CN211451776U - 带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，包括制冷工质内循环系统和气流循环系统，制冷工质在所述循环通路内循环流动，所述制冷工质在所述冷凝器内放热冷凝，所述制冷工质在所述蒸发器内吸热蒸发；所述烘干除湿热泵机组包括送风口、回风口、回风腔、蒸发腔和送气腔，形成所述气流循环系统；所述送气腔与回风腔之间还设有旁通风口，由旁通风口控制器控制开闭。本实用新型利用空气源作为驱动，将处于低温低湿空气中的热量转移到高温环境下高温低湿热空气中，电热能量转换效率高；机组内设有旁通通风口，当烘干房温度高时通过旁通风口旁通更大的风量进入冷凝器来冷却冷凝器，从而最大限度的降低冷凝温度，降低蒸发温度。

Description

带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组

技术领域

本实用新型涉及热泵领域，尤其涉及一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组。

背景技术

随着生活水平的不断提高，人们对生活的需求越来越高，一般工业、农产品等干燥设备越来越得到广泛应用。

现有的干燥设备主要采用燃煤、锅炉、电等作为发热源，目前随着空气要求提高，传统的烘干设备会受到政府的制约，新型的带过冷和预冷调节的烘干除湿热泵机组会被广泛的接受和应用。

采用燃煤作为热源，具有以下缺点：(1)不环保，煤炭作为不可再生能源，无休止的开采和消耗将造成其快速的枯竭，且煤炭等石化能源的使用是CO2等温室气体增加的主要来源，煤炭燃烧所产生的SO2等有害物质，更是严重污染了大气环境和影响着人们的身体健康；(2) 不安全，常规烘干设备因采用明火在炉中燃烧产生热量，燃煤在燃烧不充份时会产生一些有毒CO气体，同时也有一些生产厂家因市场竞争，会生产一些劣质工业炉，进而产生因温度过高造成炉体开裂，或因温度控制仪失控而产生火灾；(3)烘烤温度高，且稳定性不好，导致烘干的物品品质很难提升为优良品质，产品质量低；(4)所烘干的物品含水量高时，烘干成本太高，经济实用性不好。

采用电力作为发热源的，使得工业、农产品烘烤时烘烤房整体用电负荷量太大，且费用太高，所以应用得不到普及，经济实用性不好。

采用锅炉作为热源，需要大量的水，还需借助电源或者煤，成本高，污染重。

除此之外，现有的传统干燥设备没有设置热泵节能环保技术，干燥节能效果有待提高。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，具有显热回收功能，水冷凝器过冷技术以及水盘管换热器预冷技术节能环保，经济实用性强。本实用新型采用的技术方案为：

一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，包括制冷工质内循环系统和气流循环系统，所述制冷工质内循环系统包括驱动装置、冷凝器、分离器和蒸发器，所述驱动装置、冷凝器、分离器和蒸发器依次连接形成循环通路，所述驱动装置驱动制冷工质在所述循环通路内循环流动，所述制冷工质在所述冷凝器内放热冷凝，所述制冷工质在所述蒸发器内吸热蒸发；所述烘干除湿热泵机组包括送气腔、回风腔、蒸发腔和电控腔，所述送气腔、回风腔和蒸发腔之间通过连接器连接，所述连接器包括第一通道和第二通道，所述回风腔与蒸发腔之间通过所述第一通道连接，所述送气腔和蒸发腔之间通过所述第二通道连接；所述送气腔开设有送风口并内设有送风装置和所述冷凝器，所述回风腔开设有回风口，所述蒸发器设置在所述蒸发腔内，所述送风口、回风口、回风腔、蒸发腔和送气腔形成所述气流循环系统；所述送气腔与回风腔之间还设有旁通风口，所述送气腔与回风腔通过所述旁通风口直接连通，所述旁通风口由旁通风口控制器控制开闭。

