CN206306299U - 一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及干燥设备领域，具体为一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，目的在于解决现有塑料颗粒供料机通过外置加热器加热气流，利用气流的循环流动，实现对料桶内塑料颗粒的干燥，而塑料中的杂质会在系统中逐步沉积，对塑料后续的产品品质造成一定的影响，且料桶内塑料总量超过设定值时，会出现干燥不彻底的问题。本实用新型采用两级热回收对空气进行预热，适应性强，应用效果好。本实用新型不仅最大限度回收了产生的废热，提高能源的利用率，而且通过部件之间的相互配合，使得电能消耗大幅降低，整个系统可实现25%~35%的节能率，具有显著的进步。同时，本实用新型对环境友好，节能性大幅度提高，能耗、运行成本低，值得大规模推广和应用。

Description

一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统

技术领域

本实用新型涉及干燥设备领域，尤其是节能干燥设备领域，具体为一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统。

背景技术

在塑料的干燥过程中，通常采用在供料机上设置干燥装置的方式。现有的干燥装置通常采用电加热干燥的方式，但电加热干燥的加热效率较低，能耗较高。

针对这一问题，中国专利CN201510854756.7公开了一种具有干燥功能的塑料颗粒供料机，该供料机包括加热器以及与所述加热器连接的供料器，所述供料器包括料桶以及安装在所述料桶上并为料桶供料的吸料机，所述料桶上设置有进风口和出风口，所述进风口通过风管与设于所述加热器上的输出口连接，所述出风口与设于所述加热器上的输入口连接。该方案中，加热器通过风管向料桶内提供高热气流，高热气流将料桶内的塑料颗粒干燥，高热气流放热后变成低热气流，低热气流再经出风口由加热器加热，补充热量后的低热气流重新变为高热气流输入料桶内进行干燥。

该装置通过外置加热器加热气流，利用气流的循环流动，实现对料桶内塑料颗粒的干燥。然而，该装置中，采用气流循环流动，塑料中的杂质会在系统中逐步沉积，对塑料后续的产品品质造成一定的影响。同时，该装置采用气体循环回路，若料桶内塑料的总量超过设定值，则会影响气流的流动，进而导致料桶内塑料的温度不均匀，进而出现部分塑料干燥不彻底的情况。

为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有塑料颗粒供料机通过外置加热器加热气流，利用气流的循环流动，实现对料桶内塑料颗粒的干燥，而塑料中的杂质会在系统中逐步沉积，对塑料后续的产品品质造成一定的影响，且料桶内塑料总量超过设定值时，会出现干燥不彻底的问题，提供一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统。本实用新型不仅最大限度回收了系统中产生的废热，极大提高能源的利用率，而且通过部件之间的相互配合，使得电能消耗大幅降低，整个系统可实现25%~35%的节能率，具有显著的进步意义。同时，本实用新型对环境友好，操作方便，易于维护，适应性强，节能性大幅度提高，能耗、运行成本低，具有较高的应用价值和较好的应用前景，值得大规模推广和应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，包括料斗、空气能冷热源机构、第一进气管、换热器、第二进气管、电加热装置、第一出气管、第二出气管、第一连接管、第二连接管；

所述空气能冷热源机构包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，所述蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀通过管道依次相连成密闭循环回路，所述循环回路内设置有冷媒；

所述第一进气管与换热器相连且通过第一进气管进入的空气能经换热器预热，所述电加热装置通过第二进气管与料斗相连且经电加热装置加热后的气体能通过第二进气管进入料斗中对料斗内的物料进行干燥，所述料斗通过第一出气管与换热器相连且对物料干燥后的排出气体能通过第一出气管进入换热器中进行换热，所述换热器与第二出气管相连且经换热器换热后的排出气体能经第二出气管排出；

所述换热器通过第一连接管与冷凝器相连且经换热器加热后的气体能通过第一连接管进入冷凝器中进行加热，所述冷凝器通过第二连接管与电加热装置相连且经冷凝器加热后的气体能经第二连接管进入电加热装置中进行加热；

或所述换热器通过第一连接管与电加热装置相连且经换热器加热后的气体能通过第一连接管进入电加热装置中进行加热，还包括与冷凝器相连的第三连接管且空气能通过第三连接管进入冷凝器中进行加热，所述冷凝器通过第二连接管与电加热装置相连且经冷凝器加热后的气体能经第二连接管进入电加热装置中进行加热。

