CN211204840U - 一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，余热回收系统、高温热泵系统和数码涡旋变负荷除湿系统采用串联设计，实现多级降温除湿，同时实现多级加热，充分利用三个系统协同工作，即达到深度除湿的目的，由同时提供最高供风温度，实现等焓能量闭式循环，同时三个系统均在最佳、最高效率的工作区间工作；本实用新型由于预冷器的空气温度显著比再热器的空气温度高，空气流经预冷器时，管内热管工质由液态变成气态，压力上升，由气管连接管输送到再热器；较低温度空气流经再热器后，热管工质在再热器内冷凝，温度降低，压力降低，沿液管连接管流回预冷器内；这样形成能量闭式循环，通过余热回收，而不需要消耗外部能源，就能实现系统预冷与再热。

Description

一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统。

背景技术

目前，工农业生产过程中有大量的烘干工艺，如烟草、中药、干果、海鲜、蔬菜、化工、纺织印染等行业均有大量的烘干过程。烘干过程中大量的水蒸气需要直接排掉，造成能源浪费。国内目前总体烘干工艺落后、设备能源利用率低，导致烘干成本过高，失去竞争力。除湿式增值热源的目的在于解决该问题，主要目的在于：1)能源循环利用，烘干过程中排放的废气中的显热及潜热回收循环利用。2)以最清洁的能源实现烘干过程自动化、全程无人值守，提高效率、降低运营成本。3)提供低温增效及压缩机保护系统，提升制热效率，迅速提升内部烘干温度，同时保护压缩机系统能长期有效工作，避免由于低温导致系统低压告警而停机。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，包括高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱、第一温度传感器以及第二温度传感器，所述高温热泵系统包括一级蒸发器、二级冷凝器、压缩机、第一膨胀阀、储液器以及循环风机，所述数码涡旋变负荷除湿系统包括二级蒸发器、一级冷凝器、第二膨胀阀、数码涡旋压缩机、负荷调节阀以及循环风机，所述余热回收系统包括预冷器和再热器，所述电控箱电性连接高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱、第一温度传感器以及第二温度传感器。

优选的，所述预冷器与烘箱连接，所述预冷器、一级蒸发器、二级蒸发器、再热器、一级冷凝器、二级冷凝器以及烘箱通过废气管路依次连接形成循环回路，所述二级蒸发器和再热器之间连接的废气管路上设置第一温度传感器。

优选的，所述二级冷凝器和烘箱之间设置有循环风机，所述二级冷凝器、烘箱和循环风机之间通过废气管路连通，所述二级冷凝器和循环风机之间连接的废气管路上设置第二温度传感器。

优选的，所述一级蒸发器和二级蒸发器下方设有积水盘，所述积水盘底部设有排水口。

优选的，所述预冷器和再热器之间设置有相互独立的气管连接管和液管连接管，所述预冷器、气管连接管、再热器和液管连接管之间依次连接形成循环回路。

优选的，所述一级蒸发器与二级冷凝器之间设置有压缩机，所述一级蒸发器、二级冷凝器和压缩机之间通过管路连通。

优选的，所述一级蒸发器与二级冷凝器之间还设置有第一膨胀阀和储液器,所述二级冷凝器、储液器、第一膨胀阀和一级蒸发器通过管路依次连通，所述一级蒸发器、压缩机、二级冷凝器、储液器和第一膨胀阀通过管路依次相连构成循环回路。

优选的，所述压缩机上设置有调节阀,所述调节阀通过铜管分别与所述压缩机的高压端以及所述压缩机的低压端相连，所述调节阀用于通过所述调节阀的通断以控制所述压缩机的输出量。

与现有技术相比，本实用新型一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，余热回收系统、高温热泵系统和数码涡旋变负荷除湿系统采用串联设计，实现多级降温除湿，同时实现多级加热，充分利用三个系统协同工作，即达到深度除湿的目的，由同时提供最高供风温度，实现等焓能量闭式循环，同时三个系统均在最佳、最高效率的工作区间工作；本实用新型由于预冷器的空气温度显著比再热器的空气温度高，空气流经预冷器时，管内热管工质由液态变成气态，压力上升，由气管连接管输送到再热器；较低温度空气流经再热器后，热管工质在再热器内冷凝，温度降低，压力降低，沿液管连接管流回预冷器内；这样形成能量闭式循环，通过余热回收，而不需要消耗外部能源，就能实现系统预冷与再热；本实用新型的预冷器、再热器采用温差驱动，无需消耗额外能源；能源循环利用，除湿器后冷空气中的能源用于前端预冷，降低除湿负荷及除湿功耗。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：

图1为本实用新型一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统的结构示意图。

图中：1、预冷器；2、一级蒸发器；3、二级蒸发器；4、再热器；5、一级冷凝器；6、二级冷凝器；7、压缩机；8、第一膨胀阀；9、储液器；10、烘箱；11、气管连接管；12、液管连接管；13、第二膨胀阀；14、数码涡旋压缩机；15、负荷调节阀；16、电控箱；17、第一温度传感器；18、第二温度传感器；19、循环风机。

