CN111503976A - 一种除湿烘干设备及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种除湿烘干设备，包括空气处理腔，第一、第二蒸发器腔及制冷系统腔，其中空气处理腔依次设有第一滤网、显热交换器、冷凝器、轴流风机及导流栅，第二蒸发器为柱状空心结构，由内向外依次设有翅片、热电制冷片、铜管及第一保温棉，热电制冷片和铜管两侧涂有导热胶，压缩机出口依次连接冷凝器和储液罐后分两路，一路依次连接第一节流阀和第一蒸发器并通过止回阀连接吸气压力调节阀，另一路通过电磁阀连接第二节流阀和第二蒸发器，最后经蒸发压力调节阀连接吸气压力调节阀，吸气压力调节阀出口连接压缩机入口。本发明利用第二蒸发器作为热源补偿，在满足负荷要求的同时减小烘干的能耗，且显热交换器对来流空气预冷，提高了系统能效，降低耗电量。

Description

一种除湿烘干设备及其工作方法
技术领域
本发明涉及对室内空气的除湿干燥以及烘干，具体涉及一种带热源的高效节能的除湿烘干设备及其工作方法。
背景技术
除湿烘干机按照其除湿方式有冷冻式和吸附式之分，它可将空气除湿并且以略高于环境温度送风。在家用领域，由于受到空间条件的限制，为了节约空间，除湿机一般体积很小，由于空气在经过表冷器除湿降温过程是一个显热和潜热同时存在的热质交换过程，不仅要对来流空气降温至露点温度，还要满足空气的除湿要求，蒸发器和冷凝器的负荷变化很大，而且传统除湿烘干机机对负荷的调节能力较差，所以在有些时候甚至不能满足正常的除湿要求，舒适性较差，所提供的热量不能满足烘干的需要或者烘干所需时间太长，实用性被诟病已久。
目前限制除湿烘干设备应用发展的主要因素是负荷调节跟不上或者要达到所需的除湿烘干目的需要的代价太高，即效率低不经济，烘干模式下利用电加热作为热源为烘干提供热量，能效比始终小于1，难以满足烘干的要求，且付出大于收益，而根据制热效率大于1的热电制冷原理，研发制作一种替代电加热的热源，为烘干设备提供足够的热量供给，能在保障机器稳定工作的同时提高整台机器的能效，是当务之急，其意义重大。
发明内容
本发明的目的是针对普通用户对室内环境除湿以及对衣物等烘干的需要，提供一种增加第二蒸发器为热源，利用显热换热器回收热量的除湿烘干设备及其工作方法。
本发明能克服以往除湿烘干设备耗电量大且负荷调节能力差的问题，减小换热器负荷，同时设备具备良好的负荷调节能力。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种除湿烘干设备，包括壳体27，所述壳体27内设置有第一蒸发器腔1、第二蒸发器腔2、制冷系统腔3、空气处理腔4以及电路板控制腔5，其中所述第一蒸发器腔1内设置有第一蒸发器10，第二蒸发器腔2内设置有第二蒸发器15、第二滤网21和离心风机22，所述制冷系统腔3内设置有压缩机6和储液罐8，所述空气处理腔4内从左至右依次设置有第一滤网17、显热交换器18、冷凝器7、轴流风机19以及导流栅20，所述电路板控制腔5内设置的电路板23上安装有交直流转换器23a和调压器23b；
所述电路板控制腔5中的电路板23通过电线分别连通所述压缩机6，轴流风机19和离心风机22，所述电路板23上的交直流转换器23a和调压器23b通过集成电路接通，所述调压器23b还通过电线连接至第二蒸发器15内的热电制冷片15c，以控制加在其上的电压大小；
所述制冷系统腔3中的压缩机6出口通过管道连接冷凝器7入口，冷凝器7出口连接储液罐8入口，所述储液罐8出口连接至第一节流阀9入口，所述第一节流阀9出口连接所述第一蒸发器腔1内第一蒸发器10入口，所述第一蒸发器10出口依次通过止回阀11和吸气压力调节阀12连接至压缩机6入口，所述第一蒸发器10下方还设置有接水盘26，所述接水盘26出水口通过软管24连接设置在所述壳体27外侧的接水器25。