作为本实用新型的进一步说明，所述蒸发器处设有换热器，用于降低蒸发器处空气的露点温度，提高相对湿度。

更进一步地，所述换热器为U热管换热器，所述蒸发器位于所述U热管换热器的U型凹槽内，所述U热管换热器的两个侧面分别为进风面和出风面。

更进一步地，所述冷凝器与分离器之间设有过冷处理器，用于对冷凝器输出的制冷工质进行过冷处理。

更进一步地，所述过冷处理器为水冷凝器。

更进一步地，所述连接器为显热回收器，用于对所述蒸发腔输送到送风腔内的气流进行预热。

更进一步地，所述驱动装置为压缩机，所述压缩机包括高压出口和低压入口，所述高压出口连接至所述冷凝器并设置高压开关；所述低压入口连接至所述分离器并设置低压开关。

更进一步地，所述分离器和蒸发器之间设有干燥过滤器和节流阀。

更进一步地，所述节流阀为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。

更进一步地，所述水冷凝器为高效壳管式换热器。

本实用新型的有益效果为：(1)利用空气源只需少量的电量作为驱动，直接将处于低温低湿的烘烤房内的空气中的热量转移到高温环境下的高温低湿热空气中，环保、安全、无污染，节约能源，节省费用；(2)低温低湿的回风经显热回收器降低湿空气的露点温度，经过水盘管换热器之后再次大幅度的降低露点温度，提高相对湿度后再经过蒸发器，这样能最大提高蒸发器的除水量，使空气的含水量大幅度降低，减少低温低湿空气在冷凝器中的潜热，大幅度提高空气的显热，使低湿空气的温升更高变成高温低湿的干燥空气，便于快速带走物料中的水分，达到最佳的除湿干燥效果；(3)在冷凝器的后端连接一个水冷却器，通过冷却塔的水温来控制机组在高温烘干环境下能保持低的冷凝温度，甚至在高温烘干温度下通过低环温的冷却塔冷却方式来达到机组制冷系统有更大的过冷度，使机组能达到更低的蒸发温度。从而可以在高温烘干环境下能除去更多的水分，同时机组的运行工况也比较稳定；(4)本实用新型除湿干燥设备带有水盘管换热器，提高回风空气的相对湿度，降低回风的干球温度，除去更多的水分；(5)节流阀为热力膨胀阀或者电子膨胀阀，性能稳定，流量控制精确；(6) 热交换器与节流阀之间依次设有储液器以及过滤器，吸热装置与压缩机之间设有汽液分离器，使得本实用新型除湿烘干加热干燥设备恒温控制更稳定、更精确；(7)机组内设有旁通通风口，用途是当烘干房温度高时通过旁通风口旁通更大的风量进入冷凝器来冷却冷凝器，从而最大限度的降低冷凝温度，降低蒸发温度，同时降低经过蒸发器的风量，更容易使风能尽快达到露点温度，以便实现更快高温低湿的空气中可以除去更多的水分，达到最佳的除湿干燥效果；(8)机组内蒸发器前后设有U型热管，用途是利用热管技术(不需要消耗能量)，使回风经过蒸发器前经热管的冷端吸收热量后的回风有一个降温除湿过程，然后再经过蒸发器第二次降温除湿，然后再经过热管的散热端后吸热后进入显热回收器。这样利用热管技术能实现更快高温低湿的空气中可以除去更多的水分，达到最佳的除湿干燥效果。

附图说明

图1为本实用新型气流循环系统的气流循环示意图；

图2为本实用新型制冷工质内循环系统原理图；

图3为本实用新型U热管换热器与蒸发器位置关系示意图。

附图标记：压缩机1、高压开关2、冷凝器3、水冷凝器4、低压开关5、分离器6、蒸发器7、干燥过滤器8、节流阀9、送风机11、显热回收器12、送风口13、回风口14、旁通通风口 15、U热管换热器16、旁通风口控制器17。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