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做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。

请参阅图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，包括高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱16、第一温度传感器17以及第二温度传感器18，所述高温热泵系统包括一级蒸发器2、二级冷凝器6、压缩机7、第一膨胀阀8、储液器9以及循环风机19，所述数码涡旋变负荷除湿系统包括二级蒸发器3、一级冷凝器5、第二膨胀阀13、数码涡旋压缩机14、负荷调节阀15以及循环风机19，所述余热回收系统包括预冷器1和再热器4，所述电控箱电性连接高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱16、第一温度传感器17以及第二温度传感器18。所述电控箱16在设有控制所有组件的控制器及调节器的同时，还可以设置过载保护电路、报警模块，与控制器相连，如果工作不正常则报警，提醒用户。

本实施例中的所述预冷器1与烘箱10连接，所述预冷器1、一级蒸发器2、二级蒸发器3、再热器4、一级冷凝器5、二级冷凝器6以及烘箱10通过废气管路依次连接形成循环回路，所述二级蒸发器3和再热器4之间连接的废气管路上设置第一温度传感器17，所述二级冷凝器6和烘箱10之间设置有循环风机19，所述二级冷凝器6、烘箱10和循环风机19之间通过废气管路连通，所述二级冷凝器6和循环风机19之间连接的废气管路上设置第二温度传感器18。

本实施例中的所述一级蒸发器2和二级蒸发器3下方设有积水盘20，用于收集由空气中水份冷凝出来的冷凝水，所述积水盘20底部设有排水口，用于排出冷凝水。

本实施例中的所述预冷器1和再热器4之间设置有相互独立的气管连接管11和液管连接管12，所述预冷器1、气管连接管11、再热器4和液管连接管12之间依次连接形成循环回路。所述预冷器1内的部分气化工质通过气管连接管11进入再热器4中，进入所述再热器4热管中的气体液化后通过液管连接管12流回预冷器1中。由于预冷器1的空气温度显著比再热器4的空气温度高，空气流经预冷器1时，管内热管工质由液态变成气态，压力上升，由气管连接管11输送到再热器4；较低温度空气流经再热器4后，热管工质在再热器4内冷凝，温度降低，压力降低，沿液管连接管12流回预冷器1内；这样形成能量闭式循环，通过余热回收，而不需要消耗外部能源，就能实现系统预冷与再热。

本实施例中的所述一级蒸发器2与二级冷凝器6之间设置有压缩机7，所述一级蒸发器2、二级冷凝器6和压缩机7之间通过管路连通，所述一级蒸发器2与二级冷凝器6之间还设置有第一膨胀阀8和储液器9,所述二级冷凝器6、储液器9、第一膨胀阀8和一级蒸发器2通过管路依次连通，所述一级蒸发器2、压缩机7、二级冷凝器6、储液器9和第一膨胀阀8通过管路依次相连构成循环回路，所述压缩机7上设置有调节阀，所述调节阀通过铜管分别与所述压缩机7的高压端以及所述压缩机7的低压端相连，所述调节阀用于通过所述调节阀的通断以控制所述压缩机7的输出量。使用时，当供风温度变化时，调节调节阀,从而调整压缩机7的输出能力，以调整系统供风温度，确保最高蒸发温度可以达到40℃，冷凝温度可以达到85℃以上，确保可以提供较高供风温度。

本实施例中的所述二级蒸发器3和一级冷凝器5之间设置有第二膨胀阀13，所述二级蒸发器3、第二膨胀阀13和一级冷凝器5之间通过管路连通，所述二级蒸发器3和一级冷凝器5之间还设置有数码涡旋压缩机14，所述二级蒸发器3、数码涡旋压缩机14和一级冷凝器5之间通过管路连通，所述二级蒸发器3、第二膨胀阀13、一级冷凝器5和数码涡旋压缩机14通过管路依次相连构成循环回路，所述数码涡旋压缩机14上设置有负荷调节阀15,所述负荷调节阀15通过铜管分别与所述数码涡旋压缩机14的高压端以及所述数码涡旋压缩机14的低压端相连，所述负荷调节阀15用于通过所述负荷调节阀15的通断以控制所述数码涡旋压缩机14的输出量。使用时，当进风负荷变化时，调节负荷调节阀15,从而调整数码涡旋压缩机14的输出能力，以调整系统制冷除湿负荷，确保系统不结冰，并能持续工作，保持稳定的送风条件。

本实用新型的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统的工作原理及使用方法包括如下：

1)能源闭式循环：烘箱10烘干过程中，水蒸汽随热空气在循环风机19的驱动下进入预冷器1中，经预冷器1预冷后，温度降低，再流经一级蒸发器2和二级蒸发器3进一步温度降低，空气中的水份冷凝出来，冷凝水由积水盘20收集，并经排水口排出；经过一级蒸发器2和二级蒸发器3后的空气，流经再热器4，温度升高，同时利用进入一级蒸发器2以及二级蒸发器3空气中的热量加热一级蒸发器2以及二级蒸发器3中的冷空气，实现能源量闭式循环，相对湿度降低；之后，再流经一级冷凝器5和二级冷凝器6，空气温度升高到烘干所需温度，而且相对湿度非常低，再次进入烘箱10，实现排湿不排热，能源闭式循环。

