CN208936578U - 一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，包括二氧化碳压缩机，二氧化碳压缩机与内部缓冲罐及液气分离罐连接，内部缓冲罐与内部板式换热器连接，内部板式换热器与内置管壳式换热器及内部变频水泵连接，内置管壳式换热器与第一、第二及第三外部蒸发器连接，且其还与液气分离罐连接，加热介质缓冲罐与内部变频水泵、内部板式换热器及变频加热循环泵连接，主烘干室与变频加热循环泵及加热介质缓冲罐连接。通过采用热水送风的方式达到烘干过程克服了传统烘干技术受到外界环境温度变化，造成送热不平顺的情况，通过多段式的烘干设置，可以对每个阶段的烘干温度与烘干时间进行设置，使得系统能够很好的满足使用者的需求。

Description

一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统

技术领域

本实用新型涉及热能工程技术领域，具体涉及的是一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统。

背景技术

随着我国国民经济的飞速发展，对热量需求逐渐增大，其能量消耗也越来越大，降低工程能耗的行为意义重大。空气源热泵热水机组是热泵技术在热水供应方面的应用，具有节能环保、安全卫生等方面的优势，是一种值得大力推广和开发研究的产品。以二氧化碳为冷媒的空气源热泵热水机组以制热快捷、高效的特点在最近几年得到飞速发展，正在努力替代原有复合式氟利昂为冷媒的空气源热泵热水机组。

随着空气源热泵在各个领域的应用效果得到了广泛的认同，它以消耗低品位热源、安装方便、占地面积小以及能效比高而受到关注。然而传统的含氟冷媒介质的空气源热泵无法实现低温环境下制取高温热水，采用二氧化碳作为空气源热泵的冷媒介质，其跨零界循环冷却过程全为显热过程，整个放热过程为变温过程，没有相变现象的产生，具有较高的制热效率，时期在热泵循环方面具有独特的优势，出水温度可轻松达90℃以上；此外更适合于低温环境，可在零下30℃环境下进行热能提取。普通空气源热泵由于其采用的含氟冷媒的特性，加热效率低，加热速度慢。同时为了保证空气源热泵的加热质量，需要采用大功率的水泵保证传热效率；普通空气源在烘干方式上采用冷媒直接加热空气，所输出的热风温度受环境温度影响较大；在采用为保证稳定恒温水质时，普通氟利昂式空气源热泵无法将水加热至90℃，需采用电加热进行辅助，从而无法体现出空气源节能环保的特性。

根据鹿茸烘干工艺前期需要进行冷冻处理，根据二氧化碳作为冷媒的空气源热泵系统可以进行制热以及制冷方式的控制，实现高效、节能运行，所以为高温热水温度烘干及鹿茸烘干冷冻的问题，利用二氧化碳冷媒介质的二氧化碳空气源热泵高温出水系统应运而生。

因此，需要提出一种更适用的二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，以更好的进行鹿茸的烘干作业。

实用新型内容

本实用新型是提供一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，根据鹿茸烘干工艺前期需要进行冷冻处理的特点，采用二氧化碳作为冷媒的空气源热泵实现制热以及制冷方式的控制，通过热水送风的方式实现最终的烘干作业。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，包括二氧化碳压缩机、内部缓冲罐、内部板式换热器、内部变频水泵、液气分离罐、内置管壳式换热器、第一外部蒸发器、加热介质缓冲罐、变频加热循环泵、冷冻室及主烘干室，所述冷冻室中设置有第二外部蒸发器，所述主烘干室中设置有第三外部蒸发器，所述二氧化碳压缩机出口与内部缓冲罐入口连接，所述内部缓冲罐出口与内部板式换热器一次侧入口连接，所述内部板式换热器一次侧出口与内置管壳式换热器一次侧入口连接，所述内置管壳式换热器一次侧出口分别与第一、第二及第三外部蒸发器入口连接，所述内置管壳式换热器二次侧入口分别与第一、第二及第三外部蒸发器出口连接，所述内置管壳式换热器二次侧出口与液气分离罐入口连接，所述液气分离罐出口与二氧化碳压缩机入口连接，所述内部板式换热器二次侧入口与内部变频水泵出口连接，所述内部变频水泵入口与加热介质缓冲罐热源侧出口连接，所述加热介质缓冲罐热源侧入口与内部板式换热器二次侧出口连接，所述加热介质缓冲罐需热侧出口与变频加热循环泵入口连接，变频加热循环泵出口与所述主烘干室入口连接，所述主烘干室出口与所述加热介质缓冲罐入口连接。