所述换热器为翅片管换热器或板式换热器或列管式换热器或螺纹管换热器。

还包括设置在循环回路上的储液罐。

还包括设置在循环回路上的过滤器。

还包括设置在循环回路上的气液分离器，所述气液分离器位于蒸发器与压缩泵之间。

还包括控制系统，所述控制系统分别与压缩机、电加热装置相连。

还包括若干个与控制系统相连的温度传感器，所述温度传感器设置在料斗内。

所述温度传感器设置在第二进气管中且温度传感器能对第二传感器内的气体温度进行测量。

还包括与控制系统相连的显示装置。

针对前述问题，本实用新型提供一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统。该系统包括料斗、空气能冷热源机构、第一进气管、换热器、第二进气管、电加热装置、第一出气管、第二出气管、第一连接管、第二连接管。其中，空气能冷热源机构包括蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀，蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀通过管道依次相连成密闭循环回路，循环回路内设置有冷媒。该方案中，包括如下两种方式。

第一种方式中，第一进气管与换热器相连，换热器通过第一连接管与冷凝器相连，冷凝器通过第二连接管与电加热装置相连，电加热装置通过第二进气管与料斗相连，料斗通过第一出气管与换热器相连，换热器与第二出气管相连。采用该方式，空气通过第一进气管进入换热器中进行一次预热，预热后的空气通过第一连接管进入冷凝器中进行加热。此时，预热后的空气作为空气能冷热源机构的进气，经冷凝器二次加热，二次加热后的气体再通过第二连接管进入电加热装置中。经二次加热后的气体在电加热装置的作用下，升温至所需温度，并通过第二进气管进入料斗中，进而对料斗内的物料进行干燥。对物料干燥后的排出气体通过第一出气管进入换热器中，进行换热，实现对第一进气管进气的预热，经换热器换热后的排出气体再通过第二出气管排出。

第二种方式中，还包括第三连接管；其中，第一进气管与换热器相连，换热器通过第一连接管与电加热装置相连；第三连接管与空气能冷热源机构的冷凝器相连，冷凝器通过第二连接管与电加热装置相连；电加热装置通过第二进气管与料斗相连，料斗通过第一出气管与换热器相连，换热器与第二出气管相连。采用该方式，空气通过第一进气管进入换热器中进行一次预热，一次预热后的空气通过第一连接管进入电加热装置中进行加热；空气通过第三连接管进入冷凝器中进行一次预热，一次预热后的空气通过第二连接管进入电加热装置中进行加热；空气经电加热装置二次加热，升温至所需温度，并通过第二进气管进入料斗中，进而对料斗内的物料进行干燥。对物料干燥后的气体通过第一出气管进入换热器中，进行换热，实现对第一进气管进气的预热，经换热器换热后的气体再通过第二出气管排出。

前述空气能冷热源机构工作时，蒸发器中的冷媒（即冷却介质）首先吸收空气中的低能热量，吸热后的冷媒经压缩机压缩后，进入冷凝器中；在冷凝器中，冷凝器中的冷媒与进入冷凝器内的气体进行换热，换热后的冷媒经膨胀阀后返回蒸发器中，进行下一个循环；经冷凝器加热后的气体则进入下一流程，为物料的干燥做准备。

本实用新型中，采用两级热回收，且在利用尾气进行预热的同时，通过吸收空气中的热量来达到加热气体的目的，在加热温度相同的前提下，能够有效降低电能消耗50~70%以上，具有显著的经济效益和应用价值。

同时，本发明采用两级热回收对空气进行预热，其不受外界环境应用，适应性强，应用效果好。并且，与传统锅炉加热等方式相比，空气能冷热源机构在低能耗的同时，不会产生有害气体等安全隐患。

本发明中，充分利用尾气、空气能冷热源机构预热，并辅以电加热，实现对能源的高效利用。换热器能够利用尾气中的热量，对气体进行加热；空气能冷热源机构通过消耗一部分电能，将空气中的热量对其他进行加热；电加热则将空气加热到所需的温度，以满足料斗内物料的干燥需求。

方式一中，本实用新型能够作为均化干燥系统尾气出风温度在50℃~75℃区间的配套节能系统，其是由余热回收、热泵加热和电辅热三级加热顺序完成，具体说明如下。

1）一级加热

因50℃~75℃的尾气中显热交换效率太低，直接回收预热新风得不偿失；因此，本实用新型将回收的50℃~75℃尾气废热交换至高温空气能冷热源机构使用，以提高和稳定其制热品质和效率。

2）二级加热

本实用新型的空气能冷热源机构将自然新风中热量搜集，并提高至80℃~85℃。因本实用新型的空气能冷热源机构的电耗只是作用于搜集及释放自然空气中的潜热，与电热新风系统相比，其能耗仅为其25%；同时，本实用新型空气能冷热源机构与一级加热联用，使得能效比再次得到提升，因此，本实用新型在二级加热中，可实现＞25%的节能率。

3）三级加热

最后，本实用新型再与电加热装置配合，进行复热，将空气加热至120℃~130℃，供均化干燥系统使用。

另外，本实用新型中空气能冷热源机构的蒸发器端温度将保持在20℃左右，夏季能用于物料冷却进风，在无能耗的条件下，以提高生产效率。

进一步，本实用新型的换热器可以为翅片管换热器或板式换热器或管式换热器中的一种或多种。

同时，本实用新型中还包括储液罐、过滤器、气液分离器，通过这些组件与空气能冷热源机构的配合，有效提高空气能冷热源机构的工作效率和使用寿命，具有较好的应用前景。

进一步，包括控制系统，控制系统分别与压缩机、电加热装置相连。通过控制系统，能够实现对压缩机、电加热装置的有效控制，从而在满足干燥温度的前提下，提高设备的工作效率。

进一步，还包括若干个与控制系统相连的温度传感器，温度传感器分别设置在料斗、第二进气管内，从而实现对相应部分温度的测定；控制系统根据测定的温度，自动调节压缩机、电加热装置的工作状态，进而使得达到最佳的工作状态。

与现有技术相比，本实用新型对环境友好，操作方便，易于维护，节能性大幅度提高，能耗、运行成本低。本实用新型不仅能最大限度回收系统中产生的废热，极大提高能源的利用率，而且通过部件之间的相互配合，使得电能消耗大幅降低，整个系统可实现25%~35%的节能率，具有显著的进步意义。从长远来看，采用本实用新型的整体能源效率和节能收益都非常可观的，且对环境友好，不受环境和地域限制，具有极强的适应性，及较高的应用价值和较好的应用前景。将本实用新型应用于工业系统中，必将产生较好的经济价值和社会效益，尤其是对于环境的保护具有重要意义，值得大规模推广和应用。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图中标记：1、料斗，2、第一进气管，3、换热器，4、第二进气管，5、电加热装置，6、第一出气管，7、第二出气管，8、第一连接管，9、第二连接管，10、第三连接管，11、蒸发器，12、压缩机，13、冷凝器，14、膨胀阀，15、储液罐，16、过滤器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

本实施例的系统包括料斗1、空气能冷热源机构、第一进气管2、换热器3、第二进气管4、电加热装置5、第一出气管6、第二出气管7、第一连接管8、第二连接管9。

本实施例中，空气能冷热源机构包括蒸发器11、压缩机12、冷凝器13、膨胀阀14、储液罐15、过滤器16、气液分离器，蒸发器11、气液分离器、压缩机12、冷凝器13、膨胀阀14、储液罐15、过滤器16通过管道依次相连成密闭循环回路，循环回路内设置有冷媒。

第一进气管2与换热器3相连，换热器3通过第一连接管8与冷凝器13相连，冷凝器13通过第二连接管9与电加热装置5相连，电加热装置5通过第二进气管4与料斗1相连。该装置工作时，第一进气管2进入的空气通过过滤器16进行换热，将50℃~75℃的尾气中显热进行吸收；升温后的气体通过第一连接管8进入冷凝器13中，作为冷凝器13的进气，气体经冷凝器13二次加热；经冷凝器13加热后的气体再通过第二连接管9进入电加热装置5中，通过电加热装置5辅助加热，升至干燥温度；达到设定温度后的气体再通过第二进气管4，进入料斗1中，对料斗1内的物料进行加热、干燥。

其中，蒸发器11中的冷媒首先吸收空气中的低能热量，吸热后的冷媒经压缩机12压缩后，进入冷凝器13中。在冷凝器13中，冷凝器13中的冷媒与进入冷凝器13内的气体进行换热，换热后的冷媒经膨胀阀14后返回蒸发器11中，进行下一个循环。经冷凝器13加热后的气体则进入下一流程，为物料的干燥做准备。本实施例中，气液分离器位于蒸发器11与压缩泵之间；经冷凝器13后的冷媒先进入储液罐15中，其能够起到相应的缓冲作用；储液罐15再通过膨胀阀14与过滤器16相连，再进入蒸发器11中，过滤器16能够对冷媒起到相应的过滤作用，保证系统的正常运行。

料斗1通过第一出气管6与换热器3相连，换热器3与第二出气管7相连。对物料干燥后的排出气体能通过第一出气管6进入换热器3中进行换热，经换热器3换热后的排出气体能经第二出气管7排出。

实施例2

本实施例的干燥系统包括料斗1、空气能冷热源机构、第一进气管2、换热器3、第二进气管4、电加热装置5、第一出气管6、第二出气管7、第一连接管8、第二连接管9、第三连接管10。

本实施例中，空气能冷热源机构包括蒸发器11、压缩机12、冷凝器13、膨胀阀14、储液罐15、过滤器16、气液分离器，蒸发器11、气液分离器、压缩机12、冷凝器13、膨胀阀14、储液罐15、过滤器16通过管道依次相连成密闭循环回路，循环回路内设置有冷媒。

第一进气管2与换热器3相连，换热器3通过第一连接管8与电加热装置5相连；第三连接管10与冷凝器13相连，并作为冷凝器13的进气管；冷凝器13通过第二连接管9与电加热装置5相连，第二连接管9作为冷凝器13的出气管；电加热装置5通过第二进气管4与料斗1相连。该装置工作时，第一进气管2进入的空气通过过滤器16进行换热，将50℃~75℃的尾气中显热进行吸收，升温后的气体通过第一连接管8进入电加热装置5中；空气通过第三连接管10进入冷凝器13中进行一次预热，一次预热后的空气通过第二连接管9进入电加热装置5中进行加热；空气经电加热装置5二次加热，升温至所需温度，并通过第二进气管4进入料斗1中，进而对料斗1内的物料进行干燥。

本实施例中，换热器3可以为翅片管换热器3或板式换热器3或列管式换热器3或螺纹管换热器3。本实施例中，气液分离器位于蒸发器11与压缩泵之间；经冷凝器13后的冷媒先进入储液罐15中，其能够起到相应的缓冲作用；储液罐15再通过膨胀阀14与过滤器16相连，再进入蒸发器11中，过滤器16能够对冷媒起到相应的过滤作用，保证系统的正常运行。

进一步，本实施例还包括控制系统、若干个与控制系统相连的温度传感器、显示装置，控制系统分别与压缩机12、电加热装置5、温度传感器、显示装置相连。本实施例中，温度传感器分别设置在料斗1、第二进气管4中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，包括料斗（1）、空气能冷热源机构、第一进气管（2）、换热器（3）、第二进气管（4）、电加热装置（5）、第一出气管（6）、第二出气管（7）、第一连接管（8）、第二连接管（9）；

所述空气能冷热源机构包括蒸发器（11）、压缩机（12）、冷凝器（13）、膨胀阀（14），所述蒸发器（11）、压缩机（12）、冷凝器（13）、膨胀阀（14）通过管道依次相连成密闭循环回路，所述循环回路内设置有冷媒；

所述第一进气管（2）与换热器（3）相连且通过第一进气管（2）进入的空气能经换热器（3）预热，所述电加热装置（5）通过第二进气管（4）与料斗（1）相连且经电加热装置（5）加热后的气体能通过第二进气管（4）进入料斗（1）中对料斗（1）内的物料进行干燥，所述料斗（1）通过第一出气管（6）与换热器（3）相连且对物料干燥后的排出气体能通过第一出气管（6）进入换热器（3）中进行换热，所述换热器（3）与第二出气管（7）相连且经换热器（3）换热后的排出气体能经第二出气管（7）排出；

所述换热器（3）通过第一连接管（8）与冷凝器（13）相连且经换热器（3）加热后的气体能通过第一连接管（8）进入冷凝器（13）中进行加热，所述冷凝器（13）通过第二连接管（9）与电加热装置（5）相连且经冷凝器（13）加热后的气体能经第二连接管（9）进入电加热装置（5）中进行加热；

或所述换热器（3）通过第一连接管（8）与电加热装置（5）相连且经换热器（3）加热后的气体能通过第一连接管（8）进入电加热装置（5）中进行加热，还包括与冷凝器（13）相连的第三连接管（10）且空气能通过第三连接管（10）进入冷凝器（13）中进行加热，所述冷凝器（13）通过第二连接管（9）与电加热装置（5）相连且经冷凝器（13）加热后的气体能经第二连接管（9）进入电加热装置（5）中进行加热。

2.根据权利要求1所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，所述换热器（3）为翅片管换热器或板式换热器或列管式换热器或螺纹管换热器。

3.根据权利要求1所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括设置在循环回路上的储液罐（15）。

4.根据权利要求1所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括设置在循环回路上的过滤器（16）。

5.根据权利要求1所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括设置在循环回路上的气液分离器，所述气液分离器位于蒸发器（11）与压缩泵之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统分别与压缩机（12）、电加热装置（5）相连。

7.根据权利要求6所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括若干个与控制系统相连的温度传感器，所述温度传感器设置在料斗（1）内。

8.根据权利要求7所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，所述温度传感器设置在第二进气管（4）中且温度传感器能对第二传感器内的气体温度进行测量。

9.根据权利要求6所述基于空气能冷热源综合利用的工业干燥系统，其特征在于，还包括与控制系统相连的显示装置。