CN113494846A - 一种直热式烘干设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及烘干技术领域,公开一种直热式烘干设备。直热式烘干设备包括机壳、热回收换热器和热泵机组,回风进口和送风口分别与待烘干箱连通,热泵机组设置于机壳内,热泵机组包括通过冷媒管道连通的冷凝器、蒸发器和压缩机,热回收换热器设置于机壳内,热回收换热器内设置有互相换热的吸热通道和给热通道,新风进口与吸热通道的进口连通,吸热通道的出口与送风口连通,冷凝器设置于送风口处,回风进口与给热通道的进口连通,给热通道的出口分别与排风口和吸热通道的进口连通,蒸发器设置于给热通道的出口处,蒸发器和吸热通道通过通断风阀连通。该直热式烘干设备具备多种运行模式,能够适应环境变化,实现热量回收,能效较高。
Description
技术领域
本发明涉及烘干技术领域,尤其涉及一种直热式烘干设备。
背景技术
现有热泵烘干装置一般结构固定,只能运行于一种循环模式,但室外环境条件全年变化,固定的循环流程难以适应环境变化,无法充分发挥热泵的节能潜力。例如最常规的直热式烘干机组大部分采用的是全新风系统,新风经过冷凝器升温,然后通过待烘干物料,物料吸热,水分蒸发,新风变成高湿气体,最后直接外排。上述烘干方式存在较大的弊端,直接外排的潮湿空气含有较多的热量,直接的排放导致了能量的浪费,而且这种方式造成了直热式烘干机组的局限性,在低环温情况下,制热量不足,烘干效率低下。
发明内容
基于以上所述,本发明的目的在于提供一种直热式烘干设备,具备多种运行模式,能够适应环境变化,实现热量回收,能效较高。
为达上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种直热式烘干设备,包括:
机壳,所述机壳上设置有新风进口、回风进口、排风口和送风口,所述回风进口和所述送风口分别与待烘干箱连通,所述新风进口处设置有新风风阀,所述排风口设置有排风风阀;
热泵机组,设置于所述机壳内,所述热泵机组包括通过冷媒管道连通的冷凝器、蒸发器和压缩机;
热回收换热器,设置于所述机壳内,所述热回收换热器内设置有互相换热的吸热通道和给热通道,所述新风进口与所述吸热通道的进口连通,所述吸热通道的出口与所述送风口连通,所述冷凝器设置于所述送风口处,所述回风进口与所述给热通道的进口连通,所述给热通道的出口分别与所述排风口和所述吸热通道的进口连通,所述蒸发器设置于所述给热通道的出口处,所述蒸发器和所述吸热通道通过通断风阀连通;
当开启所述新风风阀和所述排风风阀,关闭所述通断风阀时,回风和新风分别进入所述热回收换热器的给热通道和吸热通道中进行换热,换热后的所述回风经过所述蒸发器散热后排出,换热后的所述新风经过所述冷凝器升温后进入所述烘干箱;
当开启所述通断风阀,关闭所述新风风阀和所述排风风阀时,回风依次流经所述热回收换热器的给热通道、所述蒸发器和所述热回收换热器的吸热通道,然后经过所述冷凝器升温后进入所述烘干箱;
当开启所述新风风阀、所述排风风阀和所述通断风阀时,回风和新风分别进入所述热回收换热器的给热通道和吸热通道中进行换热,换热后的所述回风经过所述蒸发器散热后部分排出,另一部分进入所述热回收换热器的吸热通道,与所述新风一起吸热后经过所述冷凝器升温,并进入所述烘干箱。作为一种直热式烘干设备的优选方案,还包括:
控制器,所述新风风阀、所述排风风阀和所述通断风阀均与所述控制器连接。
作为一种直热式烘干设备的优选方案,还包括:
温度传感器,设置于所述送风口处,并与所述控制器连接,所述控制器内设有温度阈值,所述温度传感器传输的温度信号高于所述温度阈值时,所述控制器控制所述新风风阀和所述排风风阀开启,同时所述通断风阀关闭,反之,所述控制器控制所述通断风阀开启,同时所述新风风阀和所述排风风阀关闭。
