CN112229165A - 水平式热泵干燥系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种水平式热泵干燥系统及其工作方法。该干燥系统包括：干燥箱和主机室，干燥箱和主机室之间通过送风风阀和回风风阀连通，在干燥箱内设置有中间隔板，在中间隔板的两侧分别设置第一加热装置和第二加热装置，并将干燥箱分隔为两个干燥室，第一加热装置包括依次排列的第一冷凝器、第一冷凝风机和第一新风风阀，第二加热装置包括依次排列的第二冷凝风机、第二冷凝器和第二新风风阀；在主机室还设有排湿风阀。本发明通过调节各个风阀，可以根据干燥箱内的实际湿度在半开式系统或闭式系统循环两种模式间切换，可以充分利用干燥箱排出的废热，提高系统的除湿性能，使整个系统更加绿色节能高效。

Description

水平式热泵干燥系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及热泵干燥技术领域，尤其涉及一种水平式热泵干燥系统及其工作方法。
背景技术
干燥在农产品及中药材等初加工过程中是必不可少的，热泵技术具有绿色节能的特点，在许多行业的干燥过程中有广泛的运用。目前常用的热泵干燥系统有半开式热泵干燥系统和闭路式热泵干燥系统，但半开式热泵干燥系统废热利用不充分，且其性能受环境因素影响较大，在低环温下系统的性能较低。虽然封闭式热泵干燥系统受环境因素的影响较小，但需要设置辅助冷凝器或一些排热设备，且其性能相对较低。
发明内容
本发明实施例提供一种水平式热泵干燥系统及其工作方法，用以解决现有技术中半开式热泵干燥系统在低温环温性能较差和封闭式热泵干燥系统的性能较差的缺陷。
根据本发明实施例第一方面提供的一种水平式热泵干燥系统，包括：干燥箱和主机室，所述干燥箱和所述主机室之间通过送风风阀和回风风阀连通，在所述干燥箱内沿其长度方向设置有中间隔板，在所述中间隔板的两侧分别设置第一加热装置和第二加热装置，并将所述干燥箱分隔为两个干燥室，所述第一加热装置包括由所述中间隔板第一端到第二端依次排列的第一冷凝器、第一冷凝风机和第一新风风阀，所述第二加热装置包括由所述中间隔板第一端到第二端依次排列的第二冷凝风机、第二冷凝器和第二新风风阀；在所述主机室还设有排湿风阀。
其中，还包括隔网，所述隔网分别设置于所述第一加热装置的两侧和第二加热装置的两侧，所述隔网表面分布有多个间隔均匀的通孔。
其中，所述第一冷凝风机和所述第二冷凝风机均为正反转风机。
其中，还包括湿度传感器和温度传感器，所述湿度传感器设置于所述干燥箱内，所述温度传感器设置于所述主机室内。
其中，在所述干燥箱的侧壁设置入料门。
其中，在所述主机室的侧壁设置主机室门。
根据本发明实施例的另一方面提供的一种根据本发明实施例第一方面提供的水平式热泵干燥系统的工作方法，包括：
设定第一设定湿度和第二设定湿度，且第一设定湿度的数值大于第二设定湿度的数值；
当干燥箱内的湿度大于第一设定湿度时，采用半开式系统循环过程：开启排湿风阀和送风风阀，关闭回风风阀，待干燥箱内的湿度达到第一设定湿度时，逐渐打开第一新风风阀或第二新风风阀；
当干燥箱内的湿度大于第二设定湿度但小于第一设定湿度时，采用闭式系统循环过程：关闭排湿风阀、第一新风风阀或第二新风风阀，打开送风风阀和回风风阀。
其中，在半开式系统循环过程中，根据干燥箱内的湿度控制送风风阀、排湿风阀、第一新风风阀或第二新风风阀的开度；在闭式系统循环过程中，根据主机室内的温度控制送风风阀和回风风阀的开度。
其中，第一冷凝风机和第二冷凝风机以设定时间为间隔调节正转和反转。
本发明实施例提供的一种水平式热泵干燥系统及其工作方法，通过调节各个风阀，可以根据干燥箱内的实际湿度在半开式系统或闭式系统循环两种模式间切换，可以充分利用干燥箱排出的废热，提高系统的除湿性能，使整个系统更加绿色节能高效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种水平式热泵干燥系统的结构示意图；
