CN110686504A - 一种多功能热泵烘干机组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能热泵烘干机组，在第一风机的气流指引下，从烘干区进入风道腔室的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器的下半段和第二换热器，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器的上半段与第一换热器被加热变成高温低湿空气，该热管换热器不需要外部能量驱动工作，耗能小，其上端、下端即分别构成热管换热器的冷凝器与蒸发器，结构简单，在其内部流动的冷媒流程短、压降小，换热效率高，此发明用于烘干设备领域。

Description

一种多功能热泵烘干机组
技术领域
本发明涉及烘干设备领域，特别是涉及一种多功能热泵烘干机组。
背景技术
传统的烘干操作一般采用以煤炭为主、燃油和燃气为辅的干燥模式，该做法的对环境的影响大、能耗高、效率低，且烘干后的产品质量不高，故而随着技术的不断进步，替代传统操作的热泵烘干机组得以产生。现有的热泵烘干机组大多为开式循环的机组，其对于所烘干产品的香味不能实现留存，且烘干产品的外观较差；对于闭式循环机组，烘干产品的香味可被保留且外观较好，但其更多通过安装大功率的电加热装置辅助加热，能耗及运行费用比开式循环的机组更高。
专利CN108332518A提供了一种闭环热泵烘干机，其采用分离式的热管回热器，热管回热器的蒸发器和冷凝器相互分离，但二者共同作用才能够实现热管技术；同时冷媒在热管回热器的蒸发器、冷凝器流动的行程长，其冷凝器侧的压降偏大，也导致了热管回热器的整体换热效率不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能耗低且换热效率高的多功能热泵烘干机组。
本发明所采取的技术方案是：
一种多功能热泵烘干机组，包括设置于壳体内的热泵系统，所述壳体的一侧与烘干区域相连通，所述壳体与烘干区域相接一侧的上方和下方分别开设出风口和进风口，所述热泵系统包括通过压缩机、四通换向阀、第一换热器、第二换热器及节流结构组成的封闭回路形成的热泵系统，所述第一换热器和第二换热器分别位于一风道腔室内的彼此相通的上风道和下风道内，所述风道腔室的下风道为进风区，所述风道腔室的上风道为出风区，所述进风区和出风区连接烘干区，所述风道腔室内设有纵向贯穿上风道和下风道的热管换热器，所述热管换热器通过若干换热直管组成，各所述换热直管均竖直设置，各所述换热直管均竖直设置，进一步地可以倾斜设置，但以竖直设置的效果最好；所述第一换热器和第二换热器均位于热管换热器的出风侧，所述第一换热器的旁侧设置有第一风机，所述第一风机的吹风口指向出风口。所述壳体内设置水平隔板将壳体内分为位于上侧的出风区和位于下侧的进风区，所述出风区、进风区分别与出风口、进风口相连通，所述第一换热器、第一风机与热管换热器的冷凝段位于出风区内，所述第二换热器与热管换热器的蒸发段位于进风区内。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管与竖直面之间的夹角均为0度，即呈竖直状态。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热直管的上方、下方分别设有一集气管，各所述换热直管的两端口分别与两集气管相连。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管替换为至少一根两端封口的蛇形弯管，各所述蛇形弯管分为直管段与弯管段，各所述直管段呈竖直状态。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管替换为若干U型管，所述U型管的上方设置一集气管，各所述U型管的开口朝上且两端接口分别连接至集气管上。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述热管换热器包括若干两端开口的竖直管，所述竖直管的上、下方分别设有一集气管，各所述竖直管的两端口分别与两集气管相连。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述热管、蛇形弯管、U型管的内径均不小于10mm，各所述热管、蛇形弯管、U型管内充注的制冷剂为R134A或者R410a或者R1234zf。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述进风区内设有第二风机，所述第二风机与热管换热器分别位于第二换热器的两侧，所述第二风机的吹风方向与进风方向一致。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述壳体上的所述进风区内进风口旁设置第一风阀，所述在第二风机的吹风方向设置第二风阀，所述的第一风机进口旁设置第三风阀。
