CN210176712U - 一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，包括：烘干箱，烘干箱的箱体上端开设有进料口，下端对应开设有出料口，烘干箱的箱体内部设置有传送装置、冷凝器、第一散热器和第二散热器，烘干箱的箱体外部设置有第一换热循环单元和第二换热循环单元；冷凝器设置于传送装置上方，第一散热器和第二散热器均设置于传送装置下方，第一散热器通过管道与所述第一换热循环单元连通，第二散热器通过管道与第二换热循环单元连通。冷媒通过所述蒸发器后，吸收环境中的热能，在通过所述第一压缩机后，转变为高温高压液气混合状态，通过所述第一换热器提升了进入所述蒸发器的冷媒的温度，同时降低了进入所述第一压缩机的冷媒的温度，整个系统灵活方便。

Description

一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统

技术领域：

本实用新型属于热能工程技术领域，特别涉及一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统。

背景技术：

目前在城市污泥处理过程中，污泥烘干是一道重要工序。目前城市污泥处理多采用原始填埋方式处理，不仅造成环境的污染，并且在含水污泥运输过程中存在运输成本的增加。根据污泥含水率高、体积庞大、性质复杂、难以处理的特点，目前广泛采用的是机械压缩污泥与电加热烘干污泥等方式。然而采用机械压缩污泥的方式进行前端城市污泥处理，处理后的污泥含水量较多，达不到后期处理的标准，还需要进一步烘干处理，接下来采用电热式烘干耗能大，造成了二次资源的浪费。

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，它以消耗地位热源、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克服北方地区冬天低温环境，普通空气源在加热方式上采用循环式，在低温情况下热量无法及时传输以及普通含氟冷媒不具备低温特性导致系统无法吸收热量造成压缩机低压报警，无法正常运转，需依靠电辅助加热器完成基本的加热效果，从而无法体现出空气源节能环保的特性。所以利用二氧化碳(R744)的低温特性作为冷媒介质的二氧化碳空气源热泵污泥烘干系统应运而生。

实用新型内容：

本实用新型的目的就在于克服上述缺陷，提供了一种便于安装布置、操作简单，且节能高效的北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，包括：烘干箱，所述烘干箱的箱体上端开设有进料口，下端对应开设有出料口，所述烘干箱的箱体内部设置有传送装置、冷凝器、第一散热器和第二散热器，所述烘干箱的箱体外部设置有第一换热循环单元和第二换热循环单元；

所述冷凝器设置于所述传送装置上方，所述第一散热器和第二散热器均设置于所述传送装置下方，所述第一散热器通过管道与所述第一换热循环单元连通，所述第二散热器通过管道与所述第二换热循环单元连通；

所述第一换热循环单元包括第一压缩机、第一储液罐、第一换热器、第一膨胀阀、蒸发器及第一液气分离罐，所述第一压缩机为二氧化碳压缩机，所述第一压缩机的入口端与所述第一液气分离罐的出口端通过管道连通，所述第一压缩机的出口端与所述第一储液罐的入口端通过管道连通，所述第一储液罐的出口端与所述第一散热器的入口端通过管道连通，所述第一换热器的第一进液口与所述第一散热器的出口端通过管道连通，所述第一换热器的第一出液口与所述蒸发器的进液口通过管道连通，且在靠近所述蒸发器的进液口的管道上安装有所述第一膨胀阀，所述第一换热器的第二进液口与所述蒸发器的出液口通过管道连通，所述第一换热器的第二出液口与所述第一液气分离罐的入口端通过管道连通；

所述第二换热循环单元包括第二压缩机、第二储液罐、第二液气分离罐、第二换热器及第二膨胀阀，所述第二压缩机的入口端与所述第二液气分离罐的出口端通过管道连通，所述第二压缩机的出口端与所述第二储液罐的入口端通过管道连通，所述第二储液罐的出口端与所述第二散热器的入口端通过管道连通，所述第二换热器的第一进液口与所述第二散热器的出口端通过管道连通，所述第二换热器的第一出液口与所述冷凝器的入口端通过管道连通，且在靠近所述冷凝器的入口端的管道上安装有所述第二膨胀阀，所述第二换热器的第二进液口与所述冷凝器的出口端通过管道连通，所述第二换热器的第二出液口与所述第二液气分离罐的入口端通过管道连通。

