CN110584177A - 一种多功能热泵烘干系统 - Google Patents

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王行
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王军
黄运松
何振峰
朱志伟
王林
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Abstract

本发明公开了一种多功能热泵烘干系统，连接有省能换热器，使回路中的高压液态制冷剂与低压气态制冷剂得以在其中进行冷热交换而产生过冷度和适当的过热度，进而使循环中的制冷剂焓值增加，蒸发时发挥更大的制冷能力，进而有效降低能耗；且第三换热器和第二换热器位于与烘烤房连通的换热腔室内隔离第一换热器，使烘烤房内空气为闭路循环，不受外界影响，最大程度保留烟草的芳香物质，也提高烘烤房温湿度稳定性，此发明用于烘干系统领域。

Description

一种多功能热泵烘干系统
技术领域
本发明涉及烘干系统领域，特别是涉及一种多功能热泵烘干系统。
背景技术
烟草是世界上最广泛种植的非食物性叶用经济作物，烟叶的烘烤对烤房内的温度和湿度有着严格的要求。烟草的烘烤采用“三段式烘烤”，分为“变黄期”“定色期”“干筋期”，不同阶段具有不用的温湿度要求。
现有的单个热泵烘干机组需采用多个系统才能应对烘烤的不同阶段的不同温湿度要求。同时，其大多沿用传统燃煤烘烤的工艺，将烤房内高湿气体排到大气中，这同时也会导致大量的热量散失，以及污染烤房内的烘烤物料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种节能高效、提高烘烤房温湿度稳定性的多功能热泵烘干系统。
本发明所采取的技术方案是：
一种多功能热泵烘干系统，包括通过压缩机、四通阀、第一换热器、第一阀门、第二换热器组成的热泵、与所述热泵连接组成闭合回路的省能换热器和第三换热器，所述压缩机的回气口与四通阀的第三阀口通过管道穿接省能换热器后进行连通，所述第二换热器通过一号总管与省能换热器的入口相连通，所述第一换热器经由一号支管连接至一号总管，所述省能换热器的出口通过二号总管与第三换热器相连通，所述第三换热器和第二换热器位于一换热腔室内与第一换热器相隔离，所述换热腔室开设有出风口和进风口与一烘烤房相连通，所述第三换热器、第二换热器沿进风口至出风口依次排布，所述换热腔室内设有导流风机。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三换热器的旁侧设有第四换热器，所述第三换热器与第四换热器设置在一与换热腔室相通的第三换热腔体内。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热腔室的旁侧设有第一换热腔体，所述第一换热腔体与换热腔室之间通过隔板隔开，所述第一换热器位于第一换热腔体内。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一换热器旁侧设有第一风机，所述第一风机的吹风口背对于第一换热器。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热腔室设有风阀和辅助加热器，所述换热腔室的壁面设有供风阀安装的孔洞。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一阀门安装在一号支管上，所述第二换热器与一号支管之间的一号总管上装设第二阀门。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述二号总管沿省能换热器的出口方向依次安装有膨胀阀和第五阀门，所述膨胀阀与第五阀门之间设置二号支管连接至第一换热器。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述二号支管上间隔设有第四阀门和第三阀门。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门分别采用单向阀或者电磁阀。
本发明的有益效果：此多功能热泵烘干系统，连接有省能换热器，使回路中的高压液态制冷剂与低压气态制冷剂得以在其中进行冷热交换而产生过冷度和适当的过热度，进而使循环中的制冷剂焓值增加，蒸发时发挥更大的制冷能力，进而有效降低能耗；且第三换热器和第二换热器位于与烘烤房连通的换热腔室内隔离第一换热器，使烘烤房内空气为闭路循环，不受外界影响，最大程度保留烟草的芳香物质，也提高烘烤房温湿度稳定性。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例加热除湿模式下系统内的制冷剂流向图；
图2是本发明实施例加热除湿模式下的空气流动图；
图3是本发明实施例降温除湿模式下系统内的制冷剂流向图；
图4是本发明实施例降温除湿模式下的空气流动图；
图5是本发明实施例加热模式下系统内的制冷剂流向图；
图6是本发明实施例加热模式下的空气流动图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
参照图1至图6，为本发明的一种实施例，介绍了一种多功能热泵烘干系统，其包括通过压缩机1、四通阀2、第一换热器3、第一阀门4、第二换热器5组成的热泵、与热泵连接组成闭合回路的省能换热器6和第三换热器7，压缩机1的回气口与四通阀2的第三阀口通过管道穿接省能换热器6后进行连通，第二换热器5通过一号总管与省能换热器6的入口相连通，第一换热器3经由一号支管连接至一号总管，省能换热器6的出口通过二号总管与第三换热器7相连通，第三换热器7和第二换热器5位于一换热腔室8内与第一换热器3相隔离，换热腔室8的一侧自上而下开设有出风口81和进风口82与一烘烤房相连通，第三换热器7、第二换热器5沿进风口82至出风口81依次排布，换热腔室8内的顶部设有导流风机9。