作为一种直热式烘干设备的优选方案,还包括:
排风机,设置于所述排风口和所述蒸发器之间。
本发明的有益效果为:
本发明提供一种直热式烘干设备,机壳内的压缩机、冷凝器和蒸发器通过冷媒管道连通,从热回收换热器的吸热通道的出口出来的风经过冷凝器加热后,并通过机壳的送风口进入待烘干箱中对物料进行烘干,从待烘干箱排出的高湿回风通过机壳上的回风进口进入机壳内,根据实际需求选择性地开启新风风阀、排风风阀或通断风阀。当只开启新风风阀和排风风阀时,切换为第一种模式,高温高湿回风进入热回收换热器的给热通道中,新风进入热回收换热器的吸热通道中,新风吸收回风中的热量升温,然后经过冷凝器再次升温后进入待烘干箱中烘干物料,在此过程中,回风中的热量经过一次热量回收,给热后的回风经过蒸发器冷凝放热,蒸发器中的冷媒吸收回风中的剩余热量,经过二次热量回收的回风最后通过排风口排出,第一种模式下实现了回风的二级热量回收利用,同时保证了送风口的送风温度;当只开启通断风阀时,切换为第二种模式,回风经过热回收换热器的给热通道,经过蒸发器冷凝放热,温度降低,然后通过通断风阀进入热回收换热的吸热通道中,并吸收给热通道中的回风的热量升温,最后经过冷凝器升温后进入待烘干箱中烘干物料,在此过程中,回风进入给热通道中预冷,使得回风露点降低,再经过蒸发器冷凝放热实现除湿,同时实现了回风的二级热量回收;当同时开启新风风阀、排风风阀和通断风阀,切换为第三种模式,回风经过热回收换热器的给热通道,经过蒸发器冷凝放热,温度降低,然后部分通过排风风阀排出,另一部分通过通断风阀并与通过新风风阀进入的新风一起进入热回收换热器的吸热通道中,吸收给热通道中的回风的热量升温,最后经过冷凝器升温后进入待烘干箱中烘干物料,并能够根据从新风进口进入的新风量和排风口排出的排风量调节新风和回风的流量比。在上述结构下,该直热式烘干设备能够实现三种模式的切换,能够根据需求合理地对回风进行除湿和热量回收,提高该烘干设备的能力能效,使之在任意环境温度下稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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,还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的直热式烘干设备在第一种模式下的原理图;
图2是本发明实施例提供的直热式烘干设备在第二种模式下的原理图;
图3是本发明实施例提供的直热式烘干设备在第三种模式下的原理图。
图中:
1、机壳;2、待烘干箱;
3、热泵机组;31、冷凝器;32、蒸发器;33、压缩机;34、气液分离器;35、节流装置;
4、热回收换热器;5、通断风阀;6、新风风阀;7、排风风阀;8、排风机;9、冷凝风机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
如图1至图3所示,本实施例提供一种直热式烘干设备,该直热式烘干设备与待烘干箱2连通,用于向待烘干箱2内输入烘干风以对物料进行烘干。该直热式烘干设备包括机壳1和热回收换热器4,机壳1上设置有新风进口、回风进口、排风口和送风口,回风进口和送风口分别与待烘干箱2连通,新风进口处设置有新风风阀6,排风口处设置有排风风阀7;热回收换热器4设置于机壳1内,热回收换热器4内设置有互相换热的吸热通道和给热通道,新风进口与吸热通道的进口连通,回风进口与给热通道的进口连通,吸热通道的出口与送风口连通,且送风口处设置有冷凝器31,给热通道的出口分别与排风口和吸热通道的进口连通,且给热通道的出口处设置有蒸发器32,蒸发器32和吸热通道之间设置有通断风阀5。机壳1内还设置有压缩机33,压缩机33、冷凝器31和蒸发器32通过冷媒管道连通形成热泵机组3。
