CN210638472U - 基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置 - Google Patents

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王教领
宋卫东
丁天航
王明友
吴今姬
周德欢
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Abstract

本实用新型公开了一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,包括蒸发器、前级冷凝器、后级冷凝器和用于干燥物料的干燥箱,所述干燥箱的出口与蒸发器入口连接,蒸发器的出口正对除湿转轮,蒸发器内的气体经过除湿转轮后进入到前级冷凝器,前级冷凝器与后级冷凝器连接,后级冷凝器的气体通过第一加热器与干燥箱的入口连接。本发明的一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,基于分级冷凝模式,前级冷凝器用于转轮再生,后级冷凝器用于物料干燥,同时后级冷凝放热可以针对热量需求进行调节补充给前级再生,实现了热能的合理配置。

Description

基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置
技术领域
本发明涉及基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,属于农业机械领域。
背景技术
农产品干制是其贮藏的重要手段。常见干燥类型有辐射、传导与对流干燥三种方式,其中对流干燥以其设备简单、适用范围大而获得了广泛的应用。对流干燥一般可调参数有风温、风速与干燥介质湿度,但温度在每个干燥阶段都有上限,超过上限会破坏农产品品质;风量调节也不宜太大,超过最佳风量不利于干燥介质与物料之间进行充分的热交换。而干燥介质的湿度在干燥大部分阶段是不受限制的,低湿度可以提高干燥速率,实现低温干燥,因此湿度是一个理想的调节参数。
典型的转轮除湿系统一般由转轮、表冷器及加热器等组成。新风或回风先通过表冷器降温除湿后进入转轮除湿,转轮中装填吸附剂,转轮面分为除湿与再生区。在除湿过程中,转轮在驱动装置带动下缓慢转动,当转轮在除湿区域吸附水分达到饱和状态后,进入再生区域由高温空气进行脱附再生,这一过程循环进行,除湿干燥后的处理出风经加热或降温后送入干燥箱。虽然有部分专利提出了基于热泵系统的转轮除湿系统,实现了节能除湿,即用蒸发器替代表冷器,用冷凝器释放蒸发热量,实现能量的循环利用,并利用冷凝热进行物料干燥。但因为转轮再生温度一般需要120℃左右,而室温和冷凝温度都不高,需要进行电加热能耗大。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,基于分级冷凝模式,前级冷凝器用于转轮再生,后级冷凝器用于物料干燥,且可对后级热量进行合理分配。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,包括蒸发器、前级冷凝器、后级冷凝器和用于干燥物料的干燥箱,所述干燥箱的出口与蒸发器入口连接,蒸发器的出口正对除湿转轮,蒸发器内的气体经过除湿转轮后进入到后级冷凝器,后级冷凝器与前级冷凝器连接,后级冷凝器的气体通过第一加热器与干燥箱的入口连接;经过蒸发器的制冷剂经过压缩机压缩后先经过前级冷凝器再进入后级冷凝器,后级冷凝器中的制冷剂通过管道进入到蒸发器中;前级冷凝器对来自环境的再生进风进行加热,并辅以一定的电加热对转轮进行再生处理,经转轮除湿后的空气经过后级冷凝器加热后根据需要进行辅助加热后进入干燥箱。同时后级冷凝热根据需要也可优先分配给转轮再生。
作为优选,所述干燥箱的出口与蒸发器之间设有三通装置,三通装置包含回风进风口、新风进风口和出风口,所述回风进风口设有回风进风阀,在新风进风口出设有新风进风阀,蒸发器的第一迎风面与出风口连接,气体从第一迎风面进入蒸发器,从第二迎风面排出,对除湿转轮进行除湿,在第二迎风面设有温湿度传感器。
作为优选,所述温湿度传感器检测的温度为t℃,湿度为d,焓值i=1.01t+(2500+1.84t)d。
作为优选,所述温湿度传感器与控制器连接,控制器分别与回风进风阀和新风进风阀信号连接。
一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置的再生方法,包括以下步骤:
(1)将各个系统连接完毕;
(2)控制器控制新风进风阀接通系统外空气,关闭干燥箱的出口的回风,整个系统正常工作;
(3)当经过4-5min后,控制器计算温湿度传感器最后一次焓值I1,控制器控制新风进风阀关闭系统外空气,打开回风进风阀,接通干燥箱的回风,5~8s后,控制器计算温湿度传感器的焓值I2
(4)当I1-I2的值大于零时,控制器控制回风进风阀关闭系统回风,打开新风进风阀,利用室外空气进行干燥,重复步骤(3);若当I1-I2的值小于等于零时,控制器控制新风进风阀关闭系统新风,打开回风进风阀,开始利用回风干燥,直到完成干燥。
在本发明中,因为传统箱式干燥有开式、半开式与封闭式,例如封闭式干燥,在环境允许的情况下,前期回风湿度大、温度低不宜利用,所以前期需要进行开式干燥,当达到一定程度,回风湿度小、温度高时,可以考虑关闭新风利用回风干燥,这样能够更好的利用空气能,实现节能干燥。
在本发明中,对于新风与循环风的转换问题由以下程序控制:利用温湿度传感器分别测量新风与回风在经过蒸发器后的温湿度并计算出焓值,并标记为I1、I2,当I2≥I1时利用回风,I2<I1时利用新风。
本发明根据上述问题,利用分级冷凝的技术,即制冷剂从压缩机出来后先经过前级冷凝器放热,可以把空气加热到T0(T0>Tc,Tc为冷凝温度),并辅以电加热完成再生。制冷剂再经过后级冷凝器冷凝放热后根据需要用于物料加热。针对转轮脱附再生能耗大、风温高问题,利用压缩机排气预热,实现分级冷凝,实现热量的高效利用,有效降低了再生能耗。