进一步优选，所述储液罐8出口还通过电磁阀13连接第二节流阀14入口，第二节流阀14出口连接第二蒸发器15入口，所述第二蒸发器15出口依次通过蒸发压力调节阀16和吸气压力调节阀12接至压缩机6入口。
进一步优选，所述第二蒸发器15为柱状空心结构，由内向外依次由若干翅片15d、若干热电制冷片15c、铜管15b和第一保温棉15a相包围构成，其中，所述热电制冷片15c以及铜管15b两侧都分别涂覆有导热胶。
进一步优选，所述第一蒸发器腔1与第二蒸发器腔2之间填充有第二保温棉28。
进一步优选，所述接水器25为可拆卸且液位可视接水器。
进一步优选，所述冷凝器7为管翅式换热器、微管通道换热器或插片式微通道换热器。
本发明的一种除湿烘干设备的工作方法，包括除湿和烘干两种工作模式，
一、除湿工作模式的具体内容和步骤如下：
压缩机6启动，轴流风机19启动，离心风机22关闭，电磁阀13关闭，经第一蒸发器10出来的制冷剂依次经过止回阀11和吸气压力调节阀12后被压缩机6吸入压缩，升温加压后从压缩机6出口排出进入到冷凝器7内冷凝为液态制冷剂，后经管道送入储液罐8中，液态制冷剂从储液罐8出口流出后经过第一节流阀9节流降压后进入第一蒸发器10内吸热蒸发，最后变为气态制冷剂又经止回阀11和吸气压力调节阀12重新被压缩机6吸入压缩，进入下一循环；
所述空气处理腔4内，室内空气首先经过第一滤网17过滤杂质以及颗粒物，然后进入显热交换器18，来流空气经显热交换器18入口a进入显热交换器18中，从显热交换器18出口b流出并进入第一蒸发器腔1与第一蒸发器10进行热量交换和除湿处理，除湿降温后的空气从第一蒸发器腔1流出并且从显热交换器18入口c流入，与未处理的室内空气进行热量交换后从显热交换器18出口d流出，之后经冷凝器7表面吸收热量由轴流风机19经导流栅20送回室内环境，冷凝水由接水盘26接住并通过软管24储放在接水器25中；
二、烘干工作模式的具体内容和步骤如下：
在除湿模式基础上，离心风机22启动，电磁阀13开启，交直流转换器23a和调压器23b工作，此时，从储液罐8出来的制冷剂分两路,一路经过第一节流阀9节流降压后进入第一蒸发器10吸热蒸发,另一路则流经电磁阀13后经第二节流阀14节流降温送入第二蒸发器15吸热蒸发,两路出来的气态制冷剂分别经止回阀11和蒸发压力调节阀16后通过吸气压力调节阀12一起被压缩机6吸入压缩,进入下一循环，在第二蒸发器腔2内，气体先经过第二滤网21过滤，而后流经第二蒸发器15吸收第二蒸发器15的冷量，最后通过离心风机22回到室内。
进一步优选，所述第二蒸发器15内热电制冷片15c的供电电压与所设的导流栅20处出风口温度成正比例调节关系。
附图说明
图1是本发明的设备系统构造示意图；
图中附图标记说明：1为第一蒸发器腔，2为第二蒸发器腔，3为制冷系统腔，4为空气处理腔，5为电路板控制腔，6为压缩机，7为冷凝器，8为储液罐，9为第一节流阀，10为第一蒸发器，11为止回阀，12为吸气压力调节阀，13为电磁阀，14为第二节流阀，15为第二蒸发器，16为蒸发压力调节阀，17为第一滤网，18为显热交换器，19为轴流风机，20为导流栅，21为第二滤网，22为离心风机，23为电路板，23a为交直流转换器，23b为调压器，24为软管，25为接水器，26为接水盘，27为壳体，28为第二保温棉。
图2是第二蒸发器结构示意图；
图中附图标记说明：15a为第一保温棉，15b为铜管，15c为热电制冷片，15d为翅片。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示：为本发明的一种除湿烘干设备，包括壳体27，所述壳体27内设置有第一蒸发器腔1、第二蒸发器腔2、制冷系统腔3、空气处理腔4以及电路板控制腔5，所述第一蒸发器腔1内设置有第一蒸发器10，第二蒸发器腔2内设置有第二蒸发器15、第二滤网21和离心风机22；
