CN112857018A - 温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 - Google Patents
温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112857018A CN112857018A CN202110086667.8A CN202110086667A CN112857018A CN 112857018 A CN112857018 A CN 112857018A CN 202110086667 A CN202110086667 A CN 202110086667A CN 112857018 A CN112857018 A CN 112857018A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- air
- channel
- return
- temperature
- refrigerant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/001—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure
- F26B21/002—Drying-air generating units, e.g. movable, independent of drying enclosure heating the drying air indirectly, i.e. using a heat exchanger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B21/00—Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
- F26B21/02—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure
- F26B21/04—Circulating air or gases in closed cycles, e.g. wholly within the drying enclosure partly outside the drying enclosure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B23/00—Heating arrangements
- F26B23/001—Heating arrangements using waste heat
- F26B23/002—Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases
- F26B23/005—Heating arrangements using waste heat recovered from dryer exhaust gases using a closed cycle heat pump system ; using a heat pipe system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
- F26B25/005—Treatment of dryer exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B9/00—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
- F26B9/02—Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
本发明涉及一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法,整体系统包括制冷剂循环和空气循环,制冷剂循环包括顺序连接的蒸发器的制冷剂通道、压缩机、冷凝组件的制冷剂通道、节流元件;空气循环包括并联的第一回风通道和第二回风通道,冷凝组件的空气通道分别与烘房的特定高度位置连接,实现送风状态与物料干燥特性的匹配,第一风机与第二风机分别连接于冷凝组件的空气通道的特定位置,以此在差异化送风状态时,实现热泵循环中制冷剂温度和回风温度的均匀匹配。与现有技术相比,本发明既解决了现有技术在风量匹配、热量平衡方面的实用化难题,又实现了送风状态和物料烘干特性匹配的温/湿度场协同。
Description
技术领域
本发明涉及一种热泵烘干系统,尤其是涉及一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法。
背景技术