优选地,新风风阀6、排风风阀7和通断风阀5均为电动风阀,且均与控制器连接,控制器控制新风风阀6、排风风阀7和通断风阀5的启停以及开度,从而控制该直热式烘干设备的运行模式和回风热量回收量。在本实施例中,控制器可以是集中式或分布式的控制器,比如,控制器可以是一个单独的单片机,也可以是分布的多块单片机构成,单片机中可以运行控制程序,进而控制新风风阀6、排风风阀7和通断风阀5的启停以及开度。
本实施例提供的直热式烘干设备能够根据实际需求选择性地开启或关闭新风风阀6、排风风阀7或通断风阀5,以及选择新风风阀6、排风风阀7或通断风阀5的开度。如图1所示,当只开启新风风阀6和排风风阀7时,切换为第一种模式,高温高湿回风进入热回收换热器4的给热通道中,新风进入热回收换热器4的吸热通道中,新风吸收回风中的热量升温,然后经过冷凝器31再次升温后进入待烘干箱2中烘干物料,在此过程中,回风中的热量经过一次热量回收,给热后的回风经过蒸发器32冷凝放热,蒸发器32中的冷媒吸收回风中的剩余热量,经过二次热量回收的回风最后通过排风口排出,第一种模式下实现了回风的二级热量回收利用,同时保证了送风口的送风温度。如图2所示,当只开启通断风阀5时,切换为第二种模式,回风经过热回收换热器4的给热通道,经过蒸发器32冷凝放热,温度降低,然后通过通断风阀5进入热回收换热器4的吸热通道中,并吸收给热通道中的回风的热量升温,最后经过冷凝器31升温后进入待烘干箱2中烘干物料,在此过程中,回风进入给热通道中预冷,使得回风露点降低,再经过蒸发器32冷凝放热实现除湿,同时实现了回风的二级热量回收。如图3所示,当同时开启新风风阀6、排风风阀7和通断风阀5时,切换为第三种模式,回风经过热回收换热器4的给热通道,经过蒸发器32冷凝放热,温度降低,然后部分通过排风风阀7排出,另一部分通过通断风阀5并与通过新风风阀6进入的新风一起进入热回收换热器4的吸热通道中,吸收给热通道中的回风的热量升温,最后经过冷凝器31升温后进入待烘干箱2中烘干物料,通过控制排风风阀7的开度和新风风阀6的开度控制新风和回风进入吸热通道的量。在上述结构下,该直热式烘干设备能够实现三种模式的切换,能够根据需求合理地对回风进行除湿和热量回收,提高该烘干设备的能力能效,使之在任意环境温度下稳定运行。
优选地,回风口与待烘干箱2的顶部连通,便于回收待烘干箱2内的高湿回风。
优选地,热回收换热器4为显热换热器,使得给热通道和吸热通道中的风只交换热量,不交换湿度,避免进入待烘干箱2内烘干风湿度较大,影响烘干效果,同时避免影响回风的除湿效果和热量回收。
优选地,在新风进口处和回风进口处均设置有过滤器。
具体地,在蒸发器32和压缩机33之间的冷媒管道中设置有气液分离器34,避免液态冷媒进行压缩机33的各活动界面中造成破坏,保证压缩机33的安全运行;在冷凝器31和蒸发器32之间的冷媒管道中设置有节流装置35,示例性地,节流装置35可以是电子膨胀阀或热力膨胀阀。更具体地,在蒸发器32和排风口之间设置有排风机8,排风机8将混合模式下的经过蒸发器32二次热量回收的回风从排风口排出;在冷凝器31和送风口之间设置有冷凝风机9,冷凝风机9将经过冷凝器31加热升温的烘干风送入待烘干箱2中。冷媒经过压缩机33压缩增压升温,然后进入冷凝器31中,对从热回收换热器4的吸热通道出来的风进行加热,加热后的风被冷凝风机9送入待烘干箱2中,冷媒冷凝降温后通过节流装置35控制流量进入蒸发器32中吸热蒸发升温,最后经过气液分离后进入压缩机33中进行压缩增压升温进行下一次循环。
优选地,蒸发器32下方设置有接水盘,从热回收换热器4的吸热通道出来的风经过蒸发器32,与蒸发器32中的冷媒进行换热,并部分形成冷凝水,凝结的冷凝水收集在接水盘中。更为优选地,接水盘通过管道与外部环境连通,接水盘中的冷凝水通过管道排出。
