CN210532971U - 一种小型高效除湿热泵干燥装置 - Google Patents

Abstract

一种小型高效除湿热泵干燥装置，包括密封的干燥室、热管换热器、热电模块和热泵，热泵包括依次通过管道相连通而形成回路的膨胀阀、蒸发器、压缩机、第一冷凝器和第二冷凝器；干燥室设有进风口和出风口，进风口和出风口之间通过干燥通道相连通，干燥通道内设有循环风机；蒸发器设在干燥通道内靠近出风口一侧，第一冷凝器和第二冷凝器设在干燥通道内靠近进风口一侧；干燥通道内设有折流板，热管换热器蒸发段、热电模块冷端、热电模块热端和热管换热器冷凝段依次沿空气前进方向设置，蒸发器设在热电模块热端和热管换热器冷凝段之间；干燥通道在热电模块冷端下方设有排水口。本实用新型能够对空气的除湿并降低空气的相对湿度，而达到高效除湿干燥的目的。

Description

一种小型高效除湿热泵干燥装置

技术领域

本实用新型涉及干燥设备技术领域，具体涉及了一种小型高效除湿热泵干燥装置。

背景技术

干燥已经广泛应用于粮食、水果、木材、水产品等方面，传统的干燥方式存在着较低的效率、较大的能耗以及环境污染等问题。热泵干燥相比于其他干燥方式具有显著的优点如：环保、高效节能、热效率高、除湿快以及被烘干物品的品质色泽好等。然而干燥过程是一个及其复杂的过程，其中涉及非常复杂的传热传质机理，甚至还有可能涉及到一定的生化反应过程。热泵干燥速率主要取决于干燥室的进风温度，进风温度越高，干燥速率越快，而在干燥后期干燥室的进风空气的水蒸气分压力的大小是影响整个后期干燥的主要因素，水蒸气分压力越小则干燥速率越快。从传热传质方面分析，干燥前期需要较高的进风温度，干燥后期既需要较高的干燥温度也需要空气具有较低的相对湿度。而现有的热泵干燥设备并没有针对进风温度进行改进。

有鉴于此，本申请有必要提供一种小型高效除湿热泵干燥装置。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种小型高效除湿热泵干燥装置，通过提高干燥室进风温度，同时降低进风空气的相对湿度，而达到高效除湿干燥的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种小型高效除湿热泵干燥装置，包括密封的干燥室、热管换热器、热电模块和热泵，热泵包括依次通过管道相连通而形成回路的膨胀阀、蒸发器、压缩机、第一冷凝器和第二冷凝器，蒸发器、第一冷凝器和第二冷凝器分别为翅片式换热器；干燥室设有进风口和出风口，所述进风口和出风口之间通过干燥通道相连通，干燥通道内设有将空气从出风口侧吹向进风口侧的循环风机；蒸发器设在干燥通道内靠近出风口一侧，第一冷凝器和第二冷凝器设在干燥通道内靠近进风口一侧；干燥通道内设有折流板，热管换热器和热电模块设在折流板上，热管换热器的蒸发段和冷凝段分别位于折流板两侧，热电模块的热端和冷端分别位于折流板的两侧，热管换热器蒸发段、热电模块冷端、热电模块热端和热管换热器冷凝段依次沿空气前进方向设置，蒸发器设在热电模块热端和热管换热器冷凝段之间；干燥通道在热电模块冷端下方设有排水口。

由上可知，在使用时，空气经过干燥室后对干燥室内的被干燥物进行干燥，从干燥室内出来的空气变成了相对低温的高湿空气，然后先经过热管换热器蒸发段释放热量，也就是进行了第一次热回收，当热管换热器蒸发段的热风温度越高时，相应热管换热器冷凝段的热风温度也就越高，经过热管换热器蒸发段后的空气，也就是进行了第一次冷却。空气从热管换热器蒸发段出来后，接着通过热电模块冷端而被降温，导致空气温度进一步接近凝露点温度，随着温度再次降低至凝露点，空气中的水分会在热电模块冷端凝结成水珠，最终滴落到渐扩通道上，会沿着渐扩通道坡面流至排水口排走，空气中的冷凝水会沿着干燥通道流至排水口排走，经过再次降温使得空气中部分水蒸汽凝露成水滴并排走，从降低进风空气的相对湿度，因此热电模块能够实现对空气的除湿并降低空气的相对湿度。接着空气经过热电模块热端被加热升温，加热升温后空气经过蒸发器而提高蒸发器温度，同时空气会被再次冷却，其次能够实现对空气进入蒸发器前的温度可控，也就控制了热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度。当空气过热管换热器冷凝段时，热管换热器冷凝段会将从热管换热器蒸发段释放回收的热量释放给空气，则空气会被加热升温，从而提高了空气进入冷凝器之前的温度，从传热角度分析，进风温度的升高，同时将热泵系统冷凝器分为第一冷凝器和第二冷凝器，结合逆流换热方式，将可以提高出风温度，而达到高效除湿干燥的目的。