热泵烘干近年来成为工农业烘干领域的热点技术,相比自然晾晒烘干效率和品质大幅提升,相比电加热、锅炉设备可节约50%以上的一次能源,并减少废气排放。
蒸气压缩式的闭式热泵烘干系统结构紧凑,集成方便,应用广泛。其基本形式如图1所示,干燥热风流经物料后使其包含的水分蒸发实现烘干,低温高湿的回风在循环风机驱动下,流经蒸发器降温至低于露点温度,所含的水蒸气冷凝实现除湿,降温后的回风再流经冷凝器被再热成干燥热风,继续送往烘房烘干物料。
上述闭式热泵烘干系统实用化的困难主要在于:
1)风量匹配。热泵循环的蒸发器存在最优风量/最优迎面风速,以使得机组除湿量最大。同时,物料的干燥特性也存在最优流经风速(风量),使得从物料带出的出湿量最大。问题在于热泵系统本身的最优风量同物料特性决定的最优风量并不相等,且烘房风量往往更大,二者难以平衡。
2)热量平衡。从能量守恒角度看,风机和压缩机的输入功率转换为持续向烘房输入的额外热量。输出的热量包括物料带走的余热和烘房围护结构散热量。二者并不保证相等,热量不平衡,难以维持所需烘干温度。
3)温/湿度场协同。烘房中网带式是常见的送料方式,物料从进入烘房到离开存在高差等空间位置分布差异,传统做法从烘房底部/顶部统一送入相同状态热风,未考虑烘干物料干燥特性,温湿度场的协同性不佳。例如,物料前半部分进料段,温度较低,含水量较高,需要高温热风快速预热(且允许相对湿度略高);物料后半段进入干燥末段,含水量较低不易出水,需要相对湿度更低更干燥的热风。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法,解决了现有闭式热泵烘干系统风量匹配、热量平衡以及温/湿度场协同方面的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
本发明的第一个目的是保护一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,包括制冷剂循环和空气循环;
所述制冷剂循环包括顺序连接的蒸发器的制冷剂通道、压缩机、冷凝组件的制冷剂通道、节流元件,所述节流元件与蒸发器的制冷剂通道连接,构成循环;
所述空气循环包括并联的第一回风通道和第二回风通道;
所述第一回风通道包括顺序连接的烘房、蒸发器的空气通道、第一风机、冷凝组件的空气通道,所述冷凝组件的空气通道与烘房连接,构成循环;
所述第二回风通道包括顺序连接的烘房、第二风机、冷凝组件的空气通道,所述冷凝组件的空气通道与烘房连接,构成循环;
所述第一回风通道和第二回风通道中,冷凝组件的空气通道分别与所述烘房的特定高度位置连接,实现送风状态与物料干燥特性的匹配;
所述第一风机与第二风机分别连接于冷凝组件的空气通道的特定位置,以此在差异化送风状态时,实现热泵循环中制冷剂温度和回风温度的均匀匹配。
进一步地,所述第一回风通道中,冷凝组件的空气通道与所述烘房的底部连接;
所述第二回风通道中,冷凝组件的空气通道与所述烘房的特定高度位置连接。
进一步地,所述空气循环还包括循环风机,所述循环风机的入口端与所述烘房连接,所述循环风机的出口端分别与所述第二风机和蒸发器的空气通道连接。
进一步地,所述第一回风通道还包括预冷水盘管;
所述预冷水盘管的一端与所述循环风机的一个出口端连接,另一端与所述蒸发器的空气通道连接。
进一步地,所述冷凝组件包括第一冷凝器、第二冷凝器;
所述第二冷凝器的空气通道一端与所述第二风机的出口端连接,另一端与所述烘房的特定高度位置连接;
所述第一冷凝器的空气通道一端与所述第一风机的出口端连接,另一端与所述烘房的底部连接;
所述第一冷凝器、第二冷凝器的制冷剂通道根据两股制冷剂流体的温差设计选为并联结构或串联结构。
进一步地,所述冷凝组件还包括过冷器,所述过冷器的制冷剂通道连接于冷凝组件的制冷剂通道和蒸发器的制冷剂通道之间;
所述过冷器的空气通道连接于蒸发器的空气通道与第一风机之间。
进一步地,所述过冷器为一体式结构或分体式结构;
当所述过冷器为分体式结构时,两部分过冷器的制冷剂通道分别连接于第一冷凝器、第二冷凝器的制冷剂通道出口端,使得两股制冷剂流体均达到过冷状态。
进一步地,所述烘房为分体式结构,以此分别与第一冷凝器的空气通道和第二冷凝器的空气通道连接。
进一步地,所述第一风机与第二风机均为变频风机,以此配合调节风道的阻力匹配关系,实现不同回风通道的风量比例调节。
进一步地,所述制冷剂循环中,蒸发器的制冷剂通道流出低温低压的制冷剂气体进入压缩机,在压缩机中被压缩成高温高压的制冷剂气体,再依次流经第一冷凝器、第二冷凝器和过冷器的制冷剂通道进行冷凝、过冷,变为低温高压的制冷剂液体。由过冷器的制冷剂通道流出的低温高压的制冷剂液体经过节流元件的节流作用后,进入蒸发器的制冷剂通道中蒸发,从第一回风通道流经的空气中吸热,重新变为低温低压的制冷剂气体,完成制冷剂循环。
