CN212930889U - 空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及干燥设备领域，具体公开了一种空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于，包括：间壁式干燥器，所述间壁式干燥器具有用于为待干燥物料提供热交换干燥作业空间的作业腔体，所述作业腔体内设有用于对待干燥物料进行热交换干燥作业的若干间隔布置的传热板，相邻两传热板之间的间隔构成用于容纳待干燥物料的夹层，所述传热板具有供加热介质流通的流道腔，通过流道腔能够用于加热介质在所述传热板内循环流通。本实用新型具有高效的余热回收功能，节能降耗，干燥效果优良，尤其适用于多种粮食的烘干作业。

Description

空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统

技术领域

本实用新型涉及干燥设备领域，尤其是一种空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统。

背景技术

干燥是指将热量加于湿物料并排除挥发性湿分，而获得一定湿含量固体产品的过程。湿分以松散的化学结合形式或以液态溶液存在于固体中，或积集在固体的毛细微结构中。这种液体的蒸汽压低于纯液体的蒸汽压，称之为结合水分。而游离在表面的湿分则称为非结合水分。湿物料在热力干燥过程中，以下两种过程相继并同时发生：

过程1：能量(大多数是热量)从周围环境传递至物料表面使表面湿分蒸发。

过程2：内部湿分传递到物料表面，随之由于上述过程而蒸发。

干燥速率由上述两个过程中较慢的一个速率控制。

目前，国内外在干燥中应用的技术主要有七种：常压热风干燥、远红外干燥、微波干燥、渗透干燥、真空冷冻干燥、太阳能干燥和热泵干燥。

在农业领域，我国粮食总产量高，粮食收获后最重要的干燥一直是比较薄弱的环节，每年因干燥不达标造成的粮食浪费现象严重，造成了较高的经济损失，具体的不足之处体现在以下几个方面：

(1)节能降耗干燥机研究少，应用少。

(2)目前的容积式粮食烘干机、连续式粮食烘干机均采用热风对流换热干燥模式，排湿过程同时排放大量废热，没有对废热进行热回收，运行成本高；

(3)采用燃煤、生物质等燃料对干粮食烘干机供热同时造成空气污染物排放，将被逐渐限制。燃煤热风炉是中国粮食干燥的特色，因我国是玉米、稻谷和小麦等粮食生产大国，粮食的产量和价格都偏低，且粮食的销售价格与生产价格之间的利润较小，而煤炭价格较燃油(只有多数种子干燥机使用燃油)低廉且使用方便，烘干成本低，所以从上世纪70年代以来我国一直以发展燃煤热风炉为主，该种炉型燃煤效率低，且随着干燥机生产数量的增加，燃煤烧产生的SO2、烟尘颗粒物等造成的污染越来越严重。

(4)采用空气源热泵作为热源对热风进行加热容易造成物料表层干燥过快，干燥过程需要较长时间缓苏时间，整个干燥时间长，能耗高，设备体积大

(5)干燥机能源利用不充分，能耗浪费严重。

可见，目前迫切需要一种设计合理的新型空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，以实现物料干燥的节能降耗，将加快我国干燥行业的研究与进展，并进一步促进我国的经济发展。

实用新型内容

为了克服现有技术的以上缺陷和不足，本实用新型的目的是提供一种具有余热回收功能，节能降耗，干燥效果优良，尤其适用于多种农产品的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，主体包括：

间壁式干燥器，所述间壁式干燥器具有用于为待干燥物料提供热交换干燥作业空间的作业腔体，所述作业腔体内设有用于对待干燥物料进行热交换干燥作业的若干间隔布置的传热板，相邻两传热板之间的间隔构成用于容纳待干燥物料的夹层，所述传热板具有供加热介质流通的流道腔，通过流道腔能够用于加热介质在所述传热板内循环流通；

干燥介质气体进排风循环回路，所述干燥介质气体进排风循环回路包括热回收器，所述热回收器的冷侧端连接有翅片冷凝器，所述翅片冷凝器通过一送风机与作业腔体的气体进口相连通，并通过间壁式干燥器的气体出口与热回收器的热侧端相连，以构成干燥介质气体的进排风结构。

作为优选的，所述流道腔的两端分别连接有加热介质进入管和加热介质排出管，所述加热介质进入管具有加热介质进口，所述加热介质排出管具有加热介质出口；

所述加热介质出口连接有循环水泵，所述循环水泵连接有水冷凝器，通过所述水冷凝器与所述加热介质进口相连，以构成加热介质的加热循环回路结构。

作为优选的，还包括翅片蒸发器，所述翅片蒸发器连接有压缩机，所述压缩机与水冷凝器相连，所述水冷凝器与一翅片冷凝器相连，所述翅片冷凝器通过膨胀阀与翅片蒸发器相连，以构成热泵循环结构。