图2是图1中的A-A剖面示意图；
图3是本发明实施例第一冷凝风机和第二冷凝风机正转时的气流流向示意图；
图4是图3中的B-B剖面示意图；
图5是本发明实施例第一冷凝风机和第二冷凝风机反转时的气流流向示意图；
图6是图5中的C-C剖面示意图。
附图标记：
1：干燥室；2：第一加热室；3：第二加热室；4：中间隔板；5：热泵机组；61：第一冷凝器；62：第二冷凝器；71：第一冷凝风机；72：第二冷凝风机；8：送风风阀；9：回风风阀；10：排湿风阀；11：第一新风风阀；12：第二新风风阀；13：隔网；14：入料门；15：主机室门。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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作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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1-图6描述本发明实施例的一种水平式热泵干燥系统，包括：干燥箱和主机室，干燥箱和主机室之间通过送风风阀8和回风风阀9连通，在干燥箱内沿其长度方向设置有中间隔板4，在中间隔板4的两侧分别设置第一加热装置和第二加热装置，并将干燥箱分隔为两个干燥室1，第一加热装置包括由中间隔板4第一端到第二端依次排列的第一冷凝器61、第一冷凝风机71和第一新风风阀11，第二加热装置包括由中间隔板4第一端到第二端依次排列的第二冷凝风机72、第二冷凝器62和第二新风风阀12；在主机室还设有排湿风阀10。
具体地，热泵机组5放置于主机室内，排湿风阀10的打开或关闭可以调控主机室内的排湿效果。中间隔板4的两端到干燥箱的侧壁之间留出足够的长度供烘干车进出。送风风阀8和回风风阀9分别控制干燥箱和主机室之间的送风和回风，回风风阀9位于送风风阀8的上方。第一加热装置和第二加热装置分别位于中间隔板4两侧的中间位置。第一加热装置、第二加热装置以及中间隔板4将干燥箱分割成为两个干燥室1，通过第一冷凝风机71和第二冷凝风机72可以使得干燥室1内的空气定向移动，并在两个干燥室1内形成循环气流(如图3和图5所示)。
进一步地，第一冷凝器61和第二冷凝器62起到对气流加热的作用，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72起到驱动干燥室1内空气流动的作用，第一新风风阀11和第二新风风阀12将经过新风机净化后的室外空气导入到干燥箱内。应当理解的是，在同一个风向循环过程中，第一冷凝风机71与第一冷凝器61的相对位置与第二冷凝风机72和第二冷凝器62的相对位置是相同的，例如：如图3所示，按照风向的方向，第一冷凝风机71位于第一冷凝器61的前方，第二冷凝风机72位于第二冷凝器62的前方；如图5所示，按照风向方向，第一冷凝风机71位于第一冷凝器61的后方，第二冷凝风机72位于第二冷凝器62的后方。
当干燥箱内的湿度大于第一设定湿度时，采用半开式系统循环过程；当干燥箱内的湿度大于第二设定湿度时，采用闭式系统循环过程。可以理解的是，送风风阀8、回风风阀9、第一新风风阀11、第二新风风阀12和排湿风阀10可以根据采用的干燥模式进行开启或关闭，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72也可以根据干燥的需要开启或关闭。
由于干燥室1本身就处于循环过程的送风道和回风道中，可节省大量的材料和空间。
本发明实施例提供的一种水平式热泵干燥系统及其工作方法，通过调节各个风阀，可以根据干燥箱内的实际湿度在半开式系统或闭式系统循环两种模式间切换，采用两种系统耦合控制逻辑，实现具体加工需求，避免两种运行模式单独运行的缺陷，使该系统具有更广的应用环境范围，可以充分利用干燥箱排出的废热，提高系统的除湿性能，使整个系统更加绿色节能高效。
