CN114294940A - 热风供给组件和热泵烘干系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种热风供给组件和热泵烘干系统。该热风供给组件包括循环风通道，入口端和出口端均与待供热风空腔连通；第一热泵系统，包括循环连通的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器；所述第一蒸发器设为并联设置的两个；第二热泵系统，包括循环连通的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；所述第二冷凝器设为并联设置的两个。本申请采用闭式循环系统，热泵运行时不受室外环境温度影响。将多个双蒸发温度和冷凝温度的热泵系统并联，逐级降低蒸发温度，分级控制，提高系统能效，提升烘干效率和烘干品质，各级热泵系统实现独立控制，利用系统余热，减小蒸发温度和冷凝温度温差，降低压缩机功耗，节能环保。

Description

热风供给组件和热泵烘干系统

技术领域

本申请属于烘干系统技术领域，具体涉及一种热风供给组件和热泵烘干系统。

背景技术

烘干机目前市场需求量较大，但市场上大多数都为燃煤、电加热、生物质锅炉等作为热源，燃烧产生的废气排放到大气中，不但对环境污染较大，而且系统能源利用率低。虽有采用热泵来进行烘干，具有节能环保等特点，但传统热泵系统一般为单级压缩制冷循环，即仅有一级蒸发和压缩过程，能效的利用率不高。

发明内容

因此，本申请提供一种热风供给组件和热泵烘干系统，能够解决现有技术中传统热泵系统能效的利用率不高的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种热风供给组件，包括：

循环风通道，入口端和出口端均与待供热风空腔连通；

第一热泵系统，包括循环连通的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器；所述第一蒸发器设为并联设置的两个；

第二热泵系统，包括循环连通的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；所述第二冷凝器设为并联设置的两个；

所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并排设在所述循环风通道中靠近所述入口端；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并排设在所述循环风通道中靠近所述出口端。

可选地，所述第二蒸发器相对所述第一蒸发器靠近所述入口端；所述第二冷凝器相对所述第二冷凝器靠近所述出口端。

可选地，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统均设有多个时，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统为交错循环设置。

可选地，所述循环风通道中设有多个送风件，能够调控所述循环风通道的风速。

可选地，所述热风供给组件还包括有温度传感器，所述温度传感器设有多个，且分别对所述第一冷凝器、所述第一蒸发器、所述第二冷凝器和所述第二蒸发器的出风温度进行检测。

可选地，所述第一蒸发器和所述第二冷凝器所在的热泵循环管路上均设有控制阀。

根据本申请的另一方面，提供了一种热泵烘干系统，包括如上所述的热风供给组件。

可选地，所述热泵烘干系统还包括有烘干室，所述入口端和所述出口端均连通于所述烘干室。

本申请提供的一种热风供给组件，包括：循环风通道，入口端和出口端均与待供热风空腔连通；第一热泵系统，包括循环连通的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器；所述第一蒸发器设为并联设置的两个；第二热泵系统，包括循环连通的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；所述第二冷凝器设为并联设置的两个；所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并排设在所述循环风通道中靠近所述入口端；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并排设在所述循环风通道中靠近所述出口端。

本申请采用闭式循环系统，热泵运行时不受室外环境温度影响。将多个双蒸发温度和冷凝温度的热泵系统并联，逐级降低蒸发温度，分级控制，提高系统能效，提升烘干效率和烘干品质，各级热泵系统实现独立控制，利用系统余热，减小蒸发温度和冷凝温度温差，降低压缩机功耗，节能环保。

附图说明

图1为本申请实施例的热泵烘干系统的结构原理图。

附图标记表示为：

1、烘干室；2、风机I；3、蒸发器IIa；4、蒸发器Ib；5、电磁阀Ib；6、电磁阀Ia；7、蒸发器Ia；8、风机II；9、电子膨胀阀I；10、压缩机I；11、电子膨胀阀II；12、压缩机II；13、风机III；14、冷凝器Ia；15、冷凝器IIa；16、冷凝器IIb；17、电磁阀IIa；18、电磁阀IIb；19、温度传感器Ia；20、温度传感器Ib；21、温度传感器Ic；22、温度传感器IIa；23、温度传感器IIb；24、温度传感器IIc；25、循环风通道。

具体实施方式

结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种热风供给组件，包括：

循环风通道25，入口端和出口端均与待供热风空腔连通；

第一热泵系统，包括循环连通的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器；所述第一蒸发器设为并联设置的两个；

第二热泵系统，包括循环连通的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；所述第二冷凝器设为并联设置的两个；

所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并排设在所述循环风通道25中靠近所述入口端；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并排设在所述循环风通道25中靠近所述出口端。

本申请采用闭式循环系统，循环风通道25的入口端和出口端均与待供热风空腔连通，及时吸收走空腔的冷空气经热泵加热后返回至空腔中；这样热泵系统运行时不受室外环境温度影响。

将多个双蒸发温度和冷凝温度的热泵系统并联，逐级降低蒸发温度，分级控制，提高系统能效，提升烘干效率和烘干品质，各级热泵系统实现独立控制，利用系统余热，减小蒸发温度和冷凝温度温差，降低压缩机功耗，节能环保。

在一些实施例中，第二蒸发器相对所述第一蒸发器靠近所述入口端；所述第二冷凝器相对所述第二冷凝器靠近所述出口端。

基于第一蒸发器和第二冷凝器均为并联设置的两个，能够对吸入的冷空气作进一步地冷凝干燥处理，以及第二冷凝器能对循环风通道25中的气流加热至所需的温度。

在一些实施例中，第一热泵系统和所述第二热泵系统均设有多个时，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统为交错循环设置。

在第一热泵系统和第二热泵系统均设置多个的情况下，采用两者交替设置的方式，能起到更好地对气流的除湿和加热的效果，向烘干室1提高合适的热风。

在一些实施例中，循环风通道25中设有多个送风件，能够调控所述循环风通道25的风速。

在循环风通道25中设置多个送风件，比如风机，能加快风速，增加风压。

在一些实施例中，热风供给组件还包括有温度传感器，所述温度传感器设有多个，且分别对所述第一冷凝器、所述第一蒸发器、所述第二冷凝器和所述第二蒸发器的出风温度进行检测。

在循环风通道25中第一冷凝器、第一蒸发器、第二冷凝器和第二蒸发器等部件上设置温度传感器，方便检测经过各部件的出风温度，能够对各部件的运行状态进行调整，比如调控热泵系统运行或停止。

在一些实施例中，第一蒸发器和所述第二冷凝器所在的热泵循环管路上均设有控制阀。

对于并排设置的多个第一蒸发器和第二冷凝器，在各自的管路上均设有控制阀，能对每个第一蒸发器和第二冷凝器的通断进行调控，适应不同的热风供应情况。

根据本申请的另一方面，提供了一种热泵烘干系统，包括如上所述的热风供给组件。

在一些实施例中，热泵烘干系统还包括有烘干室1，所述入口端和所述出口端均连通于所述烘干室1。

将循环风通道25的两端直接连通烘干室1，相当于热泵系统安装在室内，不受外界环境温度影响，系统的能效更高。采用多个双蒸发温度和双冷凝温度热泵系统并联的形式，可以更好的独立控制接入系统的换热器个数，实现逐级控制，梯级利用，提高物质的烘干品质，提升烘干效率。

如图1所示，本申请采用多个双蒸发温度和双冷凝温度热泵系统并联，再与闭式热泵烘干系统相结合，达到烘干物料的目的。

闭式热泵烘干系统热泵与烘干室1安装在同一密闭空间中，蒸发器吸收的热量传递给冷凝器，可以利用系统余热降低蒸发温度与冷凝温度的温差，降低压缩机功耗，节能效果明显。热泵系统安装在室内，不受外界环境温度影响，系统的能效更高。采用多个双蒸发温度和双冷凝温度热泵系统并联的形式，可以更好的独立控制接入系统的换热器个数，实现逐级控制，梯级利用，提高物质的烘干品质，提升烘干效率。

n表示双蒸发温度热泵系统的个数，m表示双冷凝温度热泵系统的个数，x表示风机的个数。系统可由n个双蒸发温度热泵系统和m个双冷凝温度热泵系统(n＝I，II，III…；m＝I，II，III…)和x个风机组成。一个双蒸发温度热泵系统由压缩机I10、电子膨胀阀I9、冷凝器Ia14、蒸发器Ia7、蒸发器Ib4、电磁阀Ia6、电磁阀Ib5、温度传感器Ia19、温度传感器Ib20、温度传感器Ic21组成。一个双冷凝温度热泵系统由压缩机II12、电子膨胀阀I9I、冷凝器IIa、冷凝器IIb16、蒸发器IIa、电磁阀IIa17、电磁阀IIb18、温度传感器IIa22、温度传感器IIb23、温度传感器IIc24组成。双蒸发温度热泵系统运行时先开启电子膨胀阀I9和电磁阀Ib5，冷凝器Ia14和蒸发器Ib4接入系统，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取到的出风温度为t2，经检测如果t2达到目标出风温度t0，则保持当前阀门状态，完成循环；如果t2没有达到目标出风温度t0，则开启电磁阀Ia6，即冷凝器Ia14、蒸发器Ib4和蒸发器Ia7接入系统。双冷凝温度热泵系统运行时先开启电子膨胀阀I9I和电磁阀IIa17，冷凝器IIa和蒸发器IIa接入系统，冷凝器IIa出口处的温度传感器IIb23获取到的出风温度为t2’,经检测如果t2’达到目标出风温度t，则保持当前阀门状态，完成循环；如果t2’没有达到目标出风温度t，则开启电磁阀IIb18，即冷凝器IIa、冷凝器IIb16和蒸发器IIa接入系统。

以n＝I，m＝I，x＝III为例，即系统由一个双蒸发温度热泵和一个双冷凝温度热泵并联的热泵系统和三个风机构成，其中两个热泵系统中有三个蒸发器三个冷凝器。第一热泵系统由压缩机I10、电子膨胀阀I9、冷凝器Ia14、蒸发器Ia7、蒸发器Ib4、电磁阀Ia6、电磁阀Ib5、温度传感器Ia19、温度传感器Ib20、温度传感器Ic21组成；第二热泵系统由压缩机II12、电子膨胀阀I9I、冷凝器IIa、冷凝器IIb16、蒸发器IIa、电磁阀IIa17、电磁阀IIb18、温度传感器IIa22、温度传感器IIb23、温度传感器IIc24组成。也可根据需要并联多个双蒸发温度或双冷凝温度热泵系统。

系统运行时，在第一热泵系统中首先制冷剂经过压缩机I10压缩，之后经过冷凝器Ia14冷凝，经过电子膨胀阀I9节流，之后经过蒸发器Ia7、蒸发器Ib4，蒸发后被吸入压缩机I10，完成一个热泵循环系统。在第二热泵系统中，首先制冷剂经过压缩机II12压缩，经过冷凝器IIa、冷凝器IIb16冷凝，经过电子膨胀阀I9I节流，之后经过蒸发器IIa，蒸发之后被吸入压缩机II12，完成一个热泵循环系统。两个热泵系统都开启时，空气在风道中的循环过程为：空气经过冷凝器Ia14、冷凝器IIa、冷凝器IIb16，逐级升温，变成高温的干空气，之后由风机III13将高温干空气送入烘干室1，与物料进行热湿交换，经过烘干室1后变成高温高湿的空气，经过风机I2后，依次经过蒸发器IIa、蒸发器Ib4、蒸发器Ia7，逐级降温，经过除湿降温，变成低温干燥的空气，经过风机II8，进入下一循环。

系统中有两个热泵系统并联，每一个热泵系统都可以独立工作，也可以独立控制接入系统中的蒸发器和冷凝器的个数。在热泵系统开启前，先打开风机I2、风机II8、风机III13进行循环，待系统运行△T时间，趋于稳定后，再对温度传感器获取的温度进行检测，蒸发器Ia7出口处的温度传感器Ia19获取到出风温度为t1，通过检测蒸发器Ia7出口处的出风温度t1和冷凝器Ia14的出风温度t1’来控制接入系统中的热泵系统个数，如果t1’-t1≤△t，可只开启第一热泵系统；如果t1’-t1>△t，可同时开启第一热泵系统和第二热泵系统，△t为目标温差。

当t1’-t1>△t时，同时开启电子膨胀阀I9和电子膨胀阀I9I，电磁阀IIa17和Ib开启，电磁阀Ia6和电磁阀IIb18关闭，即第一热泵系统和第二热泵系统同时工作，待系统运行△T时间，趋于稳定后。空气经过冷凝器Ia14时，冷凝器出口的温度传感器Ic21获取到的冷凝器Ia14出风温度为t1’,若检测到t1’达到了进入烘干室1的目标进风温度t时，可以关闭第二热泵系统中的所有阀门，只有第一热泵系统工作。经过烘干室1的高温高湿的空气经过蒸发器Ib4，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取的出风温度为t2，经检测如果t2达到目标出风温度t0，完成循环，即保持当前状态，只有蒸发器Ib4接入系统；如果检测到t2没有达到目标出风温度t0，则电磁阀Ia6开启，即蒸发器Ia7、蒸发器Ib4同时接入系统。

如果经过冷凝器Ia14的出风温度t1’经检测没有达到目标温度t，开启第二热泵系统，开启电磁阀IIa17，高温干空气继续通过冷凝器IIa15冷凝升温，同时保持电磁阀Ib5开启，冷凝器IIa15出口处的温度传感器IIa22获取的出风温度t2’，经检测如果t2’达到目标出风温度t，可保持当前阀门状态。经过烘干室1的高温高湿的空气先经过蒸发器IIa3，再经过蒸发器Ib4，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取到的温度为t2，经检测如果t2达到目标温度t0，则保持当前阀门状态，即蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。如果检测到t2没有达到目标温度t0，则开启电磁阀Ia6，即蒸发器Ia7、蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。经检测如果t2’没有达到目标出风温度t，则电磁阀IIb18开启，冷凝器IIb16接入系统，高温的干空气继续经过冷凝器IIb16冷凝升温。经过烘干室1的高温高湿的空气，先经过蒸发器IIa3，再经过蒸发器Ib4，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取到的温度为t2，经检测如果t2达到目标温度t0，则保持当前阀门状态，即蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。如果检测到t2没有达到目标温度t0，则开启电磁阀Ia6，即蒸发器Ia7、蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。

当t1’-t1≤△t时，第一热泵系统工作，开启电磁阀Ib5。待系统运行△T时间，趋于稳定后，当从室外引入的空气经过冷凝器I时，冷凝器出口的温度传感器I获取到的冷凝器I出风温度t1’,若检测到t1’达到了进入烘干室1的目标进风温度t时，通过烘干室1的高温高湿的空气先经过蒸发器Ib4，电磁阀Ib5开启，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取到的出风温度t2，如果检测到t2达到目标出风温度t0，完成循环，即只有蒸发器Ib4接入系统；如果检测到t2没有达到目标出风温度t0，则电磁阀Ia6开启，即蒸发器Ia7、蒸发器Ib4同时接入系统。若检测到t1’没有达到进入烘干室1的目标进风温度t，则第二热泵系统开启，保持电磁阀Ib5开启，同时开启电子膨胀阀I9I和电磁阀IIa17，高温干空气继续通过冷凝器IIa15冷凝升温，冷凝器IIa15出口处的温度传感器IIa22获取的出风温度t2’，经检测如果t2’达到目标出风温度t，可保持当前阀门状态。经过烘干室1的高温高湿的空气先经过蒸发器IIa3，再经过蒸发器Ib4，蒸发器Ib4出口处的温度传感器Ib20获取到的温度为t2，经检测如果t2到达目标温度t0，则保持当前阀门状态，即蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。如果检测到t2没有达到目标温度t0，则开启电磁阀Ia6，即蒸发器Ia7、蒸发器Ib4、蒸发器IIa3接入系统。

如果经检测冷凝器IIa15出口处的出风温度t2’没有达到目标出风温度t，则在保持当前阀门状态下同时开启电磁阀IIb18，即冷凝器IIb16接入系统。经过烘干室1的高温高湿的空气先经过蒸发器IIa3，再经过蒸发器Ib4，如果经检测蒸发器Ib4处的出风温度t2达到目标出风温度t0，则保持系统中当前阀门状态，即蒸发器IIa、蒸发器IIb接入系统，进入下一循环。如果经检测蒸发器Ib4处的出风温度t2没有达到目标出风温度t0，则开启电磁阀Ia6，即蒸发器IIa、蒸发器Ib4、蒸发器Ia7接入系统。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种热风供给组件，其特征在于，包括：

循环风通道(25)，入口端和出口端均与待供热风空腔连通；

第一热泵系统，包括循环连通的第一压缩机、第一冷凝器、第一节流装置和第一蒸发器；所述第一蒸发器设为并联设置的两个；

第二热泵系统，包括循环连通的第二压缩机、第二冷凝器、第二节流装置和第二蒸发器；所述第二冷凝器设为并联设置的两个；

所述第一蒸发器和所述第二蒸发器并排设在所述循环风通道(25)中靠近所述入口端；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器并排设在所述循环风通道(25)中靠近所述出口端。

2.根据权利要求1所述的热风供给组件，其特征在于，所述第二蒸发器相对所述第一蒸发器靠近所述入口端；所述第二冷凝器相对所述第二冷凝器靠近所述出口端。

3.根据权利要求1或2所述的热风供给组件，其特征在于，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统均设有多个时，所述第一热泵系统和所述第二热泵系统为交错循环设置。

4.根据权利要求1所述的热风供给组件，其特征在于，所述循环风通道(25)中设有多个送风件，能够调控所述循环风通道(25)的风速。

5.根据权利要求1所述的热风供给组件，其特征在于，所述热风供给组件还包括有温度传感器，所述温度传感器设有多个，且分别对所述第一冷凝器、所述第一蒸发器、所述第二冷凝器和所述第二蒸发器的出风温度进行检测。

6.根据权利要求1所述的热风供给组件，其特征在于，所述第一蒸发器和所述第二冷凝器所在的热泵循环管路上均设有控制阀。

7.一种热泵烘干系统，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的热风供给组件。

8.根据权利要求7所述的热泵烘干系统，其特征在于，所述热泵烘干系统还包括有烘干室(1)，所述入口端和所述出口端均连通于所述烘干室(1)。

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