所述主烘干室中还设置有主风机、第一烘干室、第二烘干室、第三烘干室，所述第一风机放置于第一烘干室入口处，第一空调盘管放置于第一烘干室中，第二风机放置于第二烘干室入口处，第二空调盘管放置于第二烘干室中，第三风机放置于第三烘干室入口处，第三空调盘管放置于第三烘干室中，加热介质缓冲罐中设有第一热电阻，冷冻室中设有第五热电阻，第一烘干室中设有第二热电阻，第二烘干室中设有第三热电阻，第三烘干室中设有第四热电阻。

所述变频加热循环泵出口设置有三条管路，分别连接于所述第一空调盘管、第二空调盘管及第三空调盘管，且在上述三条管路上分别设置有第三电磁阀、第四电磁阀及第五电磁阀，所述变频加热循环泵出口分别与第三电磁阀入口侧、第四电磁阀入口侧、第五电磁阀入口侧连接，所述第三电磁阀出口侧与第一空调盘管入口侧连接，所述第四电磁阀出口侧与第二空调盘管入口侧连接，所述第五电磁阀出口侧与第三空调盘管入口侧连接，所述加热介质缓冲罐需热侧入口分别与第一空调盘管出口侧、第二空调盘管出口侧、第三空调盘管出口侧连接。

所述内置管壳式换热器一次侧出口处设置有电子膨胀阀，且所述内置管壳式换热器一次侧出口与电子膨胀阀入口连接，所述电子膨胀阀出口分别与第一外部蒸发器入口、第一电磁阀入口端、第二电磁阀入口端连接，所述第一电磁阀出口端与第二外部蒸发器入口连接，第二电磁阀出口端与第三外部蒸发器入口连接。

所述的内部变频水泵采用变频循环泵。

所述的变频加热循环泵采用变频循环泵。

本实用新型一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统的有益效果为：通过采用热水送风的方式达到烘干过程克服了传统烘干技术受到外界环境温度变化，造成送热不平顺的情况；通过放置在冷冻室内的第二外部蒸发器吸热，利用二氧化碳冷媒介质的低温特性进而达到冷冻室内的鹿茸前期存储需要放置与-15℃～-20℃的环境；第二外部蒸发器所吸收的热量提供给二氧化碳压缩机用于制取高温热水进行烘干，第一蒸发器作为热量的主要来源，使得整个系统达到烘干的目的，鹿茸烘干要求采用高温75℃进行预热，然后依次进行各个时段的温度下降，以及温度的维持。

附图说明

图1为本实用新型一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统的结构示意图；

图中：1-二氧化碳压缩机，2-内部缓冲罐，3-内部板式换热器，4-内部变频水泵，5-液气分离罐，6-内置管壳式换热器，7-电子膨胀阀，8-第一外部蒸发器，9-第二外部蒸发器，10- 第三外部蒸发器，11-第一电磁阀，12-第二电磁阀，13-加热介质缓冲罐，14-第一热电阻， 15-内置微电脑控制主板，16-变频加热循环泵，17-第三电磁阀，18-第四电磁阀，19-第五电磁阀，20-主风机，21-第一风机，22-第二风机，23-第三风机，24-第二热电阻，25-第三热电阻，26-第四热电阻，27-第一空调盘管，28-第二空调盘管，29-第三空调盘管，30-第五热电阻，31-冷冻室，32-主烘干室，33-第一烘干室，34-第二烘干室，35-第三烘干室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