作为优选的，所述翅片蒸发器连接有一风机，以用于外界空气循环吸热；所述翅片蒸发器通过依次与压缩机、水冷凝器、翅片冷凝器以及膨胀阀相连，用以构成热泵循环制冷剂循环结构；所述水冷凝器与循环泵构成循环水加热循环结构。

作为优选的，翅片蒸发器为空气源热泵蒸发器。

作为优选的，所述作业腔体的上端具有进料口，作业腔体的下端具有出料口，

作为优选的，所述流道腔呈向外鼓起状，并且两端贯通，用以构成加热介质的供热结构。

作为优选的，所述流道腔呈横向、纵向、斜向、弯曲或网格状分布。

作为优选的，所述流道腔内设有密封和引导加热介质走向的激光焊缝边。

作为优选的，所述传热板的外周设有均风孔板，所述均风孔板与气体进口和气体出口相通。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型具有高效的余热回收功能，节能降耗，干燥效果优良，尤其适用于多种粮食的烘干作业。

本申请与空气源热泵热风机驱动容积式粮食烘干机、连续式粮食烘干机应用技术相比，由于采用间壁式导热方式对物料进行加热，加热均匀，物料干燥均匀，能够显著提高干燥的效果和节约能源；并且热流密度大，装置体积更小，有利于节约安装空间。

附图说明

图1是本实用新型的原理结构示意图；

图2是本实用新型间壁式干燥器的结构示意图；

图3是本实用新型传热板的截面结构及风向示意图；

图4是本实用新型传热板的局部结剖视图；

图5是本实用新型的传热板局部结构及加热介质的流动路径示意图。

图中：1.间壁式干燥器 2.作业腔体 3.传热板 4.流道腔 5.干燥介质气体进排风循环回路 6.热回收器 7.翅片冷凝器 8.送风机 9.气体进口 10.气体出口 11.加热介质进入管 12.加热介质排出管 13.加热介质进口 14.加热介质出口 15.循环水泵 16.水冷凝器 17.翅片蒸发器 18.压缩机 19.均风孔板 20.膨胀阀 21.待干燥物料 22.风机 23.进料口 24.出料口 25.激光焊缝边 26.热泵循环结构。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图与实施例，对本实用新型作进一步的阐述。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-5所示的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，主体包括：

间壁式干燥器1，间壁式干燥器1具有用于为待干燥物料21提供热交换干燥作业空间的作业腔体2，作业腔体2内设有用于对待干燥物料21进行热交换干燥作业的若干间隔布置的传热板3，相邻两传热板3之间的间隔构成用于容纳待干燥物料21的夹层(即也构成一种间壁式干燥结构)，间隙的宽度一般为16-38mm。

传热板3具有供加热介质流通的流道腔4，通过流道腔4能够用于加热介质在传热板3内循环流通。传热板3的外壁与待干燥物料21直接接触。

干燥介质气体进排风循环回路5包括热回收器6，热回收器6的冷侧端连接有翅片冷凝器7，翅片冷凝器7通过一送风机8与作业腔体2的气体进口9相连通，并通过间壁式干燥器1的气体出口10与热回收器6的热侧端相连，以构成干燥介质气体的进排风循环结构。

流道腔的两端分别连接有加热介质进入管和加热介质排出管，加热介质进入管具有加热介质进口，加热介质排出管具有加热介质出口；

加热介质出口连接有循环水泵，循环水泵连接有水冷凝器，通过水冷凝器与加热介质进口相连，以构成加热介质的加热循环回路结构。

还包括翅片蒸发器17，翅片蒸发器17连接有压缩机18，压缩机18与水冷凝器16相连，水冷凝器16与一翅片冷凝器7相连，翅片冷凝器7通过膨胀阀20与翅片蒸发器17相连，以构成热泵循环结构26。

翅片蒸发器17连接有一风机22，以用于外界空气循环吸热；翅片蒸发器17通过依次与压缩机18、水冷凝器16、翅片冷凝器7以及膨胀阀20相连，用以构成热泵循环制冷剂的循环结构；其中，水冷凝器16与循环泵15构成循环水加热循环结构。