在本发明中,其中前级冷凝器与后级冷凝器通过串联连接,经过蒸发器的制冷剂经过压缩机压缩后先经过前级冷凝器再进入后级冷凝器,经转轮除湿后的空气经过后级冷凝器加热后根据需要进行辅助加热后进入干燥箱,而前级冷凝器对来自环境的再生进风进行加热,并辅以一定的电加热对转轮进行再生处理。同时后级冷凝放热在低温干燥中加热负荷低,可以针对热量进行调节补充给前级再生。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1.通过设置一级与二级冷凝器建立分级冷凝模式,实现了节能再生。在之前采用单个冷凝器时所有热量均用于物料干燥,再生过程采用电辅热,而采用两个冷凝器之后,前级冷凝器用于再生加热,显然比电辅热节能,再者因前级冷凝器比后级冷凝器小,其可以将空气加热到比冷凝温度较高的温度,获得了高品位热能。同时本方案还可实现对后级能量的合理分配。
2.基于分级冷凝模式,前级冷凝器用于转轮再生,后级冷凝器用于物料干燥,实现了热能的高效配置。
3.利用冷凝器串联形式,后级冷凝器冷凝面积是前级冷凝器的若干倍,促进高品位热能的获得。后级冷凝器的制热量大概是前级冷凝器的5倍,当制冷剂进入前级冷凝器后制冷剂会由过热状态进入两相区,此阶段虽然提供的总热量不大,但是可以将空气加热到较高的温度,获得高品位热能,提高
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效率,减少电辅热加热能耗。
附图说明
图1为本发明的系统组成图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示,本发明的基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,包括蒸发器1、前级冷凝器6、后级冷凝器7和用于干燥物料的干燥箱9,所述干燥箱9的出口与蒸发器1入口连接,蒸发器1的出口正对除湿转轮11,蒸发器1内的气体经过除湿转轮和除湿风机10后进入到后级冷凝器7,前级冷凝器6与后级冷凝器7串联连接,后级冷凝器7的气体通过第一加热器与干燥箱9的入口连接。前级冷凝器6对来自环境的再生进风通过第二加热器5加热,加热后通过除湿转轮对除湿转轮除湿区域4加热,通过风机3排出。经过蒸发器的制冷剂经过压缩机2压缩后先经过前级冷凝器6再进入后级冷凝器7,后级冷凝器7中的制冷剂通过管道进入到蒸发器1中。
在本发明中,所述干燥箱9的出口与蒸发器1之间设有三通装置,三通装置包含回风进风口15、新风进风口18和出风口19,所述回风进风口15设有回风进风阀16,回风出风口13设有回风出风阀14,在新风进风口出设有新风进风阀17,蒸发器1的第一迎风面与出风口连接,气体从第一迎风面进入蒸发器1,从第二迎风面排出,对除湿转轮进行除湿,在第二迎风面设有温湿度传感器12。所述温湿度传感器12检测的温度为t℃,湿度为d,焓值i=1.01t+(2500+1.84t)d。所述温湿度传感器12与控制器连接,控制器分别与回风进风阀和新风进风阀信号连接。
一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置的再生方法,包括以下步骤:
(1)将各个系统连接完毕;
(2)控制器控制新风进风阀接通系统外空气,关闭干燥箱9的出口的回风,整个系统正常工作;
(3)当经过4-5min后,控制器计算温湿度传感器12最后一次焓值I1,控制器控制新风进风阀关闭系统外空气,打开回风进风阀,接通干燥箱9的回风,5~8s后,控制器计算温湿度传感器12的焓值I2
(4)当I1-I2的值大于零时,控制器控制回风进风阀关闭系统回风,打开新风进风阀,利用室外空气进行干燥,重复步骤(3);若当I1-I2的值小于等于零时,控制器控制新风进风阀关闭系统新风,打开回风进风阀,开始利用回风干燥,直到完成干燥。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,其特征在于:包括蒸发器、前级冷凝器、后级冷凝器和用于干燥物料的干燥箱,所述干燥箱的出口与蒸发器入口连接,蒸发器的出口正对除湿转轮,蒸发器内的气体经过除湿转轮后进入到后级冷凝器,后级冷凝器与前级冷凝器连接,后级冷凝器的气体通过第一加热器与干燥箱的入口连接;经过蒸发器的制冷剂经过压缩机压缩后先经过前级冷凝器再进入后级冷凝器,后级冷凝器中的制冷剂通过管道进入到蒸发器中;前级冷凝器对来自环境的再生进风进行加热,并辅以电加热对转轮进行再生处理,经转轮除湿后的空气经过后级冷凝器加热后根据需要进行辅助加热后进入干燥箱。
2.根据权利要求1所述的基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,其特征在于:所述干燥箱的出口与蒸发器之间设有三通装置,三通装置包含回风进风口、新风进风口和出风口,所述回风进风口设有回风进风阀,在新风进风口出设有新风进风阀,蒸发器的第一迎风面与出风口连接,气体从第一迎风面进入蒸发器,从第二迎风面排出,对除湿转轮进行除湿,在第二迎风面设有温湿度传感器。
3.根据权利要求2所述的基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,其特征在于:所述温湿度传感器检测的温度为t℃,湿度为d,焓值i=1.01t+(2500+1.84t)d。
4.根据权利要求3所述的基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置,其特征在于:所述温湿度传感器与控制器连接,控制器分别与回风进风阀和新风进风阀信号连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110849137A (zh) * 2019-01-22 2020-02-28 农业农村部南京农业机械化研究所 基于转轮干燥的压缩机排气分级冷凝预热装置及再生方法

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