根据图1所示，本实用新型一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，包括二氧化碳压缩机1、内部缓冲罐2、内部板式换热器3、内部变频水泵4、液气分离罐5、内置管壳式换热器6、电子膨胀阀7、第一外部蒸发器8、第二外部蒸发器9、第三外部蒸发器10、第一电磁阀11、第二电磁阀12、加热介质缓冲罐13、第一热电阻14、内置微电脑控制主板15、变频加热循环泵16、第三电磁阀17、第四电磁阀18、第五电磁阀19、主风机20、第一风机21、第二风机22、第三风机23、第二热电阻24、第三热电阻25、第四热电阻26、第一空调盘管27、第二空调盘管28、第三空调盘管29、第五热电阻30、冷冻室31、主烘干室 32、第一烘干室33、第二烘干室34及第三烘干室35。

具体地，所述二氧化碳压缩机1出口与内部缓冲罐2入口连接，内部缓冲罐2出口与内部板式换热器3一次侧入口连接，内部板式换热器3一次侧出口与内置管壳式换热器6一次侧入口连接，内置管壳式换热器6一次侧出口与电子膨胀阀7入口连接，电子膨胀阀7出口分别与第一外部蒸发器8入口、第一电磁阀11入口端、第二电磁阀12入口端连接，第一电磁阀11出口端与第二外部蒸发器9入口连接，第二电磁阀12出口端与第三外部蒸发器 10入口连接，内置管壳式换热器6二次侧入口分别与第一外部蒸发器8出口、第二外部蒸发器9出口、第三外部蒸发器10出口连接，内置管壳式换热器6二次侧出口与液气分离罐 5入口连接，液气分离罐5出口与二氧化碳压缩机1入口连接，内部板式换热器3二次侧入口与内部变频水泵4出口连接，内部变频水泵4入口与加热介质缓冲罐13热源侧出口连接，内部变频水泵4和采用变频循环泵，加热介质缓冲罐13热源侧入口与内部板式换热器3二次侧出口连接，加热介质缓冲罐13需热侧出口与变频加热循环泵16入口连接，变频加热循环泵16出口分别与第三电磁阀17入口侧、第四电磁阀18入口侧、第五电磁阀19入口侧连接，变频加热循环泵16采用变频循环泵，第三电磁阀17出口侧与第一空调盘管27入口侧连接，第四电磁阀18出口侧与第二空调盘管28入口侧连接，第五电磁阀19出口侧与第三空调盘管29入口侧连接，加热介质缓冲罐13需热侧入口分别与第一空调盘管27出口侧、第二空调盘管28出口侧、第三空调盘管29出口侧连接。

进一步地，是将第二外部蒸发器9放置于冷冻室31中，且还将第三外部蒸发器10、主风机20、第一烘干室33、第二烘干室34、第三烘干室35放置于主烘干室32中，第一风机 21放置于第一烘干室33入口处，第一空调盘管27放置于第一烘干室33中，第二风机22 放置于第二烘干室34入口处，第二空调盘管28放置于第二烘干室34中，第三风机23放置于第三烘干室35入口处，第三空调盘管29放置于第三烘干室35中，加热介质缓冲罐13 中设有第一热电阻14，冷冻室31中设有第五热电阻30，第一烘干室33中设有第二热电阻 24，第二烘干室34中设有第三热电阻25，第三烘干室35中设有第四热电阻26。

进一步地，还可以在外部配置内置微电脑控制主板15，与系统中各个元器件电连接，用以实现对系统的操作进行控制，但在使用时需要人工设置预热温度、预热时间、烘干温度、烘干时间。在预热结束后保持预热工作状态并提醒使用人员进行下一步操作，使用人员在放置物料后进行人工操作，使系统进入烘干状态。由于烘干状态分多个阶段，在预先设置时可以直接设置每个阶段的烘干温度与烘干时间，并可设置发出提醒的时间点。烘干结束后也会发出提醒，提醒工作人员结束烘干。

本实用新型一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统在使用时：

首先在预热状态下，第二电磁阀12关闭，冷媒不流经第三外部蒸发器10，调节第三电磁阀17、第四电磁阀18、第五电磁阀19的开度，使第一烘干室33、第二烘干室34、第三烘干室35达到预热温度并保持30分钟以上后，发出进行下一步操作的提醒；

