CN110590116A - 一种分离式热泵污泥低温干化机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离式热泵污泥低温干化机。它包括封闭的污泥低温干化机主体，污泥低温干化机主体内设有污泥干化室、空气换热室、风路循环系统；热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体外，热泵制冷循环系统与风路循环系统完全隔离；热泵制冷循环系统包括冷凝器、蒸发器、制冷压缩机、膨胀阀；空气换热室内设有低温除湿表冷器和高温加热表冷器；高温加热表冷器的进水管、出水管分别接冷凝器的出水管、进水管，形成水管路系统A；低温除湿表冷器的进水管、出水管分别接蒸发器的出水管、进水管，形成水管路系统B。该分离式热泵污泥低温干化机解决了热泵制冷系统易受污染空气腐蚀的问题，可有效延长设备的使用寿命并提高热泵系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于污泥干化技术领域，涉及一种污泥低温干化机，特别涉及一种分离式热泵污泥低温干化机。
背景技术
热泵污泥低温干化技术，是利用热泵将低位热能转换为高位热能，依靠电能消耗转换为热能，对污泥进行烘干的一种技术。如图1中所示，现有的热泵污泥低温干化机，包括一个封闭的污泥低温干化机主体，在封闭的污泥低温干化机主体内设有污泥干化室(干燥箱)15、空气换热室16、风路循环系统、热泵制冷循环系统；污泥干化室(干燥箱)15内设置有传送网带14，传送网带14上承载有污泥；空气换热室16内设有热泵制冷循环系统(亦称热泵制冷系统或热泵系统)；污泥干化室15的顶部出风口与空气换热室16的顶部进风口通过上通风管路或上通风室1连接，空气换热室16的底部出风口与污泥干化室15的底部进风口通过下通风管路或下通风室20连接；热泵制冷系统包括制冷压缩机2、冷凝器3、蒸发器4、膨胀阀5、制冷管路及配件；风路循环系统包括风路循环风机13、下通风管路或下通风室20、上通风管路或上通风室1；风路循环风机13设在下通风管路或下通风室20内；通过风路循环风机13提供动力，下通风管路或下通风室20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气、污泥干化室15内从下向上流动的空气、上通风管路或上通风室1内从污泥干化室15向空气换热室16流动的空气、空气换热室16内从上向下流动的空气、下通风管路或下通风室20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气，形成一个空气循环回路(即风路循环)。现有的热泵污泥低温干化机的工作原理是：污泥经传动网带送入低温干化室(干燥箱15)内，干燥箱15底部通过风路循环风机13通入干热空气，干热空气穿过传动网带14，在与传动网带14上的污泥接触的过程中发生热交换，从而带走污泥中的水分，将污泥干燥；与污泥热交换后带有水分的湿冷空气从干燥箱15顶部出来，经管路输送至热泵制冷系统的蒸发器4；进入蒸发器4的湿冷空气经蒸发器4的冷媒作用，水汽凝结成冷凝水被排出，湿冷空气进一步降温成为干冷空气，进入冷凝器3，在冷凝器3内(经与冷媒换热)吸热而形成干热空气，之后再经管路循环回到传动网带14下面并重新加热污泥；因制冷压缩机2的作用，冷媒在蒸发器4与冷凝器3之间形成循环，并与空气发生两次热交换。
现有的密封式污泥低温干化机的气流(空气)在风路系统循环时，含腐蚀性的气流经过热泵系统除湿、加热，对热泵系统的设备包括蒸发器、冷凝器、制冷压缩机、制冷管路和配件等造成严重腐蚀，尽管采用了一些表面处理工艺延长热泵系统配件的寿命，但是效果不理想；再加上系统内部积累灰尘，需要定期冲洗蒸发器和冷凝器表面，蒸发器和冷凝器表面更容易破损、腐蚀、泄漏，严重影响了整个设备的使用寿命；此外，现有设计方案因干燥时内部气流空气温湿度的不稳定，易造成热泵系统的频繁高低压报警，导致热泵系统频繁启停，影响热泵系统的除湿效率和系统稳定性。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种可解决热泵制冷循环系统易受污染空气腐蚀的问题，可以有效延长设备的使用寿命，并提高系统的稳定性的分离式热泵污泥低温干化机。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