进一步地,所述空气循环中,低温高湿的回风在循环风机的驱动下从烘房流出,分别流经并联的第一、第二回风通道,部分回风在第一回风通道中,经由预冷水盘管的空气通道降温后,依次流经蒸发器的空气通道降温至低于露点温度、使所含水蒸气冷凝实现除湿,流经过冷器和第一冷凝器的空气通道再热,成为高温干燥热风送入烘房;部分回风在第二回风通道中,经由第二冷凝器的空气通道再热,成为高温干燥热风进入烘房。送入烘房的干燥热风烘干物料后重新成为低温高湿的空气,完成空气循环。
进一步地,烘房内还设置有电动风阀,通过调节风阀的开闭,可实现第一、第二回风通道中回风的独立送风,同时允许调节二者的混合比例。
进一步地,也可在第一、第二回风通道中设置电动风门,通过调节风门开度改变风量比例。
进一步地,所述热泵烘干系统中还包含预冷水盘管,用于排除输入烘房的额外热量,维持室内热平衡。预冷水盘管置于蒸发器前,降低了回风的进风温度,减少蒸发器回收的无效显热占比,提升除湿能效。实施中优选的,预冷水盘管与冷却塔相连散热,或与水箱相连产生低温热水。
所述制冷剂循环的第一冷凝器、第二冷凝器和过冷器,可采取不同的排布及连接关系,以实现不同温度和湿度的送风状态,适应物料烘干的需求:
作为本发明的一种实施方式,第一冷凝器、第二冷凝器和过冷器串联,第一冷凝器和过冷器设置在第一回风通道中,过冷器用于再热经蒸发器降温除湿后的低温回风,增大热泵循环的过冷度以提升能效,第一冷凝器中的制冷剂过热蒸汽发生冷凝放热,将回风加热到更高温度,第二冷凝器设置在第二回风通道中,其中的制冷剂中间冷凝相变段用于加热回风,回风温度略低于第一回风通道。该连接方式下,第一回风通道的回风温度更高、湿度更低,第二回风通道的回风温度更低、湿度更高。
作为本发明的另一种实施方式,制冷剂循环中第一冷凝器和第二冷凝器可采取并联形式,分别加热第一、第二回风通道的回风至相近温度,第一、第二冷凝器出口的制冷剂混合后,再流经过冷器过冷,再热蒸发器后低温回风,增大热泵循环过冷度提升能效。该连接方式下,第一、第二回风通道的回风状态相近。
作为本发明的另一种实施方式,制冷剂循环中可改变第一冷凝器和第二冷凝器的串联先后顺序,压缩机排出的制冷剂先流经第二冷凝器,过热蒸汽降温并冷凝放热,将第二回风通道的回风加热至最高温度,再流经第一冷凝器继续冷凝及过冷,将第一回风通道的回风加热至略低于第二通道回风的温度。此时,过冷器和第二冷凝器合并为第二冷凝器,简化系统结构。该连接方式下,第一回风通道的回风温度更低、湿度更低,第二回风通道的回风温度更高、湿度更高。
作为本发明的另一种实施方式,制冷剂循环中第一冷凝器和第二冷凝器可合并为第一冷凝器,并保留过冷器。压缩机排出的制冷剂在第一冷凝器中降温并冷凝放热,将第一、第二回风通道的风温加热至相近温度,制冷剂从第一冷凝器流出后在过冷器中进一步过冷,用于再热蒸发器后的低温回风,增大热泵循环过冷度提升能效。这种布置形式的主要优点在于系统结构紧凑、机组体积更小。
作为本发明的另一种实施方式,制冷剂循环中第一冷凝器和第二冷凝器采取并联形式,但第二冷凝器直接和过冷器相连,过冷器出口的制冷剂再和第一冷凝器的制冷剂混合。该连接形式的益处在于,混合的两股制冷剂均为过冷状态,混合的能量损失较小。该连接方式下,第一、第二回风通道的回风状态也相近。
作为本发明的另一种实施方式,制冷剂循环中第一冷凝器和第二冷凝器采取并联形式,风道上也设置并联的第一过冷器和第二过冷器,并分别同第一第二冷凝器出口的制冷剂相连,各自过冷后再混合。该连接形式的益处在于,用于过冷第一第二冷凝器的回风温度是相同的,混合的两股制冷剂均为过冷状态,且过冷度更加接近,混合的能量损失更小。
本发明的第二个目的是保护上述温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统的控制方法,通过第一回风通道将部分回风流经蒸发器和冷凝组件的特定区段进行降温除湿,以此匹配热泵机组中蒸发器最优迎面风速;
通过第二回风通道将部分回风流经第二冷凝器直接再热后也送回烘房,匹配物料的最优烘干风速;
通过调节第一回风通道和第二回风通道的阻力匹配关系,实现不同回风通道的风量比例调节。
进一步地,空气循环的第一、第二回风通道与烘房的连接,可采取不同的方式调节烘房内温湿度场的分布,以匹配物料的干燥特性:
对湿度更敏感的物料,采用分段送风内部混合方式,将第一回风通道中相对湿度更低的干燥热风与烘房下半部相连,第二回风通道中热风与烘房上半部相连;
对风速更敏感的物料,采用外部混合后送风方式,将第一回风通道和第二回风通道回风混合后,一同由烘房底部送入;
对需要加速预热过程的物料,采用分段送风外部混合方式,将第一回风通道和第二回风通道分别与烘房下半部和上半部相连,但排风在烘房外温度相近时再混合。
本发明中温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,既解决现有技术在风量匹配、热量平衡方面的实用化难题,又实现了送风状态和物料烘干特性匹配的温/湿度场协同。与现有技术相比,本发明具有以下技术优势:
1)热泵和烘房侧最优风量的差异化匹配。其中部分回风流经热泵循环的蒸发器降温除湿,匹配其最优迎面风速;部分回风流经第二冷凝器直接再热后也送回烘房,匹配物料的最优烘干风速。风量的差异化设置既保证了从物料中带出更多水分,又保证了热泵机组除去这部分水分时的高能效。本发明还提供总风量及两部分回风分配比例的调控手段,可适应不同的烘干工艺,适用性好。
2)回收烘房废热,有效维持热量平衡。本发明采取预冷水盘管回收烘房为维持室内热量平衡的多余废热,使蒸发器的进风温度降低,因而蒸发器总换热中的无用显热比例减少(降温至露点温度的部分),相应的潜热比例增加(水蒸气冷凝的放热部分),提升了系统除湿能效。
3)送风状态和烘干物料特性的温/湿度场协同。本发明可提供不同状态的干燥热风,匹配物料干燥特性。具有外部混合后送风、分段送风内部混合、分段送风外部混合等多种送风方式。例如,温度更高但湿度也略高的送风,预热物料初始段,使其尽快升温;温度略低但湿度也更低的送风,同物料烘干终了段传热传质,加速带出物料中的水分。
4)本发明还通过多换热器的不同排布及连接方式,形成多种差异化的送风状态分布,可按照烘干物料特性选配合适的实施方案,实现高度的温/湿度场协同,并保证热泵循环本身制冷剂温度同回风温度的良好匹配,具有广泛的技术适用性。
附图说明
图1为典型闭式热泵烘干系统的原理示意图。
图2为本发明实施例1中热泵烘干系统的原理示意图(分段送风内部混合)。
图3为本发明实施例1中热泵烘干系统的原理示意图(外部混合后送风)。
图4为本发明实施例1中热泵烘干系统的原理示意图(分段送风外部混合)。
图5为本发明实施例2中热泵烘干系统的原理示意图。
图6为本发明实施例3中热泵烘干系统的原理示意图。
图7为本发明实施例4中热泵烘干系统的原理示意图。
图8为本发明实施例5中热泵烘干系统的原理示意图。
图9为本发明实施例6中热泵烘干系统的原理示意图。
图中:1-0、烘房,1-1、电动风阀,2-0、预冷水盘管,2-1、冷却塔,3、蒸发器,4、压缩机,5-1、第一冷凝器,5-2、第二冷凝器,5-3、过冷器,6、节流元件,7-0、循环风机,7-1、第一风机,7-2、第二风机,8、分流阀,9、合流阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
本实施例中的温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统(参见图2),包括制冷剂循环和空气循环。
制冷剂循环包括顺序连接的蒸发器3的制冷剂通道、压缩机4、第一冷凝器5-1的制冷剂通道、第二冷凝器5-2的制冷剂通道、过冷器5-3的制冷剂通道、节流元件6,所述节流元件6与蒸发器3的制冷剂通道连接,构成循环;
空气循环包括并联的第一回风通道和第二回风通道;空气循环的第一回风通道,包括顺序连接的烘房1-0、循环风机7-0、预冷水盘管2-0的空气通道、蒸发器3的空气通道、过冷器5-3的空气通道、第一风机7-1、第一冷凝器5-1的空气通道,第一冷凝器5-1的空气通道与烘房1-0连接,构成循环;空气循环的第二回风通道,包括顺序连接的烘房1-0、循环风机7-0、第二风机7-2、第二冷凝器5-2的空气通道,第二冷凝器5-2的空气通道与烘房1-0连接,构成循环。
制冷剂循环的第一冷凝器5-1、第二冷凝器5-2和过冷器5-3,可采取不同的排布及连接关系,以实现不同温湿度的送风状态,适应物料烘干需求。本实施例中优选的,第一冷凝器5-1、第二冷凝器5-2和过冷器5-3串联,第一冷凝器5-1和过冷器5-3设置在第一回风通道中,过冷器5-3用于再热经蒸发器3降温除湿后的低温回风,增大热泵循环的过冷度以提升能效,第一冷凝器5-1中制冷剂过热蒸汽冷凝放热,将回风加热到更高温度,第二冷凝器5-2设置在第二回风通道中,其中制冷剂中间冷凝相变段加热回风,回风温度略低于第一回风通道。该连接方式下,第一回风通道的回风温度更高、湿度更低,第二回风通道的回风温度更低、湿度更高。
空气循环的第一、第二回风通道与烘房1-0的连接,可采取不同的方式调节烘房内温湿度场的分布,以匹配物料的干燥特性。实施中优选的,对湿度更敏感的物料,采用分段送风内部混合方式,第一回风通道中相对湿度更低的干燥热风与烘房下半部相连,第二回风通道中热风与烘房上半部相连(参见图2);对风速更敏感的物料,采用外部混合后送风方式,第一、第二回风通道回风混合后,一同由烘房底部送入(参见图3);对需要加速预热过程的物料,采用分段送风外部混合方式,第一回风通道和第二回风通道分别与烘房下半部和上半部相连,但排风在烘房外温度相近时再混合(参见图4)。
烘房内还设置有电动风阀1-1,通过调节风阀1-1的开闭,可实现第一、第二回风通道中回风的独立送风,同时允许调节二者的混合比例。