然后在烘干状态下，第二电磁阀12开启，第三外部蒸发器10起到除湿作用，调节第三电磁阀17、第四电磁阀18、第五电磁阀19的开度，使第一烘干室33、第二烘干室34、第三烘干室35达到每个阶段要求的烘干温度，烘干结束后发出烘干结束的提醒；

且可以通过第二外部蒸发器9会回收冷冻室31中的部分热量，冷冻室31未达到冷冻温度时，第一电磁阀11开启，冷媒可以流经第二外部蒸发器9；冷冻室31达到冷冻温度时，第一电磁阀11关闭，冷媒无法流经第二外部蒸发器9。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：包括二氧化碳压缩机、内部缓冲罐、内部板式换热器、内部变频水泵、液气分离罐、内置管壳式换热器、第一外部蒸发器、加热介质缓冲罐、变频加热循环泵、冷冻室及主烘干室，所述冷冻室中设置有第二外部蒸发器，所述主烘干室中设置有第三外部蒸发器，所述二氧化碳压缩机出口与内部缓冲罐入口连接，所述内部缓冲罐出口与内部板式换热器一次侧入口连接，所述内部板式换热器一次侧出口与内置管壳式换热器一次侧入口连接，所述内置管壳式换热器一次侧出口分别与第一、第二及第三外部蒸发器入口连接，所述内置管壳式换热器二次侧入口分别与第一、第二及第三外部蒸发器出口连接，所述内置管壳式换热器二次侧出口与液气分离罐入口连接，所述液气分离罐出口与二氧化碳压缩机入口连接，所述内部板式换热器二次侧入口与内部变频水泵出口连接，所述内部变频水泵入口与加热介质缓冲罐热源侧出口连接，所述加热介质缓冲罐热源侧入口与内部板式换热器二次侧出口连接，所述加热介质缓冲罐需热侧出口与变频加热循环泵入口连接，变频加热循环泵出口与所述主烘干室入口连接，所述主烘干室出口与所述加热介质缓冲罐入口连接。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：所述主烘干室中还设置有主风机、第一烘干室、第二烘干室、第三烘干室，第一风机放置于第一烘干室入口处，第一空调盘管放置于第一烘干室中，第二风机放置于第二烘干室入口处，第二空调盘管放置于第二烘干室中，第三风机放置于第三烘干室入口处，第三空调盘管放置于第三烘干室中，加热介质缓冲罐中设有第一热电阻，冷冻室中设有第五热电阻，第一烘干室中设有第二热电阻，第二烘干室中设有第三热电阻，第三烘干室中设有第四热电阻。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：所述变频加热循环泵出口设置有三条管路，分别连接于所述第一空调盘管、第二空调盘管及第三空调盘管，且在上述三条管路上分别设置有第三电磁阀、第四电磁阀及第五电磁阀，所述变频加热循环泵出口分别与第三电磁阀入口侧、第四电磁阀入口侧、第五电磁阀入口侧连接，所述第三电磁阀出口侧与第一空调盘管入口侧连接，所述第四电磁阀出口侧与第二空调盘管入口侧连接，所述第五电磁阀出口侧与第三空调盘管入口侧连接，所述加热介质缓冲罐需热侧入口分别与第一空调盘管出口侧、第二空调盘管出口侧、第三空调盘管出口侧连接。

4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：所述内置管壳式换热器一次侧出口处设置有电子膨胀阀，且所述内置管壳式换热器一次侧出口与电子膨胀阀入口连接，所述电子膨胀阀出口分别与第一外部蒸发器入口、第一电磁阀入口端、第二电磁阀入口端连接，所述第一电磁阀出口端与第二外部蒸发器入口连接，第二电磁阀出口端与第三外部蒸发器入口连接。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：所述的内部变频水泵采用变频循环泵。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳空气源热泵冷冻烘干系统，其特征在于：所述的变频加热循环泵采用变频循环泵。