一种分离式热泵污泥低温干化机，它包括封闭的污泥低温干化机主体，还包括热泵制冷循环系统；在封闭的污泥低温干化机主体内设有污泥干化室(干燥箱)、空气换热室、风路循环系统；热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体之外，热泵制冷循环系统与风路循环系统完全隔离；污泥干化室(干燥箱)内设置有传送网带，传送网带上承载有污泥；污泥干化室的顶部出风口与空气换热室的顶部进风口通过上通风管路或上通风室连接，空气换热室的底部出风口与污泥干化室的底部进风口通过下通风管路或下通风室连接；风路循环系统包括风路循环风机、下通风管路或下通风室、上通风管路或上通风室；热泵制冷循环系统包括：制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、制冷管路及配件；在污泥低温干化机主体内的空气换热室内设置有低温除湿表冷器和高温加热表冷器；高温加热表冷器的进水管、出水管分别接冷凝器的出水管、进水管，形成水管路系统A；低温除湿表冷器的进水管、出水管分别接蒸发器的出水管、进水管，形成水管路系统B；水管路系统A设有水泵；水管路系统B设有水泵。
进一步地，在水管路系统A与水管路系统B之间增设一板式换热器；低温除湿表冷器的出水管通过该板式换热器与蒸发器的进水管连接；高温加热表冷器的出水管通过该板式换热器与冷凝器的进水管连接。
进一步地，在高温加热表冷器的出水管上设置一个三通比例阀A，在三通比例阀A之后分两路，一路直接连接储液罐A入口，另一路经板式换热器再接储液罐A入口；储液罐A出口与冷凝器的进水管连接；储液罐A设有外接水源控制阀A；在低温除湿表冷器的出水管上设置一个三通比例阀B，在三通比例阀B之后分两路，一路直接连接储液罐B入口，另一路经板式换热器再接储液罐B入口；储液罐B出口与蒸发器的进水管连接；储液罐B设有外接水源控制阀B。
进一步地，所述的冷凝器为壳管式或套管式冷凝器(换热器)。
进一步地，所述的蒸发器为壳管式或套管式蒸发器(换热器)。
进一步地，所述的低温除湿表冷器和高温加热表冷器采用耐腐蚀的316不锈钢材质。
进一步地，水管路系统A设有高温水泵；所述的高温水泵设置于冷凝器的出水管上。
进一步地，水管路系统B设有低温水泵；所述的低温水泵设置于蒸发器的出水管上。
进一步地，风路循环风机设在下通风管路或下通风室内。
进一步地，污泥干化室和空气换热室的四周侧壁都设有保温层。
进一步地，污泥干化室与空气换热室可相接或不相接。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，其污泥低温干化部分和风路循环部分的工作原理与现有的热泵污泥低温干化机的工作原理相同，其热泵制冷与空气换热部分的工作原理与现有的不同，不同之处在于：热泵制冷循环系统与污泥低温干化的风路循环系统隔离(分离开来)，热泵制冷循环系统的换热器(冷凝器和蒸发器)采用壳管式换热器或套管式换热器，采用冷媒与水进行热量交换，然后，水经水泵和水管送入热泵污泥低温干化机主体的空气换热室内的表冷器(低温除湿表冷器和高温加热表冷器)，再通过表冷器，与空气进行热量交换，从而实现对低温干化机内的循环空气进行加热、除湿的目的。
本发明的有益效果：
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体之外，风路循环系统设置于污泥低温干化机主体之内，热泵制冷循环系统与污泥低温干化机的风路循环系统完全隔离，由此解决了热泵制冷循环系统易受污染空气腐蚀的问题，可以有效延长热泵系统设备的使用寿命，并提高热泵系统的稳定性。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1.将热泵制冷循环系统与污泥低温干化机主体分离，置于污泥低温干化机主体之外的其他空间，使热泵制冷循环系统与污泥低温干化的风路循环系统隔离，使之与污泥低温干化机主体内受污染的空气完全隔离，冷热能量传送通过水管管路进入污泥低温干化机主体的(空气换热室内的)内置不锈钢表冷器；由此，彻底解决了热泵制冷循环系统受污染空气腐蚀的问题，大幅延长了热泵制冷系统设备的使用寿命。
2.热泵制冷循环系统外置，通过给水管路循环系统给热泵制冷系统供热、散热(采用冷媒与水进行热量交换)，比通过干燥箱内部空气气流给热泵制冷系统供热、散热(采用冷媒与空气进行热量交换)，更稳定可靠；由此提高了热泵系统的稳定性。
3、系统检修维护更加方便。
附图说明
图1是现有的热泵污泥低温干化机的结构示意图；
图2是本发明实施例1一种分离式热泵污泥低温干化机的结构示意图；
图3是本发明实施例2一种分离式热泵污泥低温干化机的结构示意图；