综上所述，本实用新型通过再次降温使得空气中部分水蒸汽凝露成水滴并排走，因此热电模块能够实现对空气的除湿并降低空气的相对湿度，空气中水蒸气分压力越小则干燥速率越快；同时在空气经过蒸发器前进行加温，从而提高热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度；最后空气进入冷凝器之前再通过热管换热器冷凝段进行升温，从传热角度分析，进风温度的升高，同时将热泵系统冷凝器分为第一冷凝器和第二冷凝器，结合逆流换热方式，将可以提高出风温度，而达到高效除湿干燥的目的。

作为本实用新型的一种改进，所述热电模块的数量为N个，N个热电模块并排设置，N个热电模块沿空气流动方向依次为第一热电模块、第二热电模块、第三热电模块以及第N热电模块，所述干燥通道内壁上设有由热管换热器蒸发段至第一热电模块冷端的渐缩通道，所述干燥通道在位于N个热电模块下方的内壁上设有由第一热电模块冷端至第N热电模块冷端的渐扩通道，干燥通道在第N热电模块冷端下方设有排水口。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的创新点和有益效果在于：

本实用新型通过再次降温使得空气中部分水蒸汽凝露成水滴并排走，因此热电模块能够实现对空气的除湿并降低空气的相对湿度，空气相对湿度越低，空气中水蒸气分压力就会越小，则干燥速率越快；

通过设计适当渐缩渐扩通道，将有利于提高热电模块的前几级热电效率，具有一定的节能能力，同时又有利于排出凝结水。

此外通过调控热电装置的输入功率，既能实现除湿，又能实现对进入蒸发器空气温度的高低进行控制，对控制冷凝器或者说干燥室送风温度，具有很大的灵活性；

同时在空气经过蒸发器前被升温，从而提高热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度；

最后空气进入冷凝器之前再通过热管换热器冷凝段进行升温，从传热角度分析，进风温度的升高，同时将热泵系统冷凝器分为第一冷凝器和第二冷凝器，结合逆流换热方式，将可以提高出风温度，而达到高效除湿干燥的目的

附图说明

图1为本实用新型小型高效除湿热泵干燥装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。

实施例

请参考图1，一种小型高效除湿热泵干燥装置，包括密封的干燥室10、热管换热器30、热电模块40和热泵，热泵包括依次通过管道相连通而形成回路的膨胀阀61、蒸发器62、压缩机63、第一冷凝器64和第二冷凝器65，蒸发器62、第一冷凝器64和第二冷凝器65分别为翅片式换热器；

干燥室10设有进风口11和出风口12，所述进风口11和出风口12之间通过干燥通道20相连通，干燥通道20内设有将空气从出风口侧吹向进风口侧的循环风机50；

蒸发器62设在干燥通道20内靠近出风口12一侧，第一冷凝器64和第二冷凝器65设在干燥通道20内靠近进风口11一侧；

干燥通道20内设有折流板21，热管换热器30和热电模块40设在折流板21上，热管换热器30的蒸发段和冷凝段分别位于折流板21两侧，热电模块40的热端和冷端分别位于折流板21的两侧，热管换热器30蒸发段、热电模块40冷端、热电模块40热端和热管换热器30冷凝段依次沿空气前进方向设置，蒸发器62设在热电模块40热端和热管换热器30冷凝段之间；

干燥通道20在热电模块40冷端下方设有排水口22。

由上可知，在使用时，空气经过干燥室后对干燥室内的被干燥物进行干燥，从干燥室内出来的空气变成了相对低温的高湿空气，然后先经过热管换热器蒸发段释放热量，也就是进行了第一次热回收，当热管换热器蒸发段的热风温度越高时，相应热管换热器冷凝段的热风温度也就越高，经过热管换热器蒸发段后的空气，也就是进行了第一次冷却。空气从热管换热器蒸发段出来后，接着通过热电模块冷端而被降温，导致空气温度进一步接近凝露点温度，随着温度再次降低至凝露点，空气中的水分会在热电模块冷端凝结成水珠，最终滴落到渐扩通道上，会沿着渐扩通道坡面流至排水口排走，经过再次降温使得空气中部分水蒸汽凝露成水滴并排走，从降低进风空气的相对湿度，因此热电模块能够实现对空气的除湿并降低空气的相对湿度。接着空气经过热电模块热端被加热升温，加热升温后空气经过蒸发器而提高蒸发器温度，同时空气会被再次冷却，其次能够实现对空气进入蒸发器前的温度可控，也就控制了热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度。当空气过热管换热器冷凝段时，热管换热器冷凝段会将从热管换热器蒸发段释放回收的热量释放给空气，则空气会被加热升温，从而提高了空气进入冷凝器之前的温度，从传热角度分析，进风温度的升高，同时将热泵系统冷凝器分为第一冷凝器和第二冷凝器，结合逆流换热方式，将可以提高出风温度，而达到高效除湿干燥的目的。