所述传送装置包括在所述箱体内部自上而下设置有第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置的进料端设置于所述进料口下方，所述冷凝器设置于所述第一传送装置的出料端上方，所述第二传送装置的进料端设置于所述第一传送装置的出料端下方，所述第二传送装置的出料端设置于所述出料口上方。

所述第一传送装置和第二传送装置均为传送带。

所述冷凝器和所述第一传送装置之间还设置有托盘，所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部形成延伸部，且在所述延伸部的端部下方设置有收集箱。

所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部，弯折九十度形成所述延伸部。

所述箱体外部还设置有控制器，所述传送装置、所述第一膨胀阀及第二膨胀阀均和所述控制器电连接，所述控制器控制所述传送装置的速度，及所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。

所述进料口和出料口均呈喇叭口状，所述进料口和出料口的大口端均远离所述箱体设置。

所述第二压缩机为R410A压缩机。

所述第一换热器和第二换热器均为管壳式换热器。

所述第一散热器和第二散热器均为散热风盘。

本实用新型一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统的有益效果：本实用新型的结构具有便于安装布置，操作简单，节能高效等优点，冷媒通过所述蒸发器后，吸收环境中的热能，在通过所述第一压缩机后，转变为高温高压液气混合状态，然后通过气化过程制取高温加热介质，通过所述第一换热器提升了进入所述蒸发器的冷媒的温度，同时降低了进入所述第一压缩机的冷媒的温度，通过蒸发器与第一换热器的配合使用，使整个系统灵活方便，实现空气源热泵的除湿功能，降低了整套系统的运行成本，同时采用的二氧化碳压缩机，使得系统具备空气热泵的高能效率与低温环境下仍能运行的优点，能够保障污泥烘干系统持续稳定地高效运行。

附图说明：

图1为本实用新型的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统的结构示意图；

图中：1-第一压缩机，2-第一储液罐，3-第一换热器，4-第一膨胀阀，5-蒸发器，6-第一液气分离罐，7-第一散热风盘，8-第二散热风盘，9-收集箱，10-控制器，11-第二压缩机，12-第二储液罐，13-第二液气分离罐，14-第二换热器，15-第二膨胀阀，16-冷凝器，17-进料口，18-烘干箱，19-第一传送带，20-第二传送带，21-出料口。

具体实施方式：

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型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，在本实用新型中涉及“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，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提供的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，包括：烘干箱18，所述烘干箱18的箱体上端开设有进料口17，下端对应开设有出料口21，且在其中一个实施例中，所述进料口17和出料口21均呈喇叭口状，所述进料口17和出料口21的大口端均远离所述箱体设置，所述烘干箱18的箱体内部设置有传送装置、冷凝器16、第一散热器和第二散热器，所述烘干箱18的箱体外部设置有第一换热循环单元和第二换热循环单元；所述冷凝器16设置于所述传送装置上方，所述第一散热器和第二散热器均设置于所述传送装置下方，所述第一散热器通过管道与所述第一换热循环单元连通，所述第二散热器通过管道与所述第二换热循环单元连通，冷媒通过所述蒸发器5后，吸收环境中的热能，在通过所述第一压缩机1后，转变为高温高压液气混合状态，然后通过气化过程制取高温加热介质，通过所述第一换热器3提升了进入所述蒸发器5的冷媒的温度，同时降低了进入所述第一压缩机1的冷媒的温度。

具体地，在本实施例中，所述传送装置包括在所述箱体内部自上而下设置有第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置作为进料装置，所述第二传送装置作为出料装置，且在其中一个实施例中，所述第一传送装置和第二传送装置均为传送带，所述第一传送带19的进料端设置于所述进料口17下方，所述冷凝器16设置于所述第一传送带19的出料端上方，所述第二传送带20的进料端设置于所述第一传送带19的出料端下方，所述第二传送带20的出料端设置于所述出料口21上方，且所述箱体外部还设置有控制器10，所述第一传送带19和第二传送带20均和所述控制器10电连接，通过所述控制器10控制所述第一传送带19的进料速度，及第二传送带20的出料速度，以满足物料的烘干质量的要求。