此多功能热泵烘干系统，一次性具备了加热、加热除湿、降温除湿三种功能模式，系统中连接有省能换热器6，使回路中的高压液态制冷剂与低压气态制冷剂得以在其中进行冷热交换而产生过冷度和适当的过热度，进而使循环中的制冷剂焓值增加，蒸发时发挥更大的制冷能力，进而有效降低能耗；且第三换热器7和第二换热器5位于与烘烤房连通的换热腔室8内，且与第一换热器3隔离，使烘烤房内空气为闭路循环，不受外界影响，最大程度保留烟草的芳香物质，防止外界杂质等进入烘烤房内，也提高烘烤房温湿度稳定性。
作为优选地，在第三换热器7的旁侧设有第四换热器10，第三换热器7与第四换热器10设置在一个与换热腔室8相通的第三换热腔体83内。本实施例中，该第三换热腔体83即设置在换热腔室8内。进一步地，第三换热腔体83与第二换热器5之间设置有第二风机19。
进一步地，在本实施例当中，第一换热器3旁侧设有第一风机11，第一风机11和第一换热器3共同置于第一换热腔体内，第一换热腔体开有进风口与出风口，进风口位于第一换热腔体的顶部，而出风口位于第一换热腔体远离换热腔室8的侧壁上。更具体地，该第一换热腔体位于换热腔室8的旁侧，与换热腔室8之间通过隔板12隔开；第一风机11的吹风口背对于第一换热器3。此第一换热腔体与换热腔室8之间进行热量交换，对换热腔室8内的干球温度进行调节，进而实现调节烘烤房内干球温度的上升或者下降，保持烘烤房内的温度的稳定。
作为本发明优选的实施方式，换热腔室8设有风阀13和辅助加热器14，换热腔室8的壁面设有供风阀13安装的孔洞；更具体地，辅助加热器14可采用红外线加热器或者太阳能加热器。风阀13与辅助加热器14在本系统当中，是作为紧急保障机制进行的设置，当整个系统不能正常工作时才投入使用，以保证各种情况下的系统的有序进行。
进一步地，本实施例中，第一阀门4安装在一号支管上，第二换热器5与一号支管之间的一号总管上装设第二阀门15。同时，二号总管沿省能换热器6的出口方向依次安装有膨胀阀16和第五阀门17，膨胀阀16与第五阀门17之间设置二号支管18连接至第一换热器3；更具体地，二号支管18上间隔设有第四阀门181和第三阀门182。
作为本发明优选的实施方式，第一阀门4、第二阀门15、第三阀门182分别采用单向阀或者电磁阀。
参考图1、图2，当本实施例的多功能热泵烘干系统处于加热除湿模式时，换热腔室8和第一换热腔体内，风阀13和第一风机11处于关闭状态，导流风机9与第二风机19处于工作状态，烘烤房内的高湿空气从回风口进入换热腔室8，在第二风机19的作用下被分成烤房循环风、除湿风。除湿风进入第三换热腔体83，依次经过第四换热器10和第三换热器7实现降温除湿后，再进入第四换热器10，并在第二风机19与导流风机9的共同作用下，从第三换热腔体83流出后，依次流经第二换热器5、辅助加热器14进行加热，最后通过出风口81送回烘烤房。烤房循环风则直接流经第二换热器5、辅助加热器14进行加热后从出风口81进入烘烤房。
热泵系统中关闭第四阀门181，并打开第五阀门17；此时高温高压制冷剂的流路为：从压缩机1中出来，进入四通阀2的第一阀口后，从四通阀2的第二阀口出来，依次经过第二换热器5、第二阀门15、省能换热器6后变成液体，之后依次经过膨胀阀16、第五阀门17、第三换热器7及省能换热器6后变成低温低压气体，最后回到压缩机1。
参考图3、图4，本实施例的多功能热泵烘干系统处于降温除湿模式时，热泵系统中关闭第四阀门181，并打开第五阀门17；此时高温高压制冷剂的流路为：从压缩机1中出来，进入四通阀2的第一阀口后，从四通阀2的第二阀口出来，依次经过第一换热器3、第一阀门4、省能换热器6后变成饱和液体，之后依次经过膨胀阀16、第五阀门17、第三换热器7及省能换热器6后变成低温低压气体，最后回到压缩机1。
而在换热腔室8和第一换热腔体内，风阀13处于关闭状态，第一风机11、导流风机9、第二风机19处于工作状态；第一换热腔体内，在第一风机11的作用下，外界的空气进入第一换热腔体，经过第一换热器3进行加热后再排出大气中。而烘烤房的高湿空气则经过回风口在第二风机19的作用下被分成烤房循环风、除湿风。此时除湿风与烤房循环风的路径与加热除湿模式下的路径相同。
参考图5、图6，本实施例的多功能热泵烘干系统处于纯加热模式，在热泵系统中，第四阀门181开启而第五阀门17关闭，在第一阀门4、第二阀门15、第三阀门182的共同作用下，高温高压制冷剂从压缩机1出来，进入四通阀2的第一阀口后，从四通阀2的第二阀口出来，经过第二换热器5、第一阀门4、省能换热器6后变成饱和液体，之后依次流经膨胀阀16、第四阀门181、第三阀门182、第一换热器3、四通阀2后，经过省能换热器6形成低温低压气体，最后回到压缩机1。此时，风阀13、第二风机19处于关闭状态，第一风机11与导流风机9处于工作状态；此时第一换热腔体内，在第一风机11的作用下，外界的空气进入第一换热腔体，经过第一换热器3后实现降温；而在换热腔室8内，从进风口82进入的高湿空气依次经过第二换热器5、辅助加热器14进行加热后，通过出风口81回到烘烤房。
此多功能热泵烘干系统，实现了烘烤房干湿球温度稳定可控。单个系统具有加热、加热除湿、降温除湿三种模式，能实现实时监测烤房的干湿球温度并与目标设定值进行比对，切换合适的模式，以保证烤房温湿度的稳定性。
当然，本发明的设计创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (9)