进一步作为本发明技术方案的改进，设置一个独立风管，所述的独立风管的一端与烘干区域连接，另外一端与第三风阀连接。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述第一风机和第二风机之间风道设置第四风阀。
本发明的有益效果：此多功能热泵烘干机组，在第一风机的气流指引下，从烘干区进入风道腔室的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器的下半段和第二换热器，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器的上半段与第一换热器被加热变成高温低湿空气；该热管换热器的结构简单紧凑，且制冷剂的蒸发、上升、冷凝及下降的过程均在换热直管内实现，制冷剂的流程短、压降小，换热效率有效提高。此多功能热泵烘干机机组可以适应闭式、开式烘干，能在更有效的调节被烘干区区域的温度。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例一的机组结构示意图；
图2是本发明实施例的一种热管换热器的结构图；
图3是本发明实施例的另一种热管换热器的结构图；
图4是本发明实施例的又一种热管换热器的结构图；
图5是本发明实施例二的机组结构示意图；
图6是本发明实施例三的机组结构示意图；
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、图5、图6，本发明的实施例均为多功能热泵烘干机组，包括设置于壳体1内的热泵系统，壳体1的一侧与烘干区域相连通，壳体1与烘干区域相接一侧的上方和下方分别开设出风口11和进风口12，热泵系统包括通过压缩机21、四通换向阀22、第一换热器23、第二换热器24及节流结构25组成的封闭回路形成的热泵系统，热泵系统包括连接后形成封闭回路的压缩机21、四通换向阀22、第一换热器23、第二换热器24及节流结构25，第一换热器23与第二换热器24分别位于壳体1的上方与下方，第一换热器23的旁侧设置有第一风机41，第一风机的吹风口指向出风口11，第一换热器23与第二换热器24之间设置一热管换热器3；如图2所示，该热管换热器3内的各热管31均呈竖直状态，各热管31的上端与下端分别位于第一换热器23的旁侧和第二换热器24的旁侧。进一步地，第一换热器23与第二换热器24均为风冷式换热器。壳体1内设置水平隔板62将壳体内分为位于上侧的出风区和位于下侧的进风区，所述出风区、进风区分别与出风口、进风口相连通，所述第一换热器23、第一风机41与热管换热器3的冷凝段位于出风区内，所述第二换热器24与热管换热器3的蒸发段位于进风区内。
此多功能热泵烘干机组，在第一风机41的气流指引下，从烘干区进入风道腔室1的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器3的下半段和第二换热器24，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器3的上半段与第一换热器被加热变成高温低湿空气，该热管换热器3不需要外部能量驱动工作，耗能小，其上端、下端即分别构成热管换热器3的冷凝器与蒸发器，结构简单，在其内部流动的冷媒流程短、压降小，换热效率高。
在某些实施例中，各换热直管31可倾斜设置，且与竖直方向的倾斜角为锐角，但以本实施例中竖直设置的换热效果最佳。
此多功能热泵烘干机组，在第一风机41的气流指引下，从烘干区进入风道腔室1的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器3的下半段和第二换热器24，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器3的上半段与第一换热器23被加热变成高温低湿空气；该热管换热器3的结构简单紧凑，且制冷剂的蒸发、上升、冷凝及下降的过程均在换热直管31内实现，制冷剂的流程短、压降小，换热效率有效提高。
在某些实施例中，作为优选的实施方式，在某些实施例中，热管换热器3的各换热直管31替换为至少一根两端封口的蛇形弯管，各蛇形弯管分为直管段与弯管段，各直管段均呈竖直状态。
参考图3，在某些实施例当中，作为优选地，热管换热器3的换热直管31替换成若干U型管32，U型管32的上方设置一集气管33，各U型管32的开口朝上且两端接口分别连接至集气管33；集气管33将从各U型管32底端上浮的制冷剂气体进行收集，制冷剂气体在集气管33放热冷凝后转化形成的制冷剂液体可落入任意U型管32内，制冷剂的流动范围不再受限。进一步地，如图4所示，在某些实施例中，热管换热器3的换热直管31的上方、下方分别设有一集气管33，各换热直管31的两端口分别与两集气管33相连。
以上实施例中各形式的热管换热器，均将热管的蒸发器、热管的气体上浮管路、热管的冷凝器、热管的液体下降管全部合成一体，其中上端和下端及分别构成热管换热器的冷凝器和热管换热器的蒸发器，整体构造简单且结构紧凑，加工难度低，泄漏的风险小，同时由于制冷剂在热管换热器内流动的流程短、压降小，故换热效率得到了进一步提高。