图4是本发明实施例3一种分离式热泵污泥低温干化机的结构示意图。
图中：1、上通风管路或上通风室 2、制冷压缩机 3、冷凝器 4、蒸发器 5、膨胀阀6、板式换热器 7、高温加热表冷器 8、低温除湿表冷器 9、高温水泵 10、低温水泵 11、水管路系统A 12、水管路系统B 13、风路循环风机 14、传送网带 15、污泥干化室(干燥箱) 16、空气换热室 17、保温层 18、污泥干化室靠内侧的外壁 19、空气换热室靠内侧的外壁 20、下通风管路或下通风室 21、三通比例阀A 22、三通比例阀B 23、储液罐A 24、储液罐B 25、外接水源控制阀A 26、外接水源控制阀B
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
如图2所示，本发明一种分离式热泵污泥低温干化机，它包括一个封闭的污泥低温干化机主体，以及设在污泥低温干化机主体之外的热泵制冷循环系统；在封闭的污泥低温干化机主体内设有污泥干化室(干燥箱)15、空气换热室16、风路循环系统；热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体之外，热泵制冷循环系统与风路循环系统完全隔离；污泥干化室(干燥箱)15内设置有传送网带14，传送网带14上承载有污泥；污泥干化室15的顶部出风口与空气换热室16的顶部进风口通过上通风室1连接，空气换热室16的底部出风口与污泥干化室15的底部进风口通过下通风室20连接；风路循环系统包括上通风室1、下通风室20、风路循环风机13；风路循环风机13设在下通风管路或下通风室20内；通过风路循环风机13提供动力，下通风室20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气、污泥干化室15内从下向上流动的空气、上通风室1内从污泥干化室15向空气换热室16流动的空气、空气换热室16内从上向下流动的空气、下通风室20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气，形成一个空气循环回路(即风路循环)。热泵制冷循环系统包括：制冷压缩机2、冷凝器3、蒸发器4、膨胀阀5、制冷管路及配件；在污泥低温干化机主体内的空气换热室16设置有高温加热表冷器7和低温除湿表冷器8；高温加热表冷器7的进水管、出水管分别接冷凝器的出水管、进水管，形成水管路系统A11；低温除湿表冷器的进水管、出水管分别接蒸发器的出水管、进水管，形成水管路系统B12。
在水管路系统A11与水管路系统B12之间增设一板式换热器6；低温除湿表冷器8的出水管通过该板式换热器6与蒸发器4的进水管连接；高温加热表冷器7的出水管通过该板式换热器6与冷凝器3的进水管连接。
水管路系统A11设有高温水泵9，该高温水泵9设置于冷凝器3的出水管上；水管路系统B12设有低温水泵10，该低温水泵10设置于蒸发器4的出水管上。
低温除湿表冷器8和高温加热表冷器7采用耐腐蚀材料316不锈钢材质。
冷凝器3为壳管式冷凝器(换热器)。蒸发器4为壳管式蒸发器(换热器)。
污泥干化室15和空气换热室16的四周侧壁都设有保温层17。
污泥干化室15与空气换热室16相接(即污泥干化室靠内侧的外壁18与空气换热室靠内侧的外壁19相贴合)。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，具体实施方法如下：
1.将热泵制冷循环系统移出风路循环系统；热泵制冷循环系统包括：蒸发器4、冷凝器3、制冷压缩机2、膨胀阀5、制冷管路及配件；
2.在污泥低温干化机的风路循环系统设置一对或以上水冷表冷器(低温除湿表冷器8和高温加热表冷器7)；表冷器材料采用耐腐蚀材料316不锈钢材质；高温加热表冷器7的换热水管路系统与冷凝器3的换热水管路系统相连通，组成水管路系统A；低温除湿表冷器8的换热水管路系统与蒸发器4的换热水管路系统相连通，组成水管路系统B；
3.热泵制冷循环系统的冷凝器采用冷水降温，可以是壳管式换热器或套管式换热器，冷水在对冷凝器(换热器)降温的同时，水温上升，变成高温水，经水管路系统A，进入污泥低温干化机的高温加热表冷器，经换热降温后，变成冷水，回流到冷凝器；
4.热泵制冷循环系统的蒸发器采用热水供热，可以是壳管式换热器或套管式换热器，热水在对蒸发器(换热器)传热的同时，水温下降，变成低温水，经另外的水管路系统B，进入污泥低温干化机的低温除湿表冷器，经换热升温后，变成热水，回流到蒸发器；