2)余热回收：水蒸汽随热空气在循环风机19的驱动下进入预冷器1中，经过预冷器1后，空气温度降低，接近空气的饱和状态，此时空气再经过一级蒸发器2和二级蒸发器3，空气温度进一步降低，空气中的大部分水分被冷凝出来，绝对湿度降低，相对湿度很高，处于饱和状态；空气进一步流通，经过再热器4，温度上升，此时，空气绝对湿度不变，相对湿度显著下降，从而达到所需求的温、湿度要求；由于预冷器1的空气温度显著比再热器4的空气温度高，空气流经预冷器1时，管内热管工质由液态变成气态，压力上升，由气管连接管11输送到再热器4；较低温度空气流经再热器4后，热管工质在再热器4内冷凝，温度降低，压力降低，沿液管连接管12流回预冷器1内；这样形成能量闭式循环，通过余热回收，而不需要消耗外部能源，就能实现系统预冷与再热。

3)数码变负荷除湿：空气经过二级蒸发器3会遇冷凝结出冷凝水，冷凝水由积水盘20收集，并经排水口排出，降温除湿后的低温干燥空气紧接着流向数码涡旋压缩机14内，数码涡旋压缩机14将低温干燥空气压缩成高温高压的气体，高温高压的气体进入一级冷凝器5，经一级冷凝器5加热后形成高温高压液体，高温高压液体经第二膨胀阀13减压，进入二级蒸发器3，如此循环凝结水不断排出，使空气湿度不断降低。

步骤4)高温热泵供热：空气经过一级蒸发器2会遇冷凝结出冷凝水，冷凝水由积水盘20收集，并经排水口排出，降温除湿后的低温干燥空气紧接着流向压缩机7内，压缩机7将低温干燥空气压缩成高温高压的气体，吹出热风，从而提高空气温度，达到制热效果；高温高压的气体进入二级冷凝器6，经二级冷凝器6加热后形成高温高压液体，高温高压液体进入储液器9内，再经第一膨胀阀8减压，进入第一蒸发器2，蒸发气化吸热，成为气体，气体再次进入压缩机7，进行压缩，开始下一个循环。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，包括高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱(16)、第一温度传感器(17)以及第二温度传感器(18)，其特征在于：所述高温热泵系统包括一级蒸发器(2)、二级冷凝器(6)、压缩机(7)、第一膨胀阀(8)、储液器(9)以及循环风机(19)，所述数码涡旋变负荷除湿系统包括二级蒸发器(3)、一级冷凝器(5)、第二膨胀阀(13)、数码涡旋压缩机(14)、负荷调节阀(15)以及循环风机(19)，所述余热回收系统包括预冷器(1)和再热器(4)，所述电控箱电性连接高温热泵系统、数码涡旋变负荷除湿系统、余热回收系统、电控箱(16)、第一温度传感器(17)以及第二温度传感器(18)。

2.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述预冷器(1)与烘箱(10)连接，所述预冷器(1)、一级蒸发器(2)、二级蒸发器(3)、再热器(4)、一级冷凝器(5)、二级冷凝器(6)以及烘箱(10)通过废气管路依次连接形成循环回路，所述二级蒸发器(3)和再热器(4)之间连接的废气管路上设置第一温度传感器(17)。

3.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述二级冷凝器(6)和烘箱(10)之间设置有循环风机(19)，所述二级冷凝器(6)、烘箱(10)和循环风机(19)之间通过废气管路连通，所述二级冷凝器(6)和循环风机(19)之间连接的废气管路上设置第二温度传感器(18)。

4.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述一级蒸发器(2)和二级蒸发器(3)下方设有积水盘(20)，所述积水盘(20)底部设有排水口。

5.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述预冷器(1)和再热器(4)之间设置有相互独立的气管连接管(11)和液管连接管(12)，所述预冷器(1)、气管连接管(11)、再热器(4)和液管连接管(12)之间依次连接形成循环回路。

6.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述一级蒸发器(2)与二级冷凝器(6)之间设置有压缩机(7)，所述一级蒸发器(2)、二级冷凝器(6)和压缩机(7)之间通过管路连通。

7.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述一级蒸发器(2)与二级冷凝器(6)之间还设置有第一膨胀阀(8)和储液器(9),所述二级冷凝器(6)、储液器(9)、第一膨胀阀(8)和一级蒸发器(2)通过管路依次连通，所述一级蒸发器(2)、压缩机(7)、二级冷凝器(6)、储液器(9)和第一膨胀阀(8)通过管路依次相连构成循环回路。

8.根据权利要求1所述的一种热能等焓闭式循环变负荷控制系统，其特征在于：所述压缩机(7)上设置有调节阀,所述调节阀通过铜管分别与所述压缩机(7)的高压端以及所述压缩机(7)的低压端相连，所述调节阀用于通过所述调节阀的通断以控制所述压缩机(7)的输出量。

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