所述制冷系统腔3内设置有压缩机6和储液罐8，所述空气处理腔4内从左至右依次设置有第一滤网17、显热交换器18、冷凝器7、轴流风机19以及导流栅20，所述电路板控制腔5内电路板23上安装有交直流转换器23a和调压器23b，所述的所有腔都安装在壳体27内，因为第二蒸发器15的核心构件为热电制冷片15c，故需要交直流转换器23a为其提供直流电压，调压器23b能够根据需要提供不同大小的电压。
所述电路板控制腔5中，电路板23通过电线分别连通压缩机6，轴流风机19和离心风机22，所述电路板23上的交直流转换器23a和调压器23b通过集成电路接通，所述调压器23b还通过电线连接至第二蒸发器15内的热电制冷片15c，以控制加在其上的电压大小；
所述制冷系统腔3中，压缩机6出口通过管道连接冷凝器7入口，冷凝器7出口连接储液罐8入口，所述储液罐8出口连接第一节流阀9入口，第一节流阀9出口连接第一蒸发器腔1内第一蒸发器10入口，储液罐8可以根据系统负荷灵活分配循环制冷剂的多少，使系统处于最优运行状态；
所述第一蒸发器10出口通过止回阀11和吸气压力调节阀12连接压缩机6入口，所述第一蒸发器10下设置有接水盘26，接水盘26出水口通过软管24连接设置在所述壳体27外侧的接水器25。
所述储液罐8出口还通过电磁阀13连接第二节流阀14入口，第二节流阀14出口连接第二蒸发器15入口，所述第二蒸发器15出口依次通过蒸发压力调节阀16和吸气压力调节阀12接至压缩机6入口，这是制冷系统的另一回路，第二蒸发器可作为一个附加热源增加系统对负荷的调节与适应能力。
所述第二蒸发器15结构为由若干片热电制冷片15c围成的柱状空心结构，如图2所示，由内向外依次设置有翅片15d、热电制冷片15c、铜管15b和第一保温棉15a，其中，热电制冷片15c以及铜管15b两侧都分别涂覆有导热胶，导热胶最大限度的吸收热电制冷片15c热端所产生的热量，同时翅片15d更有助于来流空气吸收热电制冷片15c冷端的冷量，第一保温棉15a则最大限度的避免了热量损耗。
所述第一蒸发器腔1与第二蒸发器腔2之间填充有第二保温棉28，避免两个腔之间串热引起热量损失进而增加换热器负荷。
所述壳体27外安装有可拆卸且液位可视的接水器25，接水器25通过快速接头与软管24连接，接水盘26内的凝结水通过软管24排至接水器25内，可根据液位高度及时倒掉所冷凝下来的水分，避免接水盘26积液，快速接头使得装卸接水器25时更方便。
所述冷凝器7为管翅式换热器、微管通道换热器或插片式微通道换热器等换热效率高且紧凑的换热器，这是在实现设备小型化的同时兼顾高换热效率的需要。
本发明的一种除湿烘干设备的工作方法，包括除湿和烘干两种工作模式，
一、除湿工作模式的具体内容和步骤如下：
压缩机6启动，轴流风机19启动，离心风机22关闭，电磁阀13关闭，经第一蒸发器10蒸发得到的低温低压的气态制冷剂依次经过止回阀11和吸气压力调节阀12后被压缩机6吸入压缩，吸气压力调节阀12可以调节进入压缩机6的吸气压力，避免过高的压缩比，使制冷系统稳定运行；
从压缩机6出口排出变为高温高压的气态制冷剂，然后高温高压的制冷剂进入到冷凝器7内放热给流过冷凝器7表面的空气并冷凝为液态制冷剂，后经管道送入储液罐8中，储液罐8主要在制冷系统循环制冷剂不足时填补制冷剂，在制冷剂过量时适当储存多余的制冷剂；
液态制冷剂从储液罐8出口流出后经过第一节流阀9节流降压变为气液两相的制冷剂，而后制冷剂进入第一蒸发器10内吸热蒸发并在第一蒸发器10出口变为气态制冷剂，最后气态制冷剂又经止回阀11和吸气压力调节阀12重新被压缩机6吸入，进入下一循环；
所述空气处理腔4内，室内空气首先经过第一滤网17过滤杂质以及颗粒物，对来流空气进行过滤处理，不仅是对室内空气净化的需要，更考虑到空气中颗粒物会沉着在换热器表面形成污垢热阻，影响设备换热效率而最终增加系统的运行能耗；
