的冷风输送回所述空气源热泵(3)中。
5.根据权利要求4所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述热量传送组件包括分别设于所述空气源热泵(3)出风口和进风口的第一管道和第二管道、与所述第一管道连接的冷凝器(7)以及与所述冷凝器(7)连接的鼓风结构(8)，所述鼓风结构(8)的出风口设于所述待烘干物料的上方。
6.根据权利要求5所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，还包括设于所述鼓风结构(8)一侧的导流结构，所述导流结构用于将所述鼓风结构(8)输送的热风按照预定的路径输送至所述待烘干物料的表面。
7.根据权利要求6所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述导流结构包括设于所述鼓风结构(8)出风口的第一导流板(9)和设于所述待烘干物料侧部的若干第二导流板(10)，所述第一导流板(9)用于将所述鼓风结构(8)输出的热风的风向由水平方向转换为竖直向下，所述第二导流板(10)用于将经所述第一导流板(9)转向后的热风的风向由竖直向下转化为水平方向。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，还包括设于所述箱体(1)上的新风口(11)。
9.根据权利要求4-7任一项所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述空气源热泵(3)包括依次连接的节流阀、蒸发器(12)和压缩机(13)，所述节流阀连接至所述待烘干物料的出风口，所述压缩机(13)连接至所述热量传送组件的进风口。
10.根据权利要求9所述的一体式空气源热泵烘干装置，其特征在于，所述空气源热泵(3)上还设有排湿口(16)，所述排湿口(16)连通至所述蒸发器(12)。
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