在其中一个实施例中，水平式热泵干燥系统还包括隔网13，隔网13分别设置于第一加热装置的两侧和第二加热装置的两侧，隔网13表面分布有多个间隔均匀的通孔。隔网13可以将第一加热装置与干燥室1分隔开来，在第一加热装置两侧的隔网13将其分隔成为第一加热室2；同理，隔网13可以将第二加热装置与干燥室1分隔开来，在第二加热装置两侧的隔网13将其分隔成为第二加热室3。进一步地，隔网13上的通孔可以为圆孔，主要起到疏导气流的作用，使气流进入到干燥室1更加平缓。
在其中一个实施例中，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72均为正反转风机。在本实施例中，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72两者的旋转状态需要保持一致，即同时正转(如图3所示)或同时反转(如图5所示)，保证气流在干燥室1内能够以一定方向循环移动。本实施例可以设定一定时间间隔，改变第一冷凝风机71和第二冷凝风机72的旋转方向，解决干燥不均匀的问题，从而达到减少干燥时间和提高干燥能效的目的。
在其中一个实施例中，水平式热泵干燥系统还包括湿度传感器和温度传感器，湿度传感器设置于干燥箱内，温度传感器设置于主机室内。本实施例中，采用湿度传感器监测干燥箱内的湿度，采用温度传感器监测主机室内的温度，以根据湿度传感器和温度传感器监测到的数据判断，采用何种模式进行干燥。
在其中一个实施例中，在干燥箱的侧壁设置入料门14，用于填补或取出物料。
在其中一个实施例中，在主机室的侧壁设置主机室门15，用于对主机室进行换气等，热泵机组5通过主机室门15和若干个排湿风阀10与外界环境连通。
本发明实施例还公开了一种根据如上述实施例的水平式热泵干燥系统的工作方法，包括：
设定第一设定湿度和第二设定湿度，且第一设定湿度的数值大于第二设定湿度的数值；
当干燥箱内的湿度大于第一设定湿度时，采用半开式系统循环过程(如图3和图4所示)：开启排湿风阀10和送风风阀8，关闭回风风阀9，待干燥箱内的湿度达到第一设定湿度时，逐渐打开第一新风风阀11或第二新风风阀12，此时热泵机组5和排湿风阀10共同进行除湿。
当干燥箱内的湿度大于第二设定湿度但小于第一设定湿度时，采用闭式系统循环过程(如图5和图6所示)：关闭排湿风阀10、第一新风风阀11和第二新风风阀12，打开送风风阀8和回风风阀9，此时完全由热泵机组5进行排湿。
半开式系统循环过程和闭式系统循环过程两种模式均可以根据实际进行调整，当干燥箱内的湿度大于第一设定湿度时，自动切换至半开式系统循环，当干燥箱内的湿度大于第二设定湿度但小于第一设定湿度时，自动切换至闭式系统循环，可以避免闭式干燥系统在空气相对湿度较低的工况下产生除湿不良的情况。由干燥箱的湿度值来控制模式的切换，可以充分利用干燥箱排出的废热，提高系统的除湿性能，使整个系统更加绿色节能高效。
具体地，在干燥系统刚开启时，干燥箱内的空气由第一冷凝风机71和第二冷凝风机72不断地循环，同时第一冷凝器61和第二冷凝器62不断地对气流进行加热，温度不断上升。此时送风风阀8和回风风阀9均关闭，室内的负荷完全由冷凝器承担。
应当理解的是，夏季工况时一般采用半开式系统循环，热泵机组5和排湿风阀10共同进行除湿；冬季工况时一般采用闭式系统循环和半开式系统循环耦合控制，由热泵机组5和环境空气进行排湿。
在其中一个实施例中，在半开式系统循环过程中，主机室门15开启，热泵机组5持续与外界空气换热；在闭式系统循环过程中，主机室门15关闭，热泵机组5不与外界空气换热。
