CN114061277A - 一种双环式光热空气能耦合烘干机 - Google Patents

一种双环式光热空气能耦合烘干机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及烘干机技术领域，具体公开了一种双环式光热空气能耦合烘干机，包括闭环烘干系统、开环烘干系统、空气能热泵系统和太阳能光热系统；所述闭环烘干系统包括闭环烘干室和控热室，所述闭环烘干室的上端设置有第一风道，闭环烘干室的侧壁设置有与第一风道相连通的第一风口；所述开环烘干系统包括开环烘干室和空气换热器，开环烘干室的上端设置有第二风道，开环烘干室的侧壁设置有与第二风道相连通的第二风口；本发明提供的一种双环式光热空气能耦合烘干机，将开环式烘干中排出的热量回收至闭环式烘干中使用，具有节约能源和降低损耗的优点，同时能够根据不同被烘干物品对最佳烘干脱水温度的要求，灵活选择对应的烘干模式，满足不同烘干需求。

Description

一种双环式光热空气能耦合烘干机
技术领域
本发明涉及烘干机技术领域，尤其公开了一种双环式光热空气能耦合烘干机。
背景技术
在热泵烘干机分类中普遍存在开环热泵烘干和闭环热泵烘干两种烘干模式，在实际应用中发现，两种烘干模式均存在有不足之处。
开环热泵烘干通过排湿风扇直接将烘干房内的湿热空气排出至烘干房外，然后补充自然的新鲜空气，不断增补新风而大量热会随排湿风而被带走，造成热量的浪费。
闭环热泵烘干是将待烘干物料密闭在隔热不透风的烘干房内，通过闭式风循环将水蒸气在蒸发器上冷凝排出烘干房，达到除湿干燥的目的，然后再经过冷凝器将循环风加热成热风再次循环。闭环热泵烘干不排出水蒸气和热风，只排出冷凝水，虽然不损失热量，但闭环式设计中循环风必须经过蒸发器制冷降温中，水分被排走再经过冷凝器制热升温，该过程必须消耗大量热量。
如发明名称为一种高效热回收开式热泵烘干系统和一种闭式热泵烘干系统中的除湿回热器及其除湿回热方法的专利文献，，仅提供单一的开环热泵烘干或闭环热泵烘干模式，无法满足不同被烘干物品的烘干需求。
发明内容
针对上述烘干热量浪费、耗能大以及烘干模式单一的问题，本发明提供了一种双环式光热空气能耦合烘干机，将开环式烘干中排出的热量回收至闭环式烘干中使用，具有节约能源和降低损耗的优点，同时能够根据不同被烘干物品对最佳烘干脱水温度的要求，灵活选择对应的烘干模式，满足不同烘干需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供的具体方案如下：
一种双环式光热空气能耦合烘干机，包括闭环烘干系统、开环烘干系统、空气能热泵系统和太阳能光热系统；
所述闭环烘干系统包括闭环烘干室和控热室，所述闭环烘干室的上端设置有第一风道，闭环烘干室的侧壁设置有与第一风道相连通的第一风口；
所述开环烘干系统包括开环烘干室和空气换热器，所述开环烘干室的上端设置有第二风道，开环烘干室的侧壁设置有与第二风道相连通的第二风口，所述第二风道中设置有回热螺旋式集热管，所述回热螺旋式集热管连接有循环泵，所述循环泵连接有回热换热器，所述回热换热器的另一端连接回热螺旋式集热管，所述回热换热器和空气换热器均位于控热室内；
所述控热室的侧壁设置有第三风口，所述第三风口与空气换热器之间、空气换热器与太阳能光热系统之间均设置有排风管；
所述空气能热泵系统位于控热室内，空气能热泵系统包括依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀，所述节流阀的另一端连接蒸发器；
所述太阳能光热系统包括太阳能空气集热器和与太阳能空气集热器连接的送风管，所述开环烘干室的侧壁还设置有第四风口，所述送风管的另一端连接第四风口。
可选的，所述闭环烘干室包括闭环稳压房和闭环烘干房，所述闭环稳压房位于控热室与闭环烘干房之间；
所述闭环稳压房与控热室之间、闭环稳压房与闭环烘干房之间均设置有循环风机，通过循环风机对控热室与闭环稳压房之间、闭环稳压房与闭环烘干房之间的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提高烘干效率。
可选的，所述开环烘干室包括开环稳压房和开环烘干房，所述开环稳压房与开环烘干房之间设置有循环风机，通过循环风机对开环稳压房与开环烘干房之间的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提高烘干效率。