具体地，在本实施例中，所述第一换热循环单元包括第一压缩机1、第一储液罐2、第一换热器3、第一膨胀阀4、蒸发器5及第一液气分离罐6，且所述第一压缩机1为二氧化碳压缩机，所述第一换热器3为管壳式换热器，所述第一散热器为散热风盘，所述第一压缩机1的入口端与所述第一液气分离罐6的出口端通过管道连通，所述第一压缩机1的出口端与所述第一储液罐2的入口端通过管道连通，所述第一储液罐2的出口端与所述第一散热风盘7的入口端通过管道连通，所述第一换热器3的第一进液口与所述第一散热风盘7的出口端通过管道连通，所述第一换热器3的第一出液口与所述蒸发器5的进液口通过管道连通，且在靠近所述蒸发器5的进液口的管道上安装有所述第一膨胀阀4，所述第一换热器3的第二进液口与所述蒸发器5的出液口通过管道连通，所述第一换热器3的第二出液口与所述第一液气分离罐6的入口端通过管道连通，所述第一膨胀阀4与所述控制器10电连接，所述控制器10控制所述第一膨胀阀4的开度。

具体地，在本实施例中，所述第二换热循环单元包括第二压缩机11、第二储液罐12、第二液气分离罐13、第二换热器14及第二膨胀阀15，且所述第二压缩机11为R410A压缩机，所述第二换热器14为管壳式换热器，所述第二散热器为散热风盘，所述第二压缩机11的入口端与所述第二液气分离罐13的出口端通过管道连通，所述第二压缩机11的出口端与所述第二储液罐12的入口端通过管道连通，所述第二储液罐12的出口端与所述第二散热风盘8的入口端通过管道连通，所述第二换热器14的第一进液口与所述第二散热风盘8的出口端通过管道连通，所述第二换热器14的第一出液口与所述冷凝器16的入口端通过管道连通，且在靠近所述冷凝器16的入口端的管道上安装有所述第二膨胀阀15，所述第二换热器14的第二进液口与所述冷凝器16的出口端通过管道连通，所述第二换热器14的第二出液口与所述第二液气分离罐13的入口端通过管道连通，所述第二膨胀阀15与所述控制器10电连接，所述控制器10控制所述第二膨胀阀15的开度。

具体地，在本实施例中，所述冷凝器16和所述第一传送装置之间还设置有托盘，所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部形成延伸部，且在所述延伸部的端部下方设置有收集箱9，在其中一个实施例中，所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部，弯折九十度形成所述延伸部。

本实用新型工作时，二氧化碳压缩机通过蒸发器5获取室外低品位的热能，将热量传送到烘干箱18内烘干箱18内第一散热风盘7和第二散热风盘8开始工作，污泥从所述进料口17进入所述烘干箱18内，通过第一传送带19和第二传送带20将烘干后制品通过出料口21输出，在工作期间，烘干箱18内部在第一散热风盘7和第二散热风盘8的作用下，温度提高，烘干箱18内部冷凝器16收集烘干箱18内部湿热空气，冷凝后的冷凝水通过托盘送入收集箱9，热量则通过第一压缩机1压缩后，转化成热量后，重新进入第二散热风盘8。所述第一压缩机1采用二氧化碳压缩机，以保证烘干设备在东北地区冬季能够保证正常运转，并且根据二氧化碳冷媒特性，不仅能够在低温环境下能够正常节能运转，而且二氧化碳压缩机出口温度能够达到140℃高温，满足污泥所需要的高温热能；且考虑到烘干箱18内冷凝装置的工作环境处于高温环境下，故第二压缩机1采用常温型R410A压缩机，以实现湿热空气的除湿与热量回收功能。