第一、第二回风通道配备有第一回风风机7-1、第二回风风机7-2,实施中优选的,采用变频风机,调节风道的阻力匹配关系,以实现不同回风通道的风量比例。结构允许条件下,也可在第一、第二回风通道中设置电动风门,通过调节风门开度改变风量比例。
热泵烘干系统中还包含预冷水盘管2-0,用于排除输入烘房的额外热量,维持室内热平衡。预冷水盘管2-0置于蒸发器3前,降低了回风的进风温度,减少蒸发器3回收的无效显热占比,提升除湿能效。实施中优选的,预冷水盘管2-0与冷却塔2-1相连散热,或与水箱相连产生低温热水。
本实施例中热泵烘干系统的工作流程为:
制冷剂循环中,蒸发器3的制冷剂通道流出低温低压的制冷剂气体进入压缩机4,在压缩机4中被压缩成高温高压的制冷剂气体,再依次流经第一冷凝器5-1、第二冷凝器5-2和过冷器5-3的制冷剂通道进行冷凝、过冷,变为低温高压的制冷剂液体。由过冷器5-3的制冷剂通道流出的低温高压的制冷剂液体经过节流元件6的节流作用后,进入蒸发器3的制冷剂通道中蒸发,从第一回风通道流经的空气中吸热,重新变为低温低压的制冷剂气体,完成制冷剂循环。
空气循环中,低温高湿的回风在循环风机7-0的驱动下从烘房1-0流出,分别流经并联的第一、第二回风通道,部分回风在第一回风通道中,经由预冷水盘管2-0的空气通道降温后,依次流经蒸发器3的空气通道降温至低于露点温度、使所含水蒸气冷凝实现除湿,流经过冷器5-3和第一冷凝器5-1的空气通道再热,成为高温干燥热风送入烘房1-0;部分回风在第二回风通道中,经由第二冷凝器5-2的空气通道再热,成为高温干燥热风进入烘房1-0。送入烘房1-0的干燥热风烘干物料后重新成为低温高湿的空气,完成空气循环。
实施例2
本实施例中的基本系统原理与实施例1一致,也可实现类似的多种烘房送风方式(外部混合后送风、分段送风内部混合、分段送风外部混合)。
参见图5,本实施例的主要区别在于多换热器采取了不同的排布及连接形式,实现不同温度和湿度的送风状态,适应物料烘干的需求。本实施例中,制冷剂循环中第一冷凝器5-1和第二冷凝器5-2采取并联形式,分别加热第一、第二回风通道的回风至相近温度,第一冷凝器5-1、第二冷凝器5-2出口的制冷剂经合流阀9混合后,再流经过冷器5-3过冷,再热蒸发器3后低温回风,增大热泵循环过冷度提升能效。该连接方式下,第一、第二回风通道的回风状态相近。
实施例3
本实施例中的基本系统原理与实施例1一致,也可实现类似的多种烘房送风方式(外部混合后送风、分段送风内部混合、分段送风外部混合)。
参见图6,本实施例的主要区别在于多换热器采取了不同的排布及连接形式,实现不同温度和湿度的送风状态,适应物料烘干的需求。本实施例中,制冷剂循环中改变了第一冷凝器5-1和第二冷凝器5-2的串联先后顺序,压缩机4排出的制冷剂先流经第二冷凝器5-2,过热蒸汽降温并冷凝放热,将第二回风通道的回风加热至最高温度,再流经第一冷凝器5-1继续冷凝及过冷,将第一回风通道的回风加热至略低于第二通道回风的温度。此时,过冷器5-3和第二冷凝器5-2合并为第二冷凝器5-2,简化系统结构。该连接方式下,第一回风通道的回风温度更低、湿度更低,第二回风通道的回风温度更高、湿度更高。
实施例4
本实施例中的基本系统原理与实施例1一致,也可实现类似的多种烘房送风方式(外部混合后送风、分段送风内部混合、分段送风外部混合)。
参见图7,本实施例的主要区别在于多换热器采取了不同的排布及连接形式,实现不同温度和湿度的送风状态,适应物料烘干的需求。本实施例中,制冷剂循环中第一冷凝器5-1和第二冷凝器5-2可合并为第一冷凝器5-1,并保留过冷器5-3。压缩机4排出的制冷剂在第一冷凝器5-1中降温并冷凝放热,将第一、第二回风通道的风温加热至相近温度,制冷剂从第一冷凝器5-1流出后在过冷器5-3中进一步过冷,用于再热蒸发器3后的低温回风,增大热泵循环过冷度提升能效。这种布置形式的主要优点在于系统结构紧凑、机组体积更小。
实施例5
本实施例的基本系统原理与实施例2类似。参见图8,本实施例中,制冷剂循环中第一冷凝器5-1和第二冷凝器5-2也采取并联形式,但不同于实施例2中第一、第二冷凝器出口制冷剂直接混合后通入过冷器5-3,本实施例中第二冷凝器5-2直接和过冷器5-3相连,过冷器5-3出口的制冷剂再和第一冷凝器5-1的制冷剂混合。该连接形式的益处在于,合流阀9处混合的两股制冷剂均为过冷状态,混合的能量损失较小。回风经过冷器5-3再热后温度仍较低(过冷热较小),仍可以将冷凝器5-1末端的制冷剂冷凝成过冷液体。该连接方式下,第一、第二回风通道的回风状态也相近。
实施例6
本实施例的基本系统原理与实施例2类似。参见图9,本实施例中,制冷剂循环中第一冷凝器5-1和第二冷凝器5-2也采取并联形式,但不同于实施例2中设置总过冷器5-3用于第一第二冷凝器出口制冷剂混合后的过冷,本实施例设置风道上并联的第一和第二过冷器5-3,并分别同第一第二冷凝器出口的制冷剂相连,各自过冷后再混合一同流经节流元件9节流。