参见附图1和附图2，本实用新型的一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，包括制冷工质内循环系统和气流循环系统，所述制冷工质内循环系统包括驱动装置、冷凝器3、分离器6和蒸发器7，所述驱动装置、冷凝器3、分离器6和蒸发器7依次连接形成循环通路，所述驱动装置驱动制冷工质在所述循环通路内循环流动，所述制冷工质在所述冷凝器3内放热冷凝，所述制冷工质在所述蒸发器7内吸热蒸发；所述烘干除湿热泵机组包括送气腔、回风腔、蒸发腔和电控腔，所述送气腔、回风腔和蒸发腔之间通过连接器连接，所述连接器包括第一通道和第二通道，所述回风腔与蒸发腔之间通过所述第一通道连接，所述送气腔和蒸发腔之间通过所述第二通道连接；所述送气腔开设有送风口并内设有送风装置和所述冷凝器 3，所述回风腔开设有回风口，所述蒸发器7设置在所述蒸发腔内，所述送风口、回风口、回风腔、蒸发腔和送气腔形成所述气流循环系统；所述送气腔与回风腔之间还设有旁通风口15，所述送气腔与回风腔通过所述旁通风口15直接连通，所述旁通风口15由旁通风口控制器17 控制开闭；所述冷凝器3与分离器6之间设有过冷处理器，用于对冷凝器3输出的制冷工质进行过冷处理；所述过冷处理器为水冷凝器4；所述连接器为显热回收器12，用于对所述蒸发腔输送到送风腔内的气流进行预热；所述驱动装置为压缩机1，所述压缩机1包括高压出口和低压入口，所述高压出口连接至所述冷凝器3并设置高压开关2；所述低压入口连接至所述分离器6并设置低压开关5；所述分离器6和蒸发器7之间设有干燥过滤器8和节流阀9；所述蒸发器7处设有换热器，用于降低蒸发器7处空气的露点温度，提高相对湿度；所述换热器为U热管换热器16，所述蒸发器7位于所述U热管换热器16的U型凹槽内，所述U热管换热器16的两个侧面分别为进风面和出风面；所述节流阀9为热力膨胀阀或者电子膨胀阀；所述水冷凝器4为高效壳管式换热器；所述压缩机1、送风机11和旁通风口控制器17均与外接电源连接，由电能驱动。

参见附图1，低温空气在送风机11的作用下由回风口14进入回风腔，并经显热回收器 12的第一通道流向蒸发腔，在其流过蒸发腔内蒸发器7时，由于蒸发器7内部制冷工质的蒸发吸热作用，进一步降低低温空气的温度，低温空气流过蒸发器7后经显热回收器12的第二通道流向送气腔，并在显热回收器12内发生热交换，进行低温空气的预热，预热后的空气进入送风腔并流过冷凝器3，在冷凝器3内部制冷工质冷凝放热的作用下，空气吸收热量变为高温干燥气体，在送风机11的作用下输送至烘干室内，达到烘干除湿效果。本实施例中所述回风口14设有过滤网，对通过的空气进行过滤，除去大颗粒杂质等。

参见附图2所示，本实施例制冷工质内循环系统的结构和原理为：制冷剂工质在压缩机 1的活塞作用下，把分离器6分离出来的低温低压气体压缩成高温高压的制冷工质气体；高温高压的制冷工质气体进入冷凝器3后被冷却成液体，从而放出大量热，冷凝器3外部的冷空气吸收其热量而温度不断上升并成为高温热空气从送风口13送出；制冷剂工质过冷凝器3 后，经水冷凝器4过冷处理后依次经过滤器8、节流阀9，然后到蒸发器7中蒸发，制冷工质吸收环境中的热量而蒸发，再次经分离器6分离成低温低压气体，最后进入压缩机1，如此反复循环，制冷剂工质在蒸发器7中吸收其外部空气的热量，在压缩机1的机械作用下，从冷凝器3中放出热量，转变为热风的热量；整个热泵机组运用逆卡诺循环原理，通过热泵做功使热媒(冷媒)产生物理相变(液态-气态-液态)，利用往复循环相变过程中不间断吸热与放热的特性，由吸热装置(蒸发器7)吸取低温热源空气中的热量，通过专用热交换器(冷凝器3)向冷空气中不断放热，使冷空气逐渐升温到高温热空气；制热过程中的电热能量转换效率最高可达450％以上，热泵只需要消耗一小部分的电能满足压缩机1和送风机11等设备做功，就可将处于低温环境空气中的热量转移到高温环境下的热空气中，去加热制取房间高温的热空气。热泵机组内设有显热回收器12，设备经回风口第一通道的回风与经过蒸发器 7除湿后第二通道的冷风进行显热交换预热，充分利用热源，提高工作效率。