作为一种实施例，加热介质进入管11和/或加热介质排出管12与各间隔布置的传热板3之间可设置独立阀门，用以灵活调节进入各块传热板3加热介质的流量。

作为一种实施例，本方案中的加热介质为蒸汽、热水、导热油或烟气等；干燥介质气体为空气、氮气等气体。

作为一种实施例，翅片蒸发器17为空气源热泵蒸发器。作业腔体2的上端具有进料口23，作业腔体2的下端具有出料口24，

作为一种实施例，流道腔4呈向外鼓起状，并且两端贯通，用以构成加热介质的供热结构。流道腔4呈横向、纵向、斜向、弯曲或网格状分布，用以构成加热介质的高效供热结构。通过流道腔4的设置能够导入加热介质及结合向外鼓起状的流道腔4，从而大幅提高对待干燥物料21的接触受热面积，而且能够让待干燥物料21的粮食颗粒下落时更加均匀，进而有效提高干燥效果，提高干燥效率。

流道腔4内设有密封和引导加热介质走向的激光焊缝边25。通过激光焊缝边25的设置，能够在保证传热板3的密封性能的同时，也有利于更好地引导加热介质流通。

传热板3的外周设有均风孔板19，均风孔板19与气体进口9和气体出口10相通，构成气体流通结构。通过均风孔板19的设置，能够使干燥气体流动更加均匀和顺畅，有利于干燥效果。

本实用新型通过翅片蒸发器17(多功能空气源热泵蒸发器)吸收外界空气降温显热及潜热，压缩机18通过压缩做功后分别经过水冷凝器16及翅片冷凝器7分别对加热介质循环(蒸汽、热水、导热油或烟气)、空气进行加热，实现驱动间壁式干燥器1干燥粮食的目的。

作为一种实施例，间壁式干燥器1内的传热板3等构件可根据高度分段(独立模块)设计，例如：可由1段、2段、3段....组成；传热板3可为承压部件，采用不锈钢板、碳钢板材。

间壁式干燥器1间隔布置的传热板3可根据物料自流特性，在各传热板3之间采用不同间距设计。

热回收器6可为板翅式换热器、热管式换热器等。翅片冷凝器7为翅片管式换热器，可采用不锈钢、铜铝等材质。翅片蒸发器为翅片管式换热器，可采用不锈钢、铜铝等材质。

膨胀阀20可采用热力膨胀阀、电子膨胀阀等；压缩机)可采用涡旋压缩机、活塞式压缩机、螺杆压缩机、离心压缩机等；水冷凝器16可采用钎焊板换热器、壳管式换热器、壳盘管式换热器等；热泵循环方面可以根据干燥温度要求可选用R22、R134a、R407C、CO2等种类制冷剂。

本实用新型具有高效的余热回收功能，节能降耗，干燥效果优良，尤其适用于多种粮食的烘干作业。

本申请与空气源热泵热风机驱动容积式粮食烘干机、连续式粮食烘干机应用技术相比较，至少具有以下优点：

1、由于采用间壁式导热方式对物料进行加热，加热均匀，物料干燥均匀，能够显著提高干燥的效果和节约能源；并且热流密度大，装置体积更小，有利于节约安装空间。

2、缩短干燥时间30％以上；

3、节约运行电耗30％以上。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于，包括：

间壁式干燥器，所述间壁式干燥器具有用于为待干燥物料提供热交换干燥作业空间的作业腔体，所述作业腔体内设有用于对待干燥物料进行热交换干燥作业的若干间隔布置的传热板，相邻两传热板之间的间隔构成用于容纳待干燥物料的夹层，所述传热板具有供加热介质流通的流道腔，通过流道腔能够用于加热介质在所述传热板内循环流通；

干燥介质气体进排风循环回路，所述干燥介质气体进排风循环回路包括热回收器，所述热回收器的冷侧端连接有翅片冷凝器，所述翅片冷凝器通过一送风机与作业腔体的气体进口相连通，并通过间壁式干燥器的气体出口与热回收器的热侧端相连，以构成干燥介质气体的进排风结构。

2.根据权利要求1所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述流道腔的两端分别连接有加热介质进入管和加热介质排出管，所述加热介质进入管具有加热介质进口，所述加热介质排出管具有加热介质出口；所述加热介质出口连接有循环水泵，所述循环水泵连接有水冷凝器，通过所述水冷凝器与所述加热介质进口相连，以构成加热介质的加热循环回路结构。

3.根据权利要求2所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：还包括翅片蒸发器，所述翅片蒸发器连接有压缩机，所述压缩机与水冷凝器相连，所述水冷凝器与一翅片冷凝器相连，所述翅片冷凝器通过膨胀阀与翅片蒸发器相连，以构成热泵循