与实施例5类似,本实施例的益处在于,合流阀9处混合的两股制冷剂均为过冷状态,混合的能量损失较小。与实施例5的主要区别在于,本实施例中用于过冷第一第二冷凝器的回风温度是相同的,二者的过冷度更加接近,能量损失更小。结构上比实施例5略复杂,要设置并联的过冷器5-3。
上述实施例中未完整展示制冷剂循环和风道的所有部件,实施过程中,在制冷剂回路设置高压储液器、气液分离器、油分离、过滤器、干燥器等常见制冷辅件,在烘箱的风道设置消声器,加湿器,加热器,杀菌装置等空气处理附件,选用不同的送风喷口和回风格栅,改变风机位置,或不脱离本发明技术方案的精神增加热交换器,风机和风阀等,均不能视为对本发明进行了实质性改进,应属于本发明保护范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,包括制冷剂循环和空气循环;
所述制冷剂循环包括顺序连接的蒸发器(3)的制冷剂通道、压缩机(4)、冷凝组件的制冷剂通道、节流元件(6),所述节流元件(6)与蒸发器(3)的制冷剂通道连接,构成循环;
所述空气循环包括并联的第一回风通道和第二回风通道;
所述第一回风通道包括顺序连接的烘房(1-0)、蒸发器(3)的空气通道、第一风机(7-1)、冷凝组件的空气通道,所述冷凝组件的空气通道与烘房(1-0)连接,构成循环;
所述第二回风通道包括顺序连接的烘房(1-0)、第二风机(7-2)、冷凝组件的空气通道,所述冷凝组件的空气通道与烘房(1-0)连接,构成循环;
所述第一回风通道和第二回风通道中,冷凝组件的空气通道分别与所述烘房(1-0)的特定高度位置连接,实现送风状态与物料干燥特性的匹配;
所述第一风机(7-1)与第二风机(7-2)分别连接于冷凝组件的空气通道的特定位置,以此在差异化送风状态时,实现热泵循环中制冷剂温度和回风温度的均匀匹配。
2.根据权利要求1所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述第一回风通道中,冷凝组件的空气通道与所述烘房(1-0)的底部连接;
所述第二回风通道中,冷凝组件的空气通道与所述烘房(1-0)的特定高度位置连接。
3.根据权利要求1所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述空气循环还包括循环风机(7-0),所述循环风机(7-0)的入口端与所述烘房(1-0)连接,所述循环风机(7-0)的出口端分别与所述第二风机(7-2)和蒸发器(3)的空气通道连接。
4.根据权利要求3所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述第一回风通道还包括预冷水盘管(2-0);
所述预冷水盘管(2-0)的一端与所述循环风机(7-0)的一个出口端连接,另一端与所述蒸发器(3)的空气通道连接。
5.根据权利要求3所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述冷凝组件包括第一冷凝器(5-1)、第二冷凝器(5-2);
所述第二冷凝器(5-2)的空气通道一端与所述第二风机(7-2)的出口端连接,另一端与所述烘房(1-0)的特定高度位置连接;
所述第一冷凝器(5-1)的空气通道一端与所述第一风机(7-1)的出口端连接,另一端与所述烘房(1-0)的底部连接;
所述第一冷凝器(5-1)、第二冷凝器(5-2)的制冷剂通道根据两股制冷剂流体的温差设计选为并联结构或串联结构。
6.根据权利要求5所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述冷凝组件还包括过冷器(5-3),所述过冷器(5-3)的制冷剂通道连接于冷凝组件的制冷剂通道和蒸发器(3)的制冷剂通道之间;
所述过冷器(5-3)的空气通道连接于蒸发器(3)的空气通道与第一风机(7-1)之间;
所述过冷器(5-3)为一体式结构或分体式结构;
当所述过冷器(5-3)为分体式结构时,两部分过冷器(5-3)的制冷剂通道分别连接于第一冷凝器(5-1)、第二冷凝器(5-2)的制冷剂通道出口端,使得两股制冷剂流体均达到过冷状态。
7.根据权利要求5所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述烘房(1-0)为分体式结构,以此分别与第一冷凝器(5-1)的空气通道和第二冷凝器(5-2)的空气通道连接。
8.根据权利要求1所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统,其特征在于,所述第一风机(7-1)与第二风机(7-2)均为变频风机,以此配合调节风道的阻力匹配关系,实现不同回风通道的风量比例调节。
9.一种权利要求1中温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统的控制方法,其特征在于,通过第一回风通道将部分回风流经蒸发器(3)和冷凝组件的特定区段进行降温除湿,以此匹配热泵机组中蒸发器最优迎面风速;