可选的，所述开环稳压房内设置有电加热管，当光热不充足时，可以开启电加热管，增补部分热量用于开环热泵烘干中，提高烘干效率。
可选的，所述闭环烘干室和开环烘干室内均设置有烘干层架，便于对待烘干物料进行放置。
可选的，所述第三风口处设置有进风过滤器，对进入控热室内的新风进行过滤，确保不影响正常的烘干作业。
可选的，所述第一风口设置有循环风机，通过循环风机对该处的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提供烘干效率。
可选的，所述第二风口设置有循环风机，通过循环风机对该处的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提供烘干效率。
可选的，所述第四风口设置有循环风机，通过循环风机对该处的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提供烘干效率。
可选的，所述蒸发器的下端设置有排水管，将析出的水分通过排水管排出闭环烘干室外，避免影响正常的烘干作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供的一种双环式光热空气能耦合烘干机，将开环式烘干中排出的热量回收至闭环式烘干中使用，具有节约能源和降低损耗的优点，同时能够根据不同被烘干物品对最佳烘干脱水温度的要求，灵活选择对应的烘干模式，满足不同烘干需求，具备更多的烘干多样性与适配性。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的一种双环式光热空气能耦合烘干机的结构示意图。
其中，1为闭环烘干系统；11为闭环烘干室；111为闭环稳压房；112为闭环烘干房；12为控热室；13为第一风道；2为开环烘干系统；21为开环烘干室；211为开环稳压房；212为开环烘干房；22为空气换热器；23为第二风道；24为回热螺旋式集热管；25为循环泵；26为回热换热器；3为空气能热泵系统；31为蒸发器；32为冷凝器；33为压缩机；34为节流阀；4为太阳能光热系统；41为太阳能空气集热器；42为送风管；5为排风管；6为电加热管；7为排水管。
具体实施方式
为了详细说明本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
例如，一种双环式光热空气能耦合烘干机，包括闭环烘干系统、开环烘干系统、空气能热泵系统和太阳能光热系统；闭环烘干系统包括闭环烘干室和控热室，闭环烘干室的上端设置有第一风道，闭环烘干室的侧壁设置有与第一风道相连通的第一风口；开环烘干系统包括开环烘干室和空气换热器，开环烘干室的上端设置有第二风道，开环烘干室的侧壁设置有与第二风道相连通的第二风口，第二风道中设置有回热螺旋式集热管，回热螺旋式集热管连接有循环泵，循环泵连接有回热换热器，回热换热器的另一端连接回热螺旋式集热管，回热换热器和空气换热器均位于控热室内；控热室的侧壁设置有第三风口，第三风口与空气换热器之间、空气换热器与太阳能光热系统之间均设置有排风管；空气能热泵系统位于控热室内，空气能热泵系统包括依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀，所述节流阀的另一端连接蒸发器；太阳能光热系统包括太阳能空气集热器和与太阳能空气集热器连接的送风管，开环烘干室的侧壁还设置有第四风口，送风管的另一端连接第四风口。
本实施例提供的一种双环式光热空气能耦合烘干机，将开环式烘干中排出的热量回收至闭环式烘干中使用，具有节约能源和降低损耗的优点，同时能够根据不同被烘干物品对最佳烘干脱水温度的要求，灵活选择对应的烘干模式，满足不同烘干需求。
如图1所示，一种双环式光热空气能耦合烘干机，包括闭环烘干系统1、开环烘干系统2、空气能热泵系统3和太阳能光热系统4，太阳能光热系统主要用于为开环烘干系统提供烘干所需热量，空气能热泵系统主要用于为闭环烘干系统提供烘干所需热量。
闭环烘干系统1包括闭环烘干室11和控热室12，闭环烘干室用于待烘干物料的放置，控热室用于对闭环烘干室烘干过程中所需热量进行控制。闭环烘干室11的上端设置有第一风道13，闭环烘干室的侧壁设置有与第一风道相连通的第一风口。在闭环烘干室作业过程中，空气流向为控热室——闭环烘干室——第一风道——第一风口——控热室。
开环烘干系统2包括开环烘干室21和空气换热器22，开环烘干室的上端设置有第二风道23，开环烘干室的侧壁设置有与第二风道相连通的第二风口，第二风道中设置有回热螺旋式集热管24，回热螺旋式集热管24连接有循环泵25，循环泵25连接有回热换热器26，回热换热器26的另一端连接回热螺旋式集热管24，回热换热器和空气换热器均位于控热室内。
控热室12的侧壁设置有第三风口，第三风口与空气换热器22之间、空气换热器22与太阳能光热系统4之间均设置有排风管5。外界新风通过第三风口——排风管——空气换热器——排风管——太阳能光热系统。
空气换热器位于控热室内，在闭环烘干系统工作时，控热室内的热湿空气经过空气换热器，被吸收部分的热量用于为开环烘干系统所入新风进行预热。
空气能热泵系统3位于控热室12内，空气能热泵系统3包括依次连接的蒸发器31、冷凝器32、压缩机33和节流阀34，节流阀34的另一端连接蒸发器31。
太阳能光热系统4包括太阳能空气集热器41和与太阳能空气集热器连接的送风管42，开环烘干室的侧壁还设置有第四风口，送风管42的另一端连接第四风口。
闭环烘干系统的具体作业过程为，将待烘干物料放置于闭环烘干室内，闭环烘干室内的热湿空气通过第一风道、第一风口，进入到控热室内，热湿空气首先经过空气换热器，被吸收部分的热量用于为开环烘干系统所入新风进行预热，空气温度有所下降，接着经过蒸发器，蒸发器吸收暖湿空气的深度潜热，使其温度迅速降低到20℃以下，并使其冷凝析出水分，达到降温除湿的效果，此时空气再经过回热换热器，回热换热器管路中的冷媒的热量来自于开环烘干室中回热螺旋式集热管吸收的空气的热量，空气再次被加热，温度进一步升高，最后空气经过冷凝器，温度得到大幅度升高，达到烘干温度标准的干燥热空气进入闭环烘干室内，用以烘干物料。
开环烘干系统的具体作业过程为，将待烘干物料放置于开环烘干室内，外界新风通过控热室侧壁上的第三风口、排风管，再到空气换热器进行热交换，以达到对新风预加热的效果。经过预加热的新风进入太阳能空气集热器进行再加热，被加热的空气通过送风管、第四风口，进入到开环烘干室内进行烘干，烘干后的热湿空气经过回热螺旋式集热管，热量被充分吸收，再排往室外。
在一些实施例中，闭环烘干室11包括闭环稳压房111和闭环烘干房112，闭环稳压房位于控热室与闭环烘干房之间；闭环稳压房与控热室之间、闭环稳压房与闭环烘干房之间均设置有循环风机。
经过控热室的空气，通过循环风机进入到闭环稳压房内，通过闭环稳压房稳压后，再进入到闭环烘干房内，以确保烘干质量，通过循环风机对控热室与闭环稳压房之间、闭环稳压房与闭环烘干房之间的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提高烘干效率。
在一些实施例中，开环烘干室21包括开环稳压房211和开环烘干房212，开环稳压房与开环烘干房之间设置有循环风机。
被加热的空气通过送风管、第四风口，进入到开环稳压房内，由开环稳压房进行稳压后，再进入到开环烘干房内进行烘干，以确保烘干质量，通过循环风机对开环稳压房与开环烘干房之间的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提高烘干效率。
在一些实施例中，开环稳压房211内设置有电加热管6，当光热不充足时，可以开启电加热管，增补部分热量用于开环烘干中，提高烘干效率。
其中，在闭环烘干室和开环烘干室内均设置有烘干层架，便于对待烘干物料进行放置。
在一些实施例中，第三风口处设置有进风过滤器，对进入控热室内的新风进行过滤，确保不影响正常的烘干作业。
在第一风口、第二风口和第四风口处均设置有循环风机，通过循环风机对该处的风速进行控制以及保证吹出气流的均匀性良好，有效提供烘干效率。
在蒸发器31的下端设置有排水管7，将析出的水分通过排水管排出闭环烘干室外，避免影响正常的烘干作业。
该一种双环式光热空气能耦合烘干机能够根据外部环境的不同或是烘干要求的不同，调整三种烘干搭配模式，当光照充足时采用开环烘干系统与闭环烘干系统同时开启，有效利用太阳能空气集热器与空气能热泵系统相搭配；当光照不充足时，开启开环烘干系统，结合电加热管与闭环烘干系统，在开环稳压房中开启电加热管加以辅热工作；在夜晚时，只开启闭环烘干系统。
本发明提供的一种双环式光热空气能耦合烘干机，将开环式烘干中排出的热量回收至闭环式烘干中使用，具有节约能源和降低损耗的优点，同时能够根据不同被烘干物品对最佳烘干脱水温度的要求，灵活选择对应的烘干模式，满足不同烘干需求，具备更多的烘干多样性与适配性。
可以理解的，上述实施例中各个部件之间的不同实施方式可以进行组合实施，实施例仅仅只是为了说明特定结构的可实施方式，并不是作为方案实施的限定。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，包括闭环烘干系统(1)、开环烘干系统(2)、空气能热泵系统(3)和太阳能光热系统(4)；
所述闭环烘干系统(1)包括闭环烘干室(11)和控热室(12)，所述闭环烘干室(11)的上端设置有第一风道(13)，闭环烘干室(11)的侧壁设置有与第一风道(13)相连通的第一风口；
所述开环烘干系统(2)包括开环烘干室(21)和空气换热器(22)，所述开环烘干室(21)的上端设置有第二风道(23)，开环烘干室(21)的侧壁设置有与第二风道(23)相连通的第二风口，所述第二风道(23)中设置有回热螺旋式集热管(24)，所述回热螺旋式集热管(24)连接有循环泵(25)，所述循环泵(25)连接有回热换热器(26)，所述回热换热器(26)的另一端连接回热螺旋式集热管(24)，所述回热换热器(26)和空气换热器(22)均位于控热室(12)内；
所述控热室(12)的侧壁设置有第三风口，所述第三风口与空气换热器(22)之间、空气换热器(22)与太阳能光热系统(4)之间均设置有排风管(5)；
所述空气能热泵系统(3)位于控热室(12)内，空气能热泵系统(3)包括依次连接的蒸发器(31)、冷凝器(32)、压缩机(33)和节流阀(34)，所述节流阀(34)的另一端连接蒸发器(31)；
所述太阳能光热系统(4)包括太阳能空气集热器(41)和与太阳能空气集热器(41)连接的送风管(42)，所述开环烘干室(21)的侧壁还设置有第四风口，所述送风管(42)的另一端连接第四风口。
2.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述闭环烘干室(11)包括闭环稳压房(111)和闭环烘干房(112)，所述闭环稳压房(111)位于控热室(12)与闭环烘干房(112)之间；
所述闭环稳压房(111)与控热室(12)之间、闭环稳压房(111)与闭环烘干房(112)之间均设置有循环风机。
3.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述开环烘干室(21)包括开环稳压房(211)和开环烘干房(212)，所述开环稳压房(211)与开环烘干房(212)之间设置有循环风机。
4.根据权利要求3所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述开环稳压房(211)内设置有电加热管(6)。
5.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述闭环烘干室(11)和开环烘干室(21)内均设置有烘干层架。
6.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述第三风口处设置有进风过滤器。
7.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述第一风口处设置有循环风机。
8.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述第二风口处设置有循环风机。
9.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述第四风口处设置有循环风机。
10.根据权利要求1所述的双环式光热空气能耦合烘干机，其特征在于，所述蒸发器(31)的下端设置有排水管(7)。
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