5.在水管路系统A与水管路系统B之间增设板式换热器：水在热水管路系统A回流到冷凝器之前，经板式换热器降温；水在水管路系统B回流到蒸发器之前，经板式换热器升温。
6、因制冷压缩机2的作用，冷媒在蒸发器4与冷凝器3之间形成循环，并与水发生两次热交换(冷媒从制冷压缩机2出来后，进入蒸发器4，与蒸发器4中的热水发生第一次热交换后，温度升高；再经膨胀阀5进入冷凝器3，与冷凝器3中的冷水发生第二次热交换后，温度降低，回到制冷压缩机2。如此循环)。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，其污泥低温干化部分和风路循环部分的工作原理与现有的热泵污泥低温干化机的工作原理相同，其热泵制冷与空气换热部分的工作原理与现有的不同，不同之处在于：热泵制冷循环系统与污泥低温干化的风路循环系统隔离(分离开来)，热泵制冷循环系统的换热器(蒸发器4和冷凝器3)采用壳管式换热器或套管式换热器，采用冷媒与水进行热量交换，然后，水经水泵和水管送入热泵污泥低温干化机主体的空气换热室内的表冷器(低温除湿表冷器8和高温加热表冷器7)，再通过表冷器，与空气进行热量交换，从而实现对低温干化机内的循环空气进行加热、除湿的目的。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体之外，风路循环系统设置于污泥低温干化机主体之内，热泵制冷循环系统与污泥低温干化机的风路循环系统完全隔离，由此解决了热泵制冷循环系统易受污染空气腐蚀的问题，可以有效延长设备的使用寿命，并提高系统的稳定性。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，与现有的热泵污泥低温干化机相比，具有以下优点：
1.将热泵制冷循环系统与污泥低温干化机主体分离，置于污泥低温干化机主体之外的其他空间，使热泵制冷循环系统与污泥低温干化的风路循环系统隔离，使之与污泥低温干化机主体内受污染的空气完全隔离，冷热能量传送通过水管管路进入污泥低温干化机主体的(空气换热室内的)内置不锈钢表冷器；由此，彻底解决了热泵制冷循环系统受污染空气腐蚀的问题，大幅延长了热泵制冷系统设备的使用寿命。
2.系统检修维护更加方便。
实施例2
如图3所示，本实施例的一种分离式热泵污泥低温干化机，与实施例1中的分离式热泵污泥低温干化机基本相同，不同之处在于：
在高温加热表冷器7的出水管上增设一个三通比例阀A 21，在三通比例阀A 21之后分两路，一路直接连接储液罐A 23入口，另一路经板式换热器6再连接储液罐A 23入口；储液罐A23出口与冷凝器3的进水管连接；储液罐A23设有外接水源控制阀A 25；在低温除湿表冷器8的出水管上增设一个三通比例阀B 22，在三通比例阀B 22之后分两路，一路直接连接储液罐B 24入口，另一路经板式换热器6再接储液罐B 24入口；储液罐B 24出口与蒸发器4的进水管连接；储液罐B 24设有外接水源控制阀B 26。
水在热水管路系统A通过三通比例阀A 21控制进入板式换热器6的水流量，汇流到主水管之前，经板式换热器6降温，然后进入储液罐A 23；水在水管路系统B通过三通比例阀B 22控制进入板式换热器6的水流量，汇流到主水管之前，经板式换热器6升温，然后进入储液罐B 24；通过调节进入板式换热器6的水流量，可以有效控制进入蒸发器4和冷凝器3的水温，由此，可以提高热效率，并提高热泵系统的稳定性。
本发明的分离式热泵污泥低温干化机，与现有的热泵污泥低温干化机相比，具有以下优点：
1.将热泵制冷循环系统与污泥低温干化机主体分离，置于污泥低温干化机主体之外的其他空间，使热泵制冷循环系统与污泥低温干化的风路循环系统隔离，使之与污泥低温干化机主体内受污染的空气完全隔离，冷热能量传送通过水管管路进入污泥低温干化机主体的(空气换热室内的)内置不锈钢表冷器；由此，彻底解决了热泵制冷循环系统受污染空气腐蚀的问题，大幅延长了热泵制冷系统设备的使用寿命。
2.热泵制冷循环系统外置，通过给水管路循环系统给制冷系统供热、散热(采用冷媒与水进行热量交换)，比通过干燥箱内部气流空气给制冷系统供热、散热(采用冷媒与空气进行热量交换)，更稳定可靠；由此提高了热泵系统的稳定性。
3、热效率得到提高。
4、系统检修维护更加方便。
实施例3
如图4所示，本实施例的一种分离式热泵污泥低温干化机，与实施例1中的分离式热泵污泥低温干化机基本相同，不同之处在于：
污泥干化室15与空气换热室16不相接(即污泥干化室靠内侧的外壁18与空气换热室靠内侧的外壁19之间留有空隙，不贴合)；污泥干化室15的顶部出风口与空气换热室16的顶部进风口通过上通风管路1连接(上通风管路1与污泥干化室15顶部、空气换热室16顶部之间留有空隙)；空气换热室16的底部出风口与污泥干化室15的底部进风口通过下通风管路20连接(下通风管路20与污泥干化室15顶部、空气换热室16顶部之间留有空隙)；风路循环系统包括上通风管路1、下通风管路20、风路循环风机13；风路循环风机13设在下通风管路20内；通过风路循环风机13提供动力，下通风管路20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气、污泥干化室15内从下向上流动的空气、上通风管路1内从污泥干化室15向空气换热室16流动的空气、空气换热室16内从上向下流动的空气、下通风管路20内从空气换热室16向污泥干化室15流动的空气，形成一个空气循环回路。冷凝器3为套管式冷凝器(换热器)；蒸发器4为套管式蒸发器(换热器)。
Claims (10)
1.一种分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，它包括封闭的污泥低温干化机主体，还包括热泵制冷循环系统；在封闭的污泥低温干化机主体内设有污泥干化室、空气换热室、风路循环系统；热泵制冷循环系统设置于污泥低温干化机主体之外，热泵制冷循环系统与风路循环系统完全隔离；污泥干化室内设置有传送网带，传送网带上承载有污泥；污泥干化室的顶部出风口与空气换热室的顶部进风口通过上通风管路或上通风室连接，空气换热室的底部出风口与污泥干化室的底部进风口通过下通风管路或下通风室连接；风路循环系统包括风路循环风机、下通风管路或下通风室、上通风管路或上通风室；热泵制冷循环系统包括：制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、制冷管路及配件；在污泥低温干化机内的空气换热室内设置有低温除湿表冷器和高温加热表冷器；高温加热表冷器的进水管、出水管分别接冷凝器的出水管、进水管，形成水管路系统A；低温除湿表冷器的进水管、出水管分别接蒸发器的出水管、进水管，形成水管路系统B；水管路系统A设有水泵；水管路系统B设有水泵。
2.如权利要求1所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，在水管路系统A与水管路系统B之间增设一板式换热器；低温除湿表冷器的出水管通过该板式换热器与蒸发器的进水管连接；高温加热表冷器的出水管通过该板式换热器与冷凝器的进水管连接。
3.如权利要求2所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，在高温加热表冷器的出水管上设置一个三通比例阀A，在三通比例阀A之后分两路，一路直接连接储液罐A入口，另一路经板式换热器再接储液罐A入口；储液罐A出口与冷凝器的进水管连接；储液罐A设有外接水源控制阀A；在低温除湿表冷器的出水管上设置一个三通比例阀B，在三通比例阀B之后分两路，一路直接连接储液罐B入口，另一路经板式换热器再接储液罐B入口；储液罐B出口与蒸发器的进水管连接；储液罐B设有外接水源控制阀B。
4.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，所述的冷凝器为壳管式或套管式换热器；所述的蒸发器为壳管式或套管式换热器。
5.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，所述的低温除湿表冷器和高温加热表冷器采用耐腐蚀的316不锈钢材质。
6.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，水管路系统A设有高温水泵；所述的高温水泵设置于冷凝器的出水管上。
7.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，水管路系统B设有低温水泵；所述的低温水泵设置于蒸发器的出水管上。
8.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，风路循环风机设在下通风管路或下通风室内。
9.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，污泥干化室和空气换热室的四周侧壁都设有保温层。
10.如权利要求1、2或3所述的分离式热泵污泥低温干化机，其特征在于，污泥干化室与空气换热室相接或不相接。
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