通过第二回风通道将部分回风流经第二冷凝器直接再热后也送回烘房(1-0),匹配物料的最优烘干风速;
通过调节第一回风通道和第二回风通道的阻力匹配关系,实现不同回风通道的风量比例调节。
10.根据权利要求9所述的一种温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统的控制方法,其特征在于,对湿度更敏感的物料,采用分段送风内部混合方式,将第一回风通道中相对湿度更低的干燥热风与烘房(1-0)下半部相连,第二回风通道中热风与烘房(1-0)上半部相连;
对风速更敏感的物料,采用外部混合后送风方式,将第一回风通道和第二回风通道回风混合后,一同由烘房(1-0)底部送入;
对需要加速预热过程的物料,采用分段送风外部混合方式,将第一回风通道和第二回风通道分别与烘房(1-0)下半部和上半部相连,但排风在烘房外温度相近时再混合。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110086667.8A CN112857018A (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110086667.8A CN112857018A (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112857018A true CN112857018A (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=76007817
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110086667.8A Pending CN112857018A (zh) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | 温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112857018A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115523741A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-12-27 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 热泵烘干机的控制方法、装置和热泵烘干机 |
WO2023228353A1 (ja) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02110929A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-24 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | ベーパ乾燥装置 |
CN2218352Y (zh) * | 1995-04-05 | 1996-01-24 | 方骊山 | 烘干机 |
CN205311022U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-06-15 | 云南新兴仁恒包装材料有限公司 | 铝箔纸复合机多级节能烘箱 |
CN105890070A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-24 | 江苏慧居建筑科技有限公司 | 多冷凝器及双回风旁通的除湿新风机组及空气调节方法 |
WO2017034132A1 (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 주식회사 티이애플리케이션 | 복합 건조 시스템 |
CN109405525A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-01 | 江苏天舒电器有限公司 | 一种自调式除湿烘干热泵系统 |
CN112050618A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-12-08 | 同济大学 | 三效热回收型混风式热泵烘干系统及其应用 |
-
2021
- 2021-01-22 CN CN202110086667.8A patent/CN112857018A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02110929A (ja) * | 1988-10-20 | 1990-04-24 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | ベーパ乾燥装置 |
