CN211147259U - 一种热泵型双流体除湿升温干燥机及干燥室 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵型双流体除湿升温干燥机及干燥室，干燥机包括带有制冷工质回路和控制单元、风机、热水泵的热泵机组本体，制冷工质回路包括串联连接的风冷式蒸发器、水冷型冷凝器、节流阀、压缩机，热泵机组本体上还设有潮湿空气进气口、干燥空气出气口、热水回流口以及热水输出口，潮湿空气进气口、风机、风冷式蒸发器的风冷通道、干燥空气出气口连通，热水回流口、热水泵、水冷型冷凝器的水冷通道、热水输出口连通，干燥室包括前述干燥机。本实用新型干燥能耗小、使用成本低、具备温度调节精度高，排湿能耗低，能够满足不同被干燥物对温度要求的干燥需求，具有良好的节能减排效果与广阔的市场应用推广前景。

Description

一种热泵型双流体除湿升温干燥机及干燥室

技术领域

本实用新型涉及热泵型干燥设备，具体涉及一种具有除湿干燥和升温干燥的特性的热泵型双流体除湿升温干燥机及干燥室。

背景技术

目前针对木材、烟叶、茶叶，粮食、林果干燥、海鲜制品等场景，采用的干燥机均为加热式对流干燥机，通过加热、强制对流将被干燥物的水分驱除，从而达到干燥的目的。但是，传统的加热式干燥机存在下述问题：排湿热损高，加热功耗高、湿度和温度调节能力弱，难以达到不同被干燥物的干燥需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种热泵型双流体除湿升温干燥机及干燥室，本实用新型具有除湿干燥和升温干燥的特性，具备单独湿度和温度调节能力，能够给实现连续排湿，干燥能耗小、使用成本低、具备温度调节精度高，排湿能耗低，大大提高干燥效率，可以根据干燥物料含湿的变化而实现干燥室的自动排湿，能够满足不同被干燥物对温度要求的干燥需求，可应用于木材、烟叶、茶叶，粮食、林果、海鲜制品等热敏性物料干燥等场景，具有良好的节能减排效果与广阔的市场应用推广前景。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

本实用新型提供一种热泵型双流体除湿升温干燥机，包括带有制冷工质回路和控制单元、风机、热水泵的热泵机组本体，所述制冷工质回路包括串联连接的风冷式蒸发器、水冷型冷凝器、节流阀、压缩机，所述节流阀的控制端与控制单元相连，所述热泵机组本体上还设有潮湿空气进气口、干燥空气出气口、热水回流口以及热水输出口，所述潮湿空气进气口通过风机和风冷式蒸发器的风冷通道入口连通，所述干燥空气出气口和风冷式蒸发器的风冷通道出口连通，所述热水回流口通过热水泵和水冷型冷凝器的水冷通道入口连通，所述热水输出口和水冷型冷凝器的水冷通道出口连通，所述节流阀、压缩机、风机、热水泵的控制端分别与控制单元相连。

可选地，所述潮湿空气进气口和风冷式蒸发器的风冷通道入口之间还并联有辅助进风口。

可选地，所述干燥空气出气口和风冷式蒸发器的风冷通道出口之间还并联有辅助出风口。

可选地，所述风冷式蒸发器的底部还设有集水盘，所述热泵机组本体中还设有膨胀水箱，所述集水盘和膨胀水箱的进水口相连，所述膨胀水箱的出水口并联在热水回流口、水冷型冷凝器的水冷通道入口之间或者热水输出口、水冷型冷凝器的水冷通道出口之间。

可选地，所述风冷式蒸发器还带有融霜管和蒸发温度传感器，所述融霜管和蒸发温度传感器分别与控制单元相连，所述控制单元根据蒸发温度传感器检测的蒸发温度控制融霜管的工作状态。

可选地，所述风冷式蒸发器的风冷通道入口还带有进气湿度传感器，所述进气湿度传感器与控制单元相连，所述控制单元根据进气湿度传感器检测的蒸发湿度控制节流阀的开度。

可选地，所述制冷工质回路上位于压缩机的上游设有前端温度传感器和前端压力传感器、位于压缩机的下游设有后端温度传感器和后端压力传感器，所述前端温度传感器、前端压力传感器、后端温度传感器、后端压力传感器分别与控制单元相连，所述控制单元根据前端温度传感器、后端温度传感器之间的温差以及前端压力传感器、后端压力传感器之间的压差控制压缩机的工作状态。

可选地，所述潮湿空气进气口处设有过滤器，所述热水回流口处设有无阻力过滤器。

可选地，所述控制单元还连接有干燥室湿度传感器，所述控制单元根据干燥室湿度传感器检测的干燥室湿度控制风机的转速。

可选地，所述控制单元还连接有干燥室温度传感器，所述热水泵还连接有变频器，所述变频器的控制端与控制单元相连，所述控制单元根据干燥室温度传感器检测的干燥室温度控制变频器的频率。

本实用新型提供一种干燥室，包括带有换热管的干燥室本体以及前述的热泵型双流体除湿升温干燥机，所述换热管的连接端分别与热泵型双流体除湿升温干燥机的热水回流口、热水输出口连通，所述干燥室本体上还设有干燥室进风口和干燥室出风口，所述干燥室进风口和热泵型双流体除湿升温干燥机的干燥空气出气口连通，所述干燥室出风口和热泵型双流体除湿升温干燥机的潮湿空气进气口连通。

和现有技术相比，本实用新型具有下述优点：

1、本实用新型热泵机组本体带有风冷式蒸发器、水冷型冷凝器，以及潮湿空气进气口、干燥空气出气口、热水回流口以及热水输出口，潮湿空气进气口通过风机和风冷式蒸发器的风冷通道入口连通，干燥空气出气口和风冷式蒸发器的风冷通道出口连通，热水回流口通过热水泵和水冷型冷凝器的水冷通道入口连通，热水输出口和水冷型冷凝器的水冷通道出口连通，节流阀、压缩机、风机、热水泵的控制端分别与控制单元相连，形成了热泵热端制热水加热干燥和热泵冷端除湿干燥的热量高效利用的干燥系统，形成了双流体（空气和水）载冷剂一体式干燥室结构，结构紧凑，占用空间小，从而能够实现干燥设备和干燥室的小型化。

2、本实用新型风冷式蒸发器、水冷型冷凝器形成的双流体（空气和水）一体式干燥机具有温湿度的独立控制功能，从而避免了常规热泵系统中热湿联合处理所带来的损失。温度控制：水冷型冷凝器中载冷剂吸收冷媒热量后水温升高，升温后的水进入干燥室对干燥室进行温度控制，通过调节热水泵的性能可实现对干燥室物料、空气进行加热，从而进行控温，使干燥室内温度达到设定要求；湿度控制：风冷式蒸发器对干燥室的排湿空气进行冷凝，降低排湿空气的含湿量后，再进入干燥室，改变节流阀的开度，控制制冷剂流量，从而改变蒸发温度，从而可使空气湿度达到进入干燥室的要求。

3、本实用新型双流体载热剂热水在干燥室的温差设置，及载热剂空气排湿后湿空气进入系统循环量，获得较高的蒸发温度，同时可以极大地减小冷凝器中制冷剂的高压蒸汽冷凝需要的能耗，提高能效比，且不需要依赖压缩机高压力比便可以达到较高的冷凝水温差，几乎完全消除了热泵的冷凝器高压报警，压缩机保护停机，蒸发器低温结霜，压缩机停机化霜的状况，极大地提高了系统整体运行效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的原理结构示意图。

图例说明：1、风冷式蒸发器；11、潮湿空气进气口；12、干燥空气出气口；13、辅助进风口；14、辅助出风口；15、集水盘；16、融霜管；17、蒸发温度传感器；18、进气湿度传感器；2、水冷型冷凝器；21、热水回流口；22、热水输出口；3、节流阀；4、压缩机；41、前端温度传感器；42、前端压力传感器；43、后端温度传感器；44、后端压力传感器；5、控制单元；51、干燥室湿度传感器；52、干燥室温度传感器；6、风机；7、热水泵；8、膨胀水箱；9、干燥室本体；91、换热管；92、干燥室进风口；93、干燥室出风口。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的热泵型双流体除湿升温干燥机包括带有制冷工质回路和控制单元5、风机6、热水泵7的热泵机组本体，制冷工质回路包括串联连接的风冷式蒸发器1、水冷型冷凝器2、节流阀3、压缩机4，节流阀3的控制端与控制单元5相连，热泵机组本体上还设有潮湿空气进气口11、干燥空气出气口12、热水回流口21以及热水输出口22，潮湿空气进气口11通过风机6和风冷式蒸发器1的风冷通道入口连通，干燥空气出气口12和风冷式蒸发器1的风冷通道出口连通，热水回流口21通过热水泵7和水冷型冷凝器2的水冷通道入口连通，热水输出口22和水冷型冷凝器2的水冷通道出口连通，节流阀3、压缩机4、风机6、热水泵7的控制端分别与控制单元5相连。本实施例的热泵型双流体除湿升温干燥机形成了热泵热端制热水加热干燥和热泵冷端除湿干燥的热量高效利用的干燥系统，形成了双流体（空气和水）载冷剂一体式干燥室结构，结构紧凑，占用空间小，从而能够实现干燥设备和干燥室的小型化。其中，制冷工质回路的制冷工质可以根据需要采用R22、或R134a、或R133型制冷工质；水冷型冷凝器2的水冷通道的载热剂可采用采用湿空气或水。本实施例的热泵型双流体除湿升温干燥机形成的双流体（空气和水）一体式干燥机具有温湿度的独立控制功能，从而避免了常规热泵系统中热湿联合处理所带来的损失。温度控制：水冷型冷凝器2中载冷剂吸收冷媒热量后水温升高，升温后的水进入干燥室对干燥室进行温度控制，通过调节热水泵7的性能可实现对干燥室物料、空气进行加热，从而进行控温，使干燥室内温度达到设定要求；湿度控制：风冷式蒸发器1对干燥室的排湿空气进行冷凝，降低排湿空气的含湿量后，再进入干燥室，改变节流阀3的开度，控制制冷剂流量，从而改变蒸发温度，从而可使空气湿度达到进入干燥室的要求。

如图1所示，潮湿空气进气口11处设有过滤器，热水回流口21处设有无阻力过滤器，通过上述过滤器结构，可以确保风冷式蒸发器1的风冷通道、水冷型冷凝器2的水冷通道无异物进入，确保风冷式蒸发器1、水冷型冷凝器2的性能和使用寿命。

如图1所示，潮湿空气进气口11和风冷式蒸发器1的风冷通道入口之间还并联有辅助进风口13，辅助进风口13的用途为使得潮湿空气进气口11和风冷式蒸发器1的风冷通道入口之间形成半开式循环结构，从而保证蒸发器有足够的热量使制冷剂完全汽化，从而能够达到保证热量平衡和提高热量传递效率的目的。

如图1所示，干燥空气出气口12和风冷式蒸发器1的风冷通道出口之间还并联有辅助出风口14，辅助出风口14的用途为使得干燥空气出气口12和风冷式蒸发器1的风冷通道出口之间形成半开式循环结构，从而使得干燥器的温度容易升高,进入干燥室的空气较易达到饱和，从而能够达到保证热量平衡和提高热量传递效率的目的。

如图1所示，风冷式蒸发器1的底部还设有集水盘15，热泵机组本体中还设有膨胀水箱8，集水盘15和膨胀水箱8的进水口相连，膨胀水箱8的出水口并联在热水回流口21、水冷型冷凝器2的水冷通道入口之间或者热水输出口22、水冷型冷凝器2的水冷通道出口之间，通过上述结构，使得水冷型冷凝器2的水冷通道的载热剂的补充水可由干燥后的湿空气冷凝水补充。

如图1所示，风冷式蒸发器1还带有融霜管16和蒸发温度传感器17，融霜管16和蒸发温度传感器17分别与控制单元5相连，如图1中箭头a所示，控制单元5根据蒸发温度传感器17检测的蒸发温度控制融霜管16的工作状态，可防止风冷式蒸发器1过冷结霜，确保风冷式蒸发器1在较冷的地区或者季节可用，控制方式具体可设置为低于设定温度就开启融霜管16进行融霜。

如图1所示，风冷式蒸发器1的风冷通道入口还带有进气湿度传感器18，进气湿度传感器18与控制单元5相连，如图1中箭头c所示，控制单元5根据进气湿度传感器18检测的蒸发湿度控制节流阀3的开度，控制节流阀3开度控制的目标是用于控制风冷式蒸发器1的风冷通道的湿度（干燥室的湿度），实现湿度的独立控制，具体控制方式可采用PID控制策略来实现。

本实施例中，压缩机4的机体内设有欠压、过流、温度、相序保护装置，在欠压、过流、温度过高、相序错误时自动停止压缩机4，能够有效保护压缩机4。

如图1所示，制冷工质回路上位于压缩机4的上游设有前端温度传感器41和前端压力传感器42、位于压缩机4的下游设有后端温度传感器43和后端压力传感器44，前端温度传感器41、前端压力传感器42、后端温度传感器43、后端压力传感器44分别与控制单元5相连，如图1中箭头d所示，控制单元5根据前端温度传感器41、后端温度传感器43之间的温差以及前端压力传感器42、后端压力传感器44之间的压差控制压缩机4的工作状态，压缩机4的工作状态的目标是基于压缩机的启停实现节约能耗，本实施例中具体为如果温差或者压差小于设定值，则控制压缩机4停机以节约能耗。

如图1所示，控制单元5还连接有干燥室湿度传感器51，如图1中箭头b所示，控制单元5根据干燥室湿度传感器51检测的干燥室湿度控制风机6的转速，风机6的转速是用于辅助控制干燥室的湿度，具体控制方式可采用PID控制策略来实现。

如图1所示，控制单元5还连接有干燥室温度传感器52，热水泵7还连接有变频器71，变频器71的控制端与控制单元5相连，如图1中箭头e所示，控制单元5根据干燥室温度传感器52检测的干燥室温度控制变频器71的频率。变频器71的频率控制的目标是实现对干燥室温度控制，实现温度的独立控制，具体控制方式可采用PID控制策略来实现。需要说明的是，需要说明的是，干燥室湿度传感器51、干燥室温度传感器52既可以采用分体式结构，也可以根据需要采用一体式的温湿度传感器。

如图1所示，本实施例的干燥室包括带有换热管91的干燥室本体9以及前述的热泵型双流体除湿升温干燥机，换热管91的连接端分别与热泵型双流体除湿升温干燥机的热水回流口21、热水输出口22连通，干燥室本体9上还设有干燥室进风口92和干燥室出风口93，干燥室进风口92和热泵型双流体除湿升温干燥机的干燥空气出气口12连通，干燥室出风口93和热泵型双流体除湿升温干燥机的潮湿空气进气口11连通。其中，换热管91、热水回流口21、热水输出口22、热水泵7、水冷型冷凝器2的水冷通道形成载热剂的封闭循环通道，用于实现热量在水冷型冷凝器2的水冷通道、干燥室本体9之间的传递。换热管91可根据需要选用光管、或肋管、或翅片管。此外，干燥室本体9还可以放置物料搁放架，便于放置被干燥物，使得被干燥物干燥效果更好。需要说明的是，干燥室进风口92和干燥室出风口93一般应当布置较远距离，以促进干燥室本体9内部空气流通效果最佳为目标。综上所述，本实施例前述热泵型双流体除湿升温干燥机以及干燥室具有除湿干燥和升温干燥的特性，具备单独湿度和温度调节能力，能够实现连续排湿，干燥能耗小、使用成本低、具备温度调节精度高，排湿能耗低，大大提高干燥效率，可以根据干燥物料含湿的变化而实现干燥室的自动排湿，能够满足不同被干燥物对温度要求的干燥需求，可应用于木材、烟叶、茶叶，粮食、林果、海鲜制品等热敏性物料干燥等场景，具有良好的节能减排效果与广阔的市场应用推广前景。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，包括带有制冷工质回路和控制单元（5）、风机（6）、热水泵（7）的热泵机组本体，所述制冷工质回路包括串联连接的风冷式蒸发器（1）、水冷型冷凝器（2）、节流阀（3）、压缩机（4），所述节流阀（3）的控制端与控制单元（5）相连，所述热泵机组本体上还设有潮湿空气进气口（11）、干燥空气出气口（12）、热水回流口（21）以及热水输出口（22），所述潮湿空气进气口（11）通过风机（6）和风冷式蒸发器（1）的风冷通道入口连通，所述干燥空气出气口（12）和风冷式蒸发器（1）的风冷通道出口连通，所述热水回流口（21）通过热水泵（7）和水冷型冷凝器（2）的水冷通道入口连通，所述热水输出口（22）和水冷型冷凝器（2）的水冷通道出口连通，所述节流阀（3）、压缩机（4）、风机（6）、热水泵（7）的控制端分别与控制单元（5）相连。

2.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述潮湿空气进气口（11）和风冷式蒸发器（1）的风冷通道入口之间还并联有辅助进风口（13）。

3.根据权利要求2所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述干燥空气出气口（12）和风冷式蒸发器（1）的风冷通道出口之间还并联有辅助出风口（14）。

4.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述风冷式蒸发器（1）的底部还设有集水盘（15），所述热泵机组本体中还设有膨胀水箱（8），所述集水盘（15）和膨胀水箱（8）的进水口相连，所述膨胀水箱（8）的出水口并联在热水回流口（21）、水冷型冷凝器（2）的水冷通道入口之间或者热水输出口（22）、水冷型冷凝器（2）的水冷通道出口之间。

5.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述风冷式蒸发器（1）还带有融霜管（16）和蒸发温度传感器（17），所述融霜管（16）和蒸发温度传感器（17）分别与控制单元（5）相连，所述控制单元（5）根据蒸发温度传感器（17）检测的蒸发温度控制融霜管（16）的工作状态。

6.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述风冷式蒸发器（1）的风冷通道入口还带有进气湿度传感器（18），所述进气湿度传感器（18）与控制单元（5）相连，所述控制单元（5）根据进气湿度传感器（18）检测的蒸发湿度控制节流阀（3）的开度。

7.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述制冷工质回路上位于压缩机（4）的上游设有前端温度传感器（41）和前端压力传感器（42）、位于压缩机（4）的下游设有后端温度传感器（43）和后端压力传感器（44），所述前端温度传感器（41）、前端压力传感器（42）、后端温度传感器（43）、后端压力传感器（44）分别与控制单元（5）相连，所述控制单元（5）根据前端温度传感器（41）、后端温度传感器（43）之间的温差以及前端压力传感器（42）、后端压力传感器（44）之间的压差控制压缩机（4）的工作状态。

8.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述控制单元（5）还连接有干燥室湿度传感器（51），所述控制单元（5）根据干燥室湿度传感器（51）检测的干燥室湿度控制风机（6）的转速。

9.根据权利要求1所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，其特征在于，所述控制单元（5）还连接有干燥室温度传感器（52），所述热水泵（7）还连接有变频器（71），所述变频器（71）的控制端与控制单元（5）相连，所述控制单元（5）根据干燥室温度传感器（52）检测的干燥室温度控制变频器（71）的频率。

10.一种干燥室，其特征在于，包括带有换热管（91）的干燥室本体（9）以及权利要求1～9中任意一项所述的热泵型双流体除湿升温干燥机，所述换热管（91）的连接端分别与热泵型双流体除湿升温干燥机的热水回流口（21）、热水输出口（22）连通，所述干燥室本体（9）上还设有干燥室进风口（92）和干燥室出风口（93），所述干燥室进风口（92）和热泵型双流体除湿升温干燥机的干燥空气出气口（12）连通，所述干燥室出风口（93）和热泵型双流体除湿升温干燥机的潮湿空气进气口（11）连通。

Images