在作业过程中，还可以根据烘干箱18内的污泥量，通过控制器10来智能控制所述第一传送带19与第二传送带20的运转速度，进一步地，还可以将所述第一散热风盘7和第二散热风盘8与所述控制器10电连接，根据污泥进料量反馈控制箱内第一散热风盘7和第二散热风盘8，实现温度调控。且通过蒸发器5与第一换热器3的配合使用，使整个系统灵活方便，不仅充分发挥了二氧化碳空气热泵的高能效率与低温环境下仍能运行的优点，还能够保障污泥烘干系统持续稳定地高效运行。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型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 (10)

1.一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：包括烘干箱，所述烘干箱的箱体上端开设有进料口，下端对应开设有出料口，所述烘干箱的箱体内部设置有传送装置、冷凝器、第一散热器和第二散热器，所述烘干箱的箱体外部设置有第一换热循环单元和第二换热循环单元；

所述冷凝器设置于所述传送装置上方，所述第一散热器和第二散热器均设置于所述传送装置下方，所述第一散热器通过管道与所述第一换热循环单元连通，所述第二散热器通过管道与所述第二换热循环单元连通；

所述第一换热循环单元包括第一压缩机、第一储液罐、第一换热器、第一膨胀阀、蒸发器及第一液气分离罐，所述第一压缩机为二氧化碳压缩机，所述第一压缩机的入口端与所述第一液气分离罐的出口端通过管道连通，所述第一压缩机的出口端与所述第一储液罐的入口端通过管道连通，所述第一储液罐的出口端与所述第一散热器的入口端通过管道连通，所述第一换热器的第一进液口与所述第一散热器的出口端通过管道连通，所述第一换热器的第一出液口与所述蒸发器的进液口通过管道连通，且在靠近所述蒸发器的进液口的管道上安装有所述第一膨胀阀，所述第一换热器的第二进液口与所述蒸发器的出液口通过管道连通，所述第一换热器的第二出液口与所述第一液气分离罐的入口端通过管道连通；

所述第二换热循环单元包括第二压缩机、第二储液罐、第二液气分离罐、第二换热器及第二膨胀阀，所述第二压缩机的入口端与所述第二液气分离罐的出口端通过管道连通，所述第二压缩机的出口端与所述第二储液罐的入口端通过管道连通，所述第二储液罐的出口端与所述第二散热器的入口端通过管道连通，所述第二换热器的第一进液口与所述第二散热器的出口端通过管道连通，所述第二换热器的第一出液口与所述冷凝器的入口端通过管道连通，且在靠近所述冷凝器的入口端的管道上安装有所述第二膨胀阀，所述第二换热器的第二进液口与所述冷凝器的出口端通过管道连通，所述第二换热器的第二出液口与所述第二液气分离罐的入口端通过管道连通。

2.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述传送装置包括在所述箱体内部自上而下设置有第一传送装置和第二传送装置，所述第一传送装置的进料端设置于所述进料口下方，所述冷凝器设置于所述第一传送装置的出料端上方，所述第二传送装置的进料端设置于所述第一传送装置的出料端下方，所述第二传送装置的出料端设置于所述出料口上方。

3.根据权利要求2所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述第一传送装置和第二传送装置均为传送带。

4.根据权利要求2所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述冷凝器和所述第一传送装置之间还设置有托盘，所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部形成延伸部，且在所述延伸部的端部下方设置有收集箱。

5.根据权利要求4所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述托盘靠近所述箱体一端延伸至所述箱体外部，弯折九十度形成所述延伸部。

6.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述箱体外部还设置有控制器，所述传送装置、所述第一膨胀阀及第二膨胀阀均和所述控制器电连接，所述控制器控制所述传送装置的速度，及所述第一膨胀阀和第二膨胀阀的开度。

7.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述进料口和出料口均呈喇叭口状，所述进料口和出料口的大口端均远离所述箱体设置。

8.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述第二压缩机为R410A压缩机。

9.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述第一换热器和第二换热器均为管壳式换热器。

10.根据权利要求1所述的一种北方地区城市污泥二氧化碳空气源热泵烘干系统，其特征在于：所述第一散热器和第二散热器均为散热风盘。

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