CN2218352Y (zh) * | 1995-04-05 | 1996-01-24 | 方骊山 | 烘干机 |
WO2017034132A1 (ko) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | 주식회사 티이애플리케이션 | 복합 건조 시스템 |
CN205311022U (zh) * | 2016-01-12 | 2016-06-15 | 云南新兴仁恒包装材料有限公司 | 铝箔纸复合机多级节能烘箱 |
CN105890070A (zh) * | 2016-06-01 | 2016-08-24 | 江苏慧居建筑科技有限公司 | 多冷凝器及双回风旁通的除湿新风机组及空气调节方法 |
CN105890070B (zh) * | 2016-06-01 | 2018-09-28 | 江苏慧居建筑科技有限公司 | 多冷凝器及双回风旁通的除湿新风机组及空气调节方法 |
CN109405525A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-03-01 | 江苏天舒电器有限公司 | 一种自调式除湿烘干热泵系统 |
CN112050618A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-12-08 | 同济大学 | 三效热回收型混风式热泵烘干系统及其应用 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023228353A1 (ja) * | 2022-05-26 | 2023-11-30 | 三菱電機株式会社 | 空気調和装置 |
CN115523741A (zh) * | 2022-08-09 | 2022-12-27 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 热泵烘干机的控制方法、装置和热泵烘干机 |
CN115523741B (zh) * | 2022-08-09 | 2023-12-19 | 青岛海尔空调器有限总公司 | 热泵烘干机的控制方法、装置和热泵烘干机 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109539762B (zh) | 一种复合开闭式循环热泵干燥系统 | |
CN112503680B (zh) | 一种多级热泵热回收的全工况高效新风机 | |
CN205048940U (zh) | 烘干除湿机组 | |
CN204665596U (zh) | 直膨式热回收空气处理装置 | |
CN112413738B (zh) | 一种新风空调系统及其热回收方法 | |
CN102589273A (zh) | 一种热泵干燥装置 | |
CN112857018A (zh) | 温/湿度场协同的多换热器热泵烘干系统及其控制方法 | |
CN112050618B (zh) | 三效热回收型混风式热泵烘干系统及其应用 | |
CN105627470B (zh) | 一种基于过冷再热的空调机组 | |
CN202511591U (zh) | 一种热泵干燥装置 | |
CN107514830A (zh) | 一种单多级压缩自动转换多功能热泵系统 | |
CN109442752B (zh) | 一种复叠式热风系统 | |
CN107747806A (zh) | 空调系统 | |
CN107940636A (zh) | 空调系统 | |
CN107975869A (zh) | 空调系统 | |
CN214581894U (zh) | 温度调节系统和温度调节装置 | |
CN207471689U (zh) | 空调系统 | |
CN109237926A (zh) | 一种除湿烘干用热泵系统 | |
CN113446764A (zh) | 一种用于严寒地区植物舱的温湿度独立控制系统 | |
CN210486442U (zh) | 一种变负荷除湿热泵烘干系统 | |
CN106172735A (zh) | 一种开闭式循环多级热泵干燥设备 | |
CN107120741A (zh) | 散热装置和空调器 | |
CN111795552A (zh) | 一种两级压缩热泵干燥系统 | |
CN207584898U (zh) | 空调系统 | |
CN207471736U (zh) | 空调系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210528 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |