CN208419557U - 封闭式热泵干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封闭式热泵干燥装置，包括：空气循环系统、热泵工质循环系统，空气循环系统与热泵系统配合用以干燥物料，本实用新型在所述空气循环系统中蒸发器的空气侧进、出空气通道两侧还设置有重力热管换热器，所述重力热管换热器包括冷凝段、蒸发段，以及连接蒸发段的上升管、下降管；所述蒸发段设置于蒸发器空气侧进气侧，所述冷凝段设置在蒸发器空气侧的出气侧，且蒸发段为高度低于冷凝段的落差设置；另外在热泵工质循环系统中，还设置有辅助冷凝器，本实用新型有效的提高了干燥效率和温度调节的灵活性。

Description

封闭式热泵干燥装置

技术领域

本实用新型涉及干燥器领域，特别是封闭式热泵干燥装置。

背景技术

干燥器在生产生活动等到广泛的运用，其中热泵干燥对干燥空气的湿度和温度的调节能力强，并且具有干燥使用范围比较宽、干燥出的产品品质优良的优点，在干燥设备中属于性能良好的种类。但是普通的热泵干燥装置，干燥效率相对于其他干燥装置没有太强的干燥效率优势，而且对循环空气的调温能力较差，因此在烘干对温度较为敏感的物料如蔬菜、木材时往往质量参差不齐影响烘干效果。

实用新型内容

针对上述技术问题，提供一种能够具有循环风微调能力，且烘干效率较高的封闭式热泵干燥装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：

一种封闭式热泵干燥装置，包括空气循环系统、热泵工质循环系统；所述热泵工质循环系统包括：压缩机；冷凝器，进口与压缩机出口相连；贮液干燥器，进口与冷凝器的出口相连；热力膨胀阀，进口与处于干燥过滤器的出口相连接；蒸发器，进口与热力膨胀阀的出口相连，出口与压缩机进口相连；上述各工作单元之间通过管路连接；所述空气循环系统包括：送风机，使空气循系统中的空气通过冷凝器的空气侧；干燥室进风口，接收被冷凝器升温后的空气；干燥室，盛放物料，并使干燥的空气通过干燥室内需被干燥的物料，以带走物料的水份；干燥室的出风口，接收通过干燥室并带有物料水份的空气，并使其通过蒸发器的空气侧；其中，所述空气循环系统中还设置有重力热管换热器，所述重力热管换热器包括冷凝段、蒸发段、上升管、下降管首尾相连组成的回路；所述蒸发段设置于蒸发器空气侧的进气侧，所述冷凝段设置于蒸发器空气侧的出气侧，且蒸发段为高度低于冷凝段的落差设置。

进一步地，所述重力热管换热器的冷凝段与蒸发段均采用套片式翅片管式结构。

进一步地，所述重力热管换热器中的工质为丙酮。

进一步地，所述重力热管换热器由至少一个独立回路组成。

进一步地，所述热泵工质循环系统中还设置有气液分离器，所述气液分离器入口与蒸发器的出口通过管道相连，气液分离器出口与压缩机的入口通过管道相连。

进一步地，所述热泵工质循环系统中还设置有保护和控制压缩机的高压传感器、低压传感器，所述高压传感器设置于压缩机出口位置，所述低压传感器设置于压缩机进口位置。

进一步地，所述封闭式热泵干燥装置还设置有与冷凝器并联的辅助冷凝器，所述冷凝器进口端设置有第一电磁阀，辅助冷凝器进口端设置有第二电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀的与控制其开闭的温湿度传感器电连接，所述温湿度传感器设置于干燥室出风口。

本实用新型的有益效果为：在不增大蒸发器功率的情况下，降低了蒸发器对湿空气中显热的吸收比例，提高了对潜热的吸收比例，从而有效的加强了封闭式热泵干燥装置的除湿功能，并实现了封闭式热泵干燥装置的温度微调功能。使之能够更加灵活的调节空气循环中空气的温度，以使之能够适用于对干燥温度较为敏感的材料。

附图说明

图1是普通的封闭式热泵干燥装置的结构示意图；

图2是普通的封闭式热泵干燥装置的工作过程与除湿机相图；

图3是本实用新型的结构示意图；

图4是本实用新型的工作过程与除湿机相图；

图5是本实用新型的流程图；

图6是重力热管换热器与蒸发器之间的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

如图1、图2所示的普通封闭式热泵干燥装置，其结构可分为在封闭空间中循环的空气循环系统1以及热泵工质循环系统2，所述热泵工质为氟利昂或其他制冷剂；其中所述热泵工质循环系统2包括;压缩机201，压缩机201出口端通过管道与冷凝器202进口相连，所述压缩机201将热泵工质进行压缩增压，并排向冷凝器202进口，冷凝器接收压缩机所排放的热泵工质，对其进行降温处理，所述冷凝器202在降低热泵工质温度期间向外辐射热量；经过冷凝器202降温处理后的热泵工质通过管道进入贮液干燥器203，所述热泵工质通过贮液干燥器203，其液化状态部分暂时储存在贮液干燥器203中，气态部分经过贮液干燥器203过滤掉水份后进入与其出口相连的热力膨胀阀204，所述热力膨胀阀204对贮液干燥器203排放过来的热泵工质的流量进行调节的送入到与其出口相连的蒸发器205中，所述蒸发器205的进口与热力膨胀阀204的出口相连接，蒸发器205在接收热泵工质后，并从外部吸收热量，从而加热从所述热力膨胀,204输送过来的热泵工质；所述蒸发器205通过出口将热泵工质送入到与之连接的压缩机201入口，如此形成一个封闭的热泵工质循环系统2。

所述封闭式热泵干燥装置还包括空气循环系统1，所述空气循环系统1包括：送风机101，设置于冷凝器空的气侧附近，用于强制空气循环系统中的空气通过冷凝器的空气侧，以使其吸收冷凝器辐射出的能量，达到升温孔干燥空气的效果，所述冷凝器与外部空气接触用于热交换的空间设定为冷凝器的空气侧；所述送风机101为变频控制，可实现风量的大小调节；所述温度较高的干燥空气通过干燥室进风口102进入干燥室103后，与物料进行接触，并进行等焓吸湿作用，所述等焓吸湿即为在焓值不便的情况下，物料中的水份吸收空气中的热量后气化并脱离物料进入空气的过程，在此作用期间的现象为：空气温度降低，物料含水量降低。物料上带走的水份，通过干燥室出风口104从干燥室内排出，进入到蒸发器的空气侧106，所述蒸发器与外部空气接触用于热交换的空间设定为冷凝器的空气侧106，所述带有水份的空气在通过蒸发器的空气侧106时蒸发器205通过与空气的接触，实现热交换，达到对湿空气降温除湿的效果，被除湿后的空气在封闭空间中通过送风机101重新进入空气循环系统1。

如图2所示为图1所示的普通的封闭式热泵干燥器的机相图，由此可知，当含湿量较小的空气a进入干燥室103时与干燥室中的物料接触，进行等焓吸湿，使物料干燥。其后含湿量较高的空气b经过蒸发器205降温除湿至状态d，然后再经过冷凝器202加热升温至状态a.其中蒸发器205对湿空气的降温除湿经历了b至c的降温过程和c至d 的除湿过程，其中降温过程为蒸发器205吸收湿空气中的显热，除湿过程为蒸发器205吸收湿空气中的潜热。为了提高蒸发器205对湿空气的除湿效果，在蒸发器205功率不变的情况下则即提高湿空气在蒸发器中潜热的负荷，降低显热的部分，从而达到提高干燥能力的效果。

如图3~6所示，在上述公开实施例的基础上，在蒸发器的空气侧进、出空气通道两端设置有重力热管换热器105，所述重力热管换热器105包括设置在蒸发器的空气侧进风通道口的蒸发段1051，以及设置在蒸发器的空气侧出风通道口的冷凝段1052；所述重力热管换热器105的蒸发段与冷凝段通过上升管1053与下降管1054相连通，其中蒸发段1051与冷凝段1052之间存在水平高度的落差，以使在重力热管换热器105冷凝段凝结的工质通过重力作用从新落回蒸发段1052。其工作原理为：当湿空气从干燥室的出风口排出后先通过蒸发段1051，此时蒸发段1051中的液化的工质吸收外部湿空气中的能力后升温气化上升，并对通过其外部的湿空气降温；气化的工质通过上升管1053上升到冷凝段1052，期间湿空气经过蒸发器205进一步的降温除湿，然后通过冷凝段1052，此时冷凝段1052中的气态工质被降温除湿后的循环空气吸收能量，实现了空气对工质的回热，使得工质得以液化，并在重力的作用下通过下降管1054从新回到蒸发段1051中。

由于循环空气的回热，在蒸发器205功率不变即吸收热量不变的情况下，有效的减小了蒸发器205中热泵工质吸收湿空气中显热的比重，即变相增加了蒸发器205吸收湿空气中的潜热的比重，使空气从原来的a→b→c→d→a，转变为 a＇→a→b→c→d→e→e＇→a＇，从而正加了本实用新型的除湿能力。

在本实施例中，所述重力热管换热器105的冷凝段1052与蒸发段1051采用套片式翅片管式结构，以增加与空气循环中空气的热交换效率。

在本实施例中，所述重力热管换热器105的工质优选为丙酮。

在本实施例中，所述重力热管换热器105由为一个独立回路，也可以通过多个独立的回路组合而成，以增强其热交换效率。

在本实施例中，所述热泵工质循环系统2中还设置有气液分离器208，所述气液分离器208进口与蒸发器205出口相连通，出口与压缩机201进口相连通，所述气液分离器208用于暂存从蒸发器205排出的暂未被气化的热泵工质。

在本实施例中，所述热泵工质循环系统中还设置有保护和控制压缩机的高压传感器206、低压传感器207，所述高压传感器206设置于压缩机201出口位置，所述低压传感器207设置于压缩机进口位置。其工作方式为：系统运行时设置于高压端的高压传感高于设定值则压缩机断电并系统报警，当设置于低压端的低压传感器低于设定值则压缩机断电并系统报警。

在本实施例中，所述热泵工质循环系统中还设置有与冷凝器202并联的辅助冷凝器209，所述冷凝器进口端设置有第一电磁阀210，辅助冷凝器209进口端设置有第二电磁阀211，所述第一电磁阀210、第二电磁阀211的开闭由设置于干燥室出风口的温湿度传感器212控制，所述温湿度传感器与第一、第二电磁阀电连接。所述封闭式热泵干燥装置控制逻辑为：开机，压缩机201启动，第一电磁阀打开210，第二电磁阀关闭211，送风机101启动；其中，热泵工质的循环路线为压缩机201→第一电磁阀210→冷凝器202→贮液干燥器203→热力膨胀阀204→蒸发器205→气液分离器208→压缩机201；而当干燥室出口温度传感器温度达到设定温度，第一电磁阀关闭210，第二电磁阀打开211，辅助冷凝器的风扇启动，此时热泵工质的循环路线为压缩机→第二电磁阀→辅助冷凝器→储液干燥器→热力膨胀阀→蒸发器→气液分离器→压缩机；当干燥室出风口的温度降低，传感器感知温度低于设定温度，第一电磁阀再次打开，第二电磁阀关闭；上述辅助冷凝器温度调节原理为：所述辅助冷凝器功率小于冷凝器功率，其对循环空气辐射热量稍低于物料从循环风中吸收的热量，从而达到在缓慢降低循环空气温度，减小了空气温度的波动的同时，继续保持对物料的除湿干燥作业，有效地提高了物料的干燥效率并减低了不良品率。当干燥室出风口的循环空气湿度小于设定湿度时，当温湿度传感器发出指令，压缩机停止工作，干燥工作完成。

Claims (7)

1.一种封闭式热泵干燥装置，包括空气循环系统、热泵工质循环系统；所述热泵工质循环系统包括：

压缩机；

冷凝器，进口与压缩机出口相连；

贮液干燥器，进口与冷凝器的出口相连；

热力膨胀阀，进口与处于贮液干燥器的出口相连接；

蒸发器，进口与热力膨胀阀的出口相连，出口与压缩机进口相连；

上述各工作单元之间通过管路连接；

所述空气循环系统包括：

送风机，使空气循系统中的空气通过冷凝器的空气侧；

干燥室进风口，接收被冷凝器升温后的空气；

干燥室，盛放物料；

干燥室出风口，接收通过干燥室并带有物料水分的空气，并使其通过蒸发器的空气侧；

其特征在于：所述空气循环系统中还设置有重力热管换热器，所述重力热管换热器包括冷凝段、蒸发段、上升管、下降管首尾相连组成的回路；所述蒸发段设置于蒸发器空气侧的进气侧，所述冷凝段设置于蒸发器空气侧的出气侧，且蒸发段水平高度低于冷凝段。

2.如权利要求1所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述重力热管换热器的冷凝段与蒸发段均采用套片式或翅片管式结构。

3.如权利要求2所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述重力热管换热器中的工质为丙酮。

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述重力热管换热器由至少一个独立回路组成。

5.如权利要求1所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述热泵工质循环系统中还设置有气液分离器，所述气液分离器入口与蒸发器的出口通过管道相连，气液分离器出口与压缩机的入口通过管道相连。

6.如权利要求1所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述热泵工质循环系统中还设置有保护和控制压缩机的高压传感器、低压传感器，所述高压传感器设置于压缩机出口位置，所述低压传感器设置于压缩机进口位置。

7.如权利要求1所述的一种封闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述封闭式热泵干燥装置还设置有与冷凝器并联的辅助冷凝器，所述冷凝器进口端设置有第一电磁阀，辅助冷凝器进口端设置有第二电磁阀，所述第一电磁阀、第二电磁阀的与控制其开闭的温湿度传感器电连接，所述温湿度传感器设置于干燥室出风口。