经过第一滤网17的空气进入显热交换器18，来流空气经显热交换器18入口a进入显热交换器18中，从显热交换器18出口b流出并进入第一蒸发器腔1与第一蒸发器10进行热量交换和除湿处理，除湿降温后的空气从第一蒸发器腔1流出并且从显热交换器18入口c流入，与未处理的室内空气进行热量交换后从显热交换器18出口d流出，显热交换器18里的两股气流时交叉换热且为非直接接触，只有热量交换而没有湿度交换，保证除湿效果；
之后经冷凝器7表面吸收热量由轴流风机19经导流栅20送回室内环境，所述第一蒸发器10底部安装有接水盘26，冷凝水用接水盘26接住并通过软管24储放在接水器25中。
二、烘干工作模式的具体内容和步骤如下：
在除湿模式基础上，离心风机22启动，电磁阀13开启，交直流转换器23a和调压器23b工作，此时，从储液罐8出来的制冷剂分两路,一路经过第一节流阀9节流降压后进入第一蒸发器10吸热蒸发,另一路则流经电磁阀13后经第二节流阀14节流降温送入第二蒸发器15吸热蒸发,两路出来的气态制冷剂分别经止回阀11和蒸发压力调节阀16后通过吸气压力调节阀12一起被压缩机6吸入压缩,进入下一循环，在第二蒸发器腔2内，气体先经过第二滤网21过滤，而后流经第二蒸发器15吸收第二蒸发器15的冷量，最后通过离心风机22回到室内，交直流转换器23a可为第二蒸发器15中热电制冷片15c提供直流电，调压器23b可调节通过第二蒸发器15中热电制冷片15c的电压，针对不同的负荷需求，通过调节电压大小以加大或减少烘干模式下所提供的热量。
所述第二蒸发器15内热电制冷片15c的供电电压与所设的导流栅20处出风口温度成正比例调节关系，当设的出风温度升高时，调压器23b调节供电电压升高，当所设的出风口温度降低时，调压器23b调节供电电压降低。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种变更与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种除湿烘干设备，包括壳体(27)，其特征在于，所述壳体(27)内设置有第一蒸发器腔(1)、第二蒸发器腔(2)、制冷系统腔(3)、空气处理腔(4)以及电路板控制腔(5)，其中所述第一蒸发器腔(1)内设置有第一蒸发器(10)，第二蒸发器腔(2)内设置有第二蒸发器(15)、第二滤网(21)和离心风机(22)，所述制冷系统腔(3)内设置有压缩机(6)和储液罐(8)，所述空气处理腔(4)内从左至右依次设置有第一滤网(17)、显热交换器(18)、冷凝器(7)、轴流风机(19)以及导流栅(20)，所述电路板控制腔(5)内设置的电路板(23)上安装有交直流转换器(23a)和调压器(23b)；
所述电路板控制腔(5)中的电路板(23)通过电线分别连通所述压缩机(6)，轴流风机(19)和离心风机(22)，所述电路板(23)上的交直流转换器(23a)和调压器(23b)通过集成电路接通，所述调压器(23b)还通过电线连接至第二蒸发器(15)内的热电制冷片(15c)，以控制加在其上的电压大小；
所述制冷系统腔(3)中的压缩机(6)出口通过管道连接冷凝器(7)入口，冷凝器(7)出口连接储液罐(8)入口，所述储液罐(8)出口连接至第一节流阀(9)入口，所述第一节流阀(9)出口连接所述第一蒸发器腔(1)内第一蒸发器(10)入口，所述第一蒸发器(10)出口依次通过止回阀(11)和吸气压力调节阀(12)连接至压缩机(6)入口，所述第一蒸发器(10)下方还设置有接水盘(26)，所述接水盘(26)出水口通过软管(24)连接设置在所述壳体(27)外侧的接水器(25)。