1.一种多功能热泵烘干系统，其特征在于：包括压缩机、四通阀、第一换热器、第一阀门、第二换热器、省能换热器及第三换热器，所述压缩机的回气口与四通阀的第三阀口通过管道穿接省能换热器后进行连通，所述第二换热器通过一号总管与省能换热器的入口相连通，所述第一换热器经由一号支管连接至一号总管，所述省能换热器的出口通过二号总管与第三换热器相连通，所述第三换热器和第二换热器位于一换热腔室内与第一换热器相隔离，所述换热腔室开设有出风口和进风口与一烘烤房相连通，所述第三换热器、第二换热器沿进风口至出风口依次排布，所述换热腔室内设置有导流风机。
2.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述第三换热器的旁侧设有第四换热器，所述第三换热器与第四换热器设置在一个与换热腔室相通的第三换热腔体内。
3.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述换热腔室的旁侧设有第一换热腔体，所述第一换热腔体与换热腔室之间通过隔板隔开，所述第一换热器位于第一换热腔体内。
4.根据权利要求3所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述第一换热器旁侧设有第一风机，所述第一风机的吹风口背对于第一换热器。
5.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述换热腔室设有风阀和辅助加热器，所述换热腔室的壁面设有供风阀安装的孔洞。
6.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述第一阀门安装在一号支管上，所述第二换热器与一号支管之间的一号总管上装设第二阀门。
7.根据权利要求6所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述二号总管沿省能换热器的出口方向依次安装有膨胀阀和第五阀门，所述膨胀阀与第五阀门之间设置二号支管连接至第一换热器。
8.根据权利要求7所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述二号支管上间隔设有第四阀门和第三阀门。
9.根据权利要求8所述的多功能热泵烘干系统，其特征在于：所述第一阀门、第二阀门、第三阀门分别采用单向阀或者电磁阀。
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