在其中一个实施例中，在半开式系统循环过程中，根据干燥箱内的湿度控制送风风阀8、排湿风阀10、第一新风风阀11或第二新风风阀12的开度，当干燥箱内的湿度越大时，送风风阀8和排湿风阀10，以及第一新风风阀11或第二新风风阀12的开度越大。应当理解的是，打开的新风风阀为风机入口处的风阀，而位于风机出口处的风阀为关闭状态，即如图3所示，第二新风风阀12打开，第一新风风阀11关闭，如图5所示，第一新风风阀11打开，第二新风风阀12关闭。可知，第一新风风阀11和第二新风风阀12的打开与否与风流移动方向(即第一冷凝风机71和第二冷凝风机72的正反转)有关。
在闭式系统循环过程中，根据主机室内的温度控制送风风阀8和回风风阀9的开度，主机室温度越低，送风风阀8和回风风阀9的开度越大，当干燥箱内的温度达到设定温度时，送风风阀8和回风风阀9完全打开。在两种模式下，根据主机室和干燥箱内的空气参数调节各个风阀的开度，使机组保持在最佳工况下运行。
在其中一个实施例中，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72以设定时间为间隔调节正转和反转，如图3所示，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72均为正转，如图5所示，第一冷凝风机71和第二冷凝风机72均为反转，以一定时间间隔切换正转和反转，解决干燥不均匀的问题，从而达到减少干燥时间和提高干燥能效的目的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种水平式热泵干燥系统，其特征在于，包括：干燥箱和主机室，所述干燥箱和所述主机室之间通过送风风阀和回风风阀连通，在所述干燥箱内沿其长度方向设置有中间隔板，在所述中间隔板的两侧分别设置第一加热装置和第二加热装置，并将所述干燥箱分隔为两个干燥室，所述第一加热装置包括由所述中间隔板第一端到第二端依次排列的第一冷凝器、第一冷凝风机和第一新风风阀，所述第二加热装置包括由所述中间隔板第一端到第二端依次排列的第二冷凝风机、第二冷凝器和第二新风风阀；在所述主机室还设有排湿风阀。
2.根据权利要求1所述的水平式热泵干燥系统，其特征在于，还包括隔网，所述隔网分别设置于所述第一加热装置的两侧和第二加热装置的两侧，所述隔网表面分布有多个间隔均匀的通孔。
3.根据权利要求1所述的水平式热泵干燥系统，其特征在于，所述第一冷凝风机和所述第二冷凝风机均为正反转风机。
4.根据权利要求1所述的水平式热泵干燥系统，其特征在于，还包括湿度传感器和温度传感器，所述湿度传感器设置于所述干燥箱内，所述温度传感器设置于所述主机室内。
5.根据权利要求1所述的水平式热泵干燥系统，其特征在于，在所述干燥箱的侧壁设置入料门。
6.根据权利要求1所述的水平式热泵干燥系统，其特征在于，在所述主机室的侧壁设置主机室门。
7.一种根据权利要求1-6中任意一项所述的水平式热泵干燥系统的工作方法，其特征在于，包括：
设定第一设定湿度和第二设定湿度，且第一设定湿度的数值大于第二设定湿度的数值；
当干燥箱内的湿度大于第一设定湿度时，采用半开式系统循环过程：开启排湿风阀和送风风阀，关闭回风风阀，待干燥箱内的湿度达到第一设定湿度时，逐渐打开第一新风风阀或第二新风风阀；
当干燥箱内的湿度大于第二设定湿度但小于第一设定湿度时，采用闭式系统循环过程：关闭排湿风阀、第一新风风阀或第二新风风阀，打开送风风阀和回风风阀。
8.根据权利要求7所述的水平式热泵干燥系统的工作方法，其特征在于，
在半开式系统循环过程中，根据干燥箱内的湿度控制送风风阀、排湿风阀、第一新风风阀或第二新风风阀的开度；
在闭式系统循环过程中，根据主机室内的温度控制送风风阀和回风风阀的开度。
9.根据权利要求7所述的水平式热泵干燥系统的工作方法，其特征在于，第一冷凝风机和第二冷凝风机以设定时间为间隔调节正转和反转。
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