2.根据权利要求1所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述储液罐(8)出口还通过电磁阀(13)连接第二节流阀(14)入口，第二节流阀(14)出口连接第二蒸发器(15)入口，所述第二蒸发器(15)出口依次通过蒸发压力调节阀(16)和吸气压力调节阀(12)接至压缩机(6)入口。
3.根据权利要求1所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述第二蒸发器(15)为柱状空心结构，由内向外依次由若干翅片(15d)、若干热电制冷片(15c)、铜管(15b)和第一保温棉(15a)相包围构成，其中，所述热电制冷片(15c)以及铜管(15b)两侧都分别涂覆有导热胶。
4.根据权利要求1所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述第一蒸发器腔(1)与第二蒸发器腔(2)之间填充有第二保温棉(28)。
5.根据权利要求1所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述接水器(25)为可拆卸且液位可视接水器。
6.根据权利要求1所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述冷凝器(7)为管翅式换热器、微管通道换热器或插片式微通道换热器。
7.一种除湿烘干设备的工作方法，其特征在于，包括如下除湿和烘干两种工作模式，
一、除湿工作模式的具体内容和步骤如下：
压缩机(6)启动，轴流风机(19)启动，离心风机(22)关闭，电磁阀(13)关闭，经第一蒸发器(10)出来的制冷剂依次经过止回阀(11)和吸气压力调节阀(12)后被压缩机(6)吸入压缩，升温加压后从压缩机(6)出口排出进入到冷凝器(7)内冷凝为液态制冷剂，后经管道送入储液罐(8)中，液态制冷剂从储液罐(8)出口流出后经过第一节流阀(9)节流降压后进入第一蒸发器(10)内吸热蒸发，最后变为气态制冷剂又经止回阀(11)和吸气压力调节阀(12)重新被压缩机(6)吸入压缩，进入下一循环；
所述空气处理腔(4)内，室内空气首先经过第一滤网(17)过滤杂质以及颗粒物，然后进入显热交换器(18)，来流空气经显热交换器(18)入口a进入显热交换器(18)中，从显热交换器(18)出口b流出并进入第一蒸发器腔(1)与第一蒸发器(10)进行热量交换和除湿处理，除湿降温后的空气从第一蒸发器腔(1)流出并且从显热交换器(18)入口c流入，与未处理的室内空气进行热量交换后从显热交换器(18)出口d流出，之后经冷凝器(7)表面吸收热量由轴流风机(19)经导流栅(20)送回室内环境，冷凝水由接水盘(26)接住并通过软管(24)储放在接水器(25)中；
二、烘干工作模式的具体内容和步骤如下：
在除湿模式基础上，离心风机(22)启动，电磁阀(13)开启，交直流转换器(23a)和调压器(23b)工作，此时，从储液罐(8)出来的制冷剂分两路,一路经过第一节流阀(9)节流降压后进入第一蒸发器(10)吸热蒸发,另一路则流经电磁阀(13)后经第二节流阀(14)节流降温送入第二蒸发器(15)吸热蒸发,两路出来的气态制冷剂分别经止回阀(11)和蒸发压力调节阀(16)后通过吸气压力调节阀(12)一起被压缩机(6)吸入压缩,进入下一循环，在第二蒸发器腔(2)内，气体先经过第二滤网(21)过滤，而后流经第二蒸发器(15)吸收第二蒸发器(15)的冷量，最后通过离心风机(22)回到室内。
8.根据权利要求7所述的一种除湿烘干设备，其特征在于，所述第二蒸发器(15)内热电制冷片(15c)的供电电压与所设的导流栅(20)处出风口温度成正比例调节关系。
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