参见附图1，当热泵机组需要排湿时，就开启烘烤房外的外风机来达到排湿的功能，同时维持烘烤房内的干球温度。热泵机组内设的显热回收器12把室内回风的高温高湿空气热交换成低温高湿的湿空气，降低回风的露点温度，低温高湿的室内湿空气先经过水盘管换热器之后能使空气降低干球温度，提高空气的相对湿度，之后再次经过蒸发器7会除去更多湿空气的水分，经蒸发器7除湿变成低温低湿的干燥空气，干燥的低温低湿的干燥空气经过显热回收器12吸收回风的高温高湿空气放出的热量，起到冷空气预热的最佳效果，达到快除湿且更节能的效果。热泵主机内有水冷凝器4，通过冷却塔与外界的空气进行热交换，使机组处于稳定的过冷度下工作，使机组运行可靠，同时可以提升主机的过冷度，使机组达到更低的蒸发温度，从中可以除去更多的水分。热泵主机内有水盘管换热器，也是通过冷却塔与外界的空气进行热交换，使湿热空气经水盘管换热器来提高湿空气的相对湿度，降低机高温湿空气的干球温度，使再次经过蒸发器7之后除去更多的水分，达到除湿效果极佳。热泵机组内设有旁通通风口15，用途是当烘干房温度高时通过旁通风口旁通更大的风量进入冷凝器3来冷却冷凝器3，从而最大限度的降低冷凝温度，降低蒸发温度，同时降低经过蒸发器7的风量，以便实现更快高温低湿的空气中可以除去更多的水分，达到最佳的除湿干燥效果；热泵机组内蒸发器7前后设有U热管换热器16，用途是利用热管技术(不需要消耗能量)，使回风经过蒸发器7前经热管的冷端吸收热量后的回风有一个降温除湿过程，然后再经过蒸发器 7第二次降温除湿，然后再经过热管的散热端吸热后进入显热回收器12。这样利用热管技术能实现更快高温低湿的空气中可以除去更多的水分，达到最佳的除湿干燥效果。

可以理解的是，上述实施例中采用了显热回收器12，具有对气流进行预热的效果，但是其仅为本实用新型实施例中的一种，在其它一些实施例中，为了简化风路，也可以不采用显热回收器12，在这些实施例中实际上形成了进风口-蒸发器7-冷凝器3-送风机11-出风口的直线式结构，具有更为简洁的风路结构，安装更方便，成本更低。

以上仅就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，总之，凡在本实用新型独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：包括制冷工质内循环系统和气流循环系统，所述制冷工质内循环系统包括驱动装置、冷凝器(3)、分离器(6)和蒸发器(7)，所述驱动装置、冷凝器(3)、分离器(6)和蒸发器(7)依次连接形成循环通路，所述驱动装置驱动制冷工质在所述循环通路内循环流动，所述制冷工质在所述冷凝器(3)内放热冷凝，所述制冷工质在所述蒸发器(7)内吸热蒸发；所述烘干除湿热泵机组包括送气腔、回风腔、蒸发腔和电控腔，所述送气腔、回风腔和蒸发腔之间通过连接器连接，所述连接器包括第一通道和第二通道，所述回风腔与蒸发腔之间通过所述第一通道连接，所述送气腔和蒸发腔之间通过所述第二通道连接；所述送气腔开设有送风口并内设有送风装置和所述冷凝器(3)，所述回风腔开设有回风口，所述蒸发器(7)设置在所述蒸发腔内，所述送风口、回风口、回风腔、蒸发腔和送气腔形成所述气流循环系统；所述送气腔与回风腔之间还设有旁通风口(15)，所述送气腔与回风腔通过所述旁通风口(15)直接连通，所述旁通风口(15)由旁通风口控制器(17)控制开闭。

2.根据权利要求1所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述蒸发器(7)处设有换热器，用于降低蒸发器(7)处空气的露点温度，提高相对湿度。

3.根据权利要求2所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述换热器为U热管换热器(16)，所述蒸发器(7)位于所述U热管换热器(16)的U型凹槽内，所述U热管换热器(16)的两个侧面分别为进风面和出风面。

4.根据权利要求1所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述冷凝器(3)与分离器(6)之间设有过冷处理器，用于对冷凝器(3)输出的制冷工质进行过冷处理。

5.根据权利要求4所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述过冷处理器为水冷凝器(4)。

6.根据权利要求1所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述连接器为显热回收器(12)，用于对所述蒸发腔输送到送风腔内的气流进行预热。

7.根据权利要求1所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述驱动装置为压缩机(1)，所述压缩机(1)包括高压出口和低压入口，所述高压出口连接至所述冷凝器(3)并设置高压开关(2)；所述低压入口连接至所述分离器(6)并设置低压开关(5)。

8.根据权利要求1所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述分离器(6)和蒸发器(7)之间设有干燥过滤器(8)和节流阀(9)。

9.根据权利要求8所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述节流阀(9)为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。

10.根据权利要求5所述的带旁通能量调节的烘干除湿热泵机组，其特征在于：所述水冷凝器(4)为高效壳管式换热器。

Images