为了实现该直热式烘干设备能够根据环境温度自动切换运行模式,在送风口处还设置有温度传感器,温度传感器与控制器连接,控制器能够接收温度传感器传输的温度信号,并根据温度信号控制新风风阀6、排风风阀7和通断风阀5的启停以及开度。示例性地,控制器内设温度阈值,当控制器接收到温度传感器传输的温度信号时,将温度信号与温度阈值进行比较,若温度传感器传输的温度信号高于温度阈值时,控制器控制新风风阀6和排风风阀7开启,同时通断风阀5关闭,即该直热式烘干设备切换为第一种模式;反之,控制器控制通断风阀5开启,同时新风风阀6和排风风阀7关闭,即该直热式烘干设备切换为第二种模式。当然,在其它实施例中,控制器内可以设置有多个温度阈值,根据温度信号位于的温度范围,控制该直热式烘干设备在三种模式中切换。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (4)
1.一种直热式烘干设备,其特征在于,包括:
机壳(1),所述机壳(1)上设置有新风进口、回风进口、排风口和送风口,所述回风进口和所述送风口分别与待烘干箱(2)连通,所述新风进口处设置有新风风阀(6),所述排风口设置有排风风阀(7);
热泵机组(3),设置于所述机壳内,所述热泵机组(3)包括通过冷媒管道连通的冷凝器(31)、蒸发器(32)和压缩机(33);
热回收换热器(4),设置于所述机壳(1)内,所述热回收换热器(4)内设置有互相换热的吸热通道和给热通道,所述新风进口与所述吸热通道的进口连通,所述吸热通道的出口与所述送风口连通,所述冷凝器(31)设置于所述送风口处,所述回风进口与所述给热通道的进口连通,所述给热通道的出口分别与所述排风口和所述吸热通道的进口连通,所述蒸发器(32)设置于所述给热通道的出口处,所述蒸发器(32)和所述吸热通道通过通断风阀(5)连通;
当开启所述新风风阀(6)和所述排风风阀(7),关闭所述通断风阀(5)时,回风和新风分别进入所述热回收换热器(4)的给热通道和吸热通道中进行换热,换热后的所述回风经过所述蒸发器(32)散热后排出,换热后的所述新风经过所述冷凝器(31)升温后进入所述烘干箱(2);
当开启所述通断风阀(5),关闭所述新风风阀(6)和所述排风风阀(7)时,回风依次流经所述热回收换热器(4)的给热通道、所述蒸发器(32)和所述热回收换热器(4)的吸热通道,然后经过所述冷凝器(31)升温后进入所述烘干箱(2);
当开启所述新风风阀(6)、所述排风风阀(7)和所述通断风阀(5)时,回风和新风分别进入所述热回收换热器(4)的给热通道和吸热通道中进行换热,换热后的所述回风经过所述蒸发器(32)散热后部分排出,另一部分进入所述热回收换热器(4)的吸热通道,与所述新风一起吸热后经过所述冷凝器(31)升温,并进入所述烘干箱(2)。
2.根据权利要求1所述的直热式烘干设备,其特征在于,还包括:
控制器,所述新风风阀(6)、所述排风风阀(7)和所述通断风阀(5)均与所述控制器连接。
3.根据权利要求2所述的直热式烘干设备,其特征在于,还包括:
温度传感器,设置于所述送风口处,并与所述控制器连接,所述控制器内设有温度阈值,所述温度传感器传输的温度信号高于所述温度阈值时,所述控制器控制所述新风风阀(6)和所述排风风阀(7)开启,同时所述通断风阀(5)关闭,反之,所述控制器控制所述通断风阀(5)开启,同时所述新风风阀(6)和所述排风风阀(7)关闭。
4.根据权利要求1所述的直热式烘干设备,其特征在于,还包括:
排风机(8),设置于所述排风口和所述蒸发器(32)之间。
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