进一步具体说明地，各换热直管31、蛇形弯管、U型管32的内径均大于10mm，同时，各换热直管31、蛇形弯管、U型管32内充注有制冷剂，制冷剂可根据实际需要选择采用R134A或者R410a或者R1234zf或者二氧化碳。
参考图5，在某些实施例当中，作为优选地，将位于上风道、下风道的导流风机分别称为第一风机41和第二风机42，当第一风机41和第二风机42时，二者相互配合，更好地限制了进入风道腔室后的空气的流路、调节风量，强制空气先流经热管换热器3的下半段，再经过第二换热器24，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器3的上半段与第一换热器23，有效提高了烘干效果。
参考图5，在某些实施例当中，作为优选地，在壳体1的进风区内进风口12旁设置第一风阀13，在壳体1的在第二风机42的吹风方向设置第二风阀14，在壳体1的第一风机41进口旁设置第三风阀15，可以通过开启或者关闭或者部分开启风阀13～15，实现闭式烘干和开式烘干灵活调节转化、实现向被烘干区域提供热量、调节被烘干区的温度，更加节能运行。
参考图6，在某些实施例当中，作为优选地，设置一个独立风管61，所述的独立风管61的一端与烘干区域连接，另外一端与第三风阀15连接，可以通过开启或者关闭或者部分开启风阀13～15，更好的向被烘干区域提供热量、调节被烘干区的温度，更加节能运行。
参考图5、6，在某些实施例当中，作为优选地，在第二风机42至第一风机41之间风道上设置第四风阀17，结合上述13～15，更有利于实现闭式烘干和开式烘干灵活调节转化、实现向被烘干区域提供热量、调节被烘干区的温度，更加节能运行。
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 (10)

1.一种多功能热泵烘干机组，其特征在于：包括设置于壳体内的热泵系统，所述壳体的一侧与烘干区域相连通，所述壳体与烘干区域相接一侧的上方和下方分别开设出风口和进风口，所述热泵系统包括通过压缩机、四通换向阀、第一换热器、第二换热器及节流结构组成的封闭回路形成的热泵系统，所述第一换热器和第二换热器分别位于一风道腔室内的彼此相通的上风道和下风道内，所述风道腔室的下风道为进风区，所述风道腔室的上风道为出风区，所述进风区和出风区连接烘干区，所述风道腔室内设有纵向贯穿上风道和下风道的热管换热器，所述热管换热器通过若干换热直管组成，各所述换热直管均竖直设置，所述第一换热器和第二换热器均位于热管换热器的出风侧，所述第一换热器的旁侧设置有第一风机，所述第一风机的吹风口指向出风口，所述壳体内设置水平隔板将壳体内分为位于上侧的出风区和位于下侧的进风区，所述出风区、进风区分别与出风口、进风口相连通，所述第一换热器、第一风机与热管换热器的冷凝段位于出风区内，所述第二换热器与热管换热器的蒸发段位于进风区内。
2.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：所述换热直管的上方、下方分别设有一集气管，各所述换热直管的两端口分别与两集气管相连形成一封闭的结构。
3.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：各所述换热直管替换为至少一根两端封口的蛇形弯管，各所述蛇形弯管分为直管段与弯管段，各所述直管段呈竖直状态。
4.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：各所述换热直管替换为若干U型管，所述U型管的上方设置一集气管，各所述U型管的开口朝上且两端接口分别连接至集气管上形成封闭的结构。
5.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：所述热管换热器包括若干金属箔片，各所述金属箔片垂直设置在各换热直管的外壁上。
6.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：所述进风区内设有第二风机，所述第二风机与热管换热器分别位于第二换热器的两侧，所述第二风机的吹风方向与进风方向一致。
7.根据权利要求6所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：在所述的壳体上的进风区内进风口旁设置第一风阀，所述的第一风机进口旁设置第三风阀。
8.根据权利要求7所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：设置一个独立风管，所述的独立风管的一端与烘干区域连接，另外一端与所述第三风阀连接。
9.根据权利要求7或8所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：所述第一风机和第二风机之间的风道设置第四风阀。
10.根据权利要求1所述的多功能热泵烘干机组，其特征在于：各所述换热直管内充注有制冷剂，所述制冷剂为R134a或者R410A或者R1234yf或者R1234ze或者二氧化碳，所述的换热管直径不小于10mm。
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