综上所述，本实用新型通过再次降温使得空气中部分水蒸汽凝露成水滴并排走，因此热电模块能够实现对空气的除湿并降低空气的相对湿度，空气相对湿度越低，空气中水蒸气分压力就会越小，则干燥速率越快；此外通过调控热电装置的输入功率，既能实现除湿，又能实现对进入蒸发器空气温度的高低进行控制，具有很大的灵活性；同时在空气经过蒸发器前进行加温，从而提高热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度；最后空气进入冷凝器之前再通过热管换热器冷凝段进行升温，从传热角度分析，进风温度的升高，同时将热泵系统冷凝器分为第一冷凝器和第二冷凝器，结合逆流换热方式，将可以提高出风温度，而达到高效除湿干燥的目的。

在本实施例中，所述热电模块40的数量为N个，N个热电模块40并排设置，N个热电模块40沿空气流动方向依次为第一热电模块、第二热电模块、第三热电模块以及第N热电模块，所述干燥通道20内壁上设有由热管换热器30蒸发段至第一热电模块冷端的渐缩通道24，所述干燥通道20在位于N个热电模块40下方的内壁上设有由第一热电模块冷端至第N热电模块冷端的渐扩通道23，干燥通道20在第N热电模块冷端下方设有排水口22。

当空气从热管换热器蒸发段出来后进入至第一热电模块冷端至第N热电模块冷端之间时，由于干燥通道孔径在热管换热器蒸发段至第一热电模块冷端之间是逐渐收缩，而使得空气速度急剧上升，因此空气会快速地通过第一热电模块冷端和第二热电模块冷端同时被初步降温，导致空气中小部分水蒸汽达到凝露点温度并凝露，当空气经过第三热电模块冷端和第N热电模块冷端时，空气速度降低，增加了空气停留在第三热电模块冷端和第N热电模块冷端的时间，也就是增加了除湿的时间，空气中大部分水蒸汽能够达到凝露温度并凝露，凝露后的水通过排水口排出。设有渐缩通道和渐扩通道是为了使得空气快速通过第一热电模块冷端和第二热电模块冷端，而停留在第三热电模块冷端和第N热电模块冷端的时间较长，这是可以减少第一热电模块冷端和第二热电模块冷端的能耗，从而提高第一热电模块和第二热电模块的性能，同时能保证空气中大部分水蒸汽在第三热电模块冷端和第N热电模块冷端时被凝露，而N个热电模块热端同时对空气加热能有效提高空气经过蒸发器前的温度，也就是提高热泵的蒸发器及冷凝器的温度，其次通过调节N个热电模块的工作状态能够实现对空气进入蒸发器前的温度可控，也就控制了热泵的蒸发器温度，也就是控制了热泵冷凝器的温度。具体地，在本实施例中，所述热电模块40的数量为4个，可以设置许多个，热电模块的数量根据实际最大除湿量确定。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种小型高效除湿热泵干燥装置，其特征在于：包括密封的干燥室、热管换热器、热电模块和热泵，热泵包括依次通过管道相连通而形成回路的膨胀阀、蒸发器、压缩机、第一冷凝器和第二冷凝器，蒸发器、第一冷凝器和第二冷凝器分别为翅片式换热器；干燥室设有进风口和出风口，所述进风口和出风口之间通过干燥通道相连通，干燥通道内设有将空气从出风口侧吹向进风口侧的循环风机；蒸发器设在干燥通道内靠近出风口一侧，第一冷凝器和第二冷凝器设在干燥通道内靠近进风口一侧；干燥通道内设有折流板，热管换热器和热电模块设在折流板上，热管换热器的蒸发段和冷凝段分别位于折流板两侧，热电模块的热端和冷端分别位于折流板的两侧，热管换热器蒸发段、热电模块冷端、热电模块热端和热管换热器冷凝段依次沿空气前进方向设置，蒸发器设在热电模块热端和热管换热器冷凝段之间；干燥通道在热电模块冷端下方设有排水口。

2.根据权利要求1所述的小型高效除湿热泵干燥装置，其特征在于：所述热电模块的数量为N个，N个热电模块并排设置，N个热电模块沿空气流动方向依次为第一热电模块、第二热电模块、第三热电模块以及第N热电模块，所述干燥通道内壁上设有由热管换热器蒸发段至第一热电模块冷端的渐缩通道，所述干燥通道在位于N个热电模块下方的内壁上设有由第一热电模块冷端至第N热电模块冷端的渐扩通道，干燥通道在第N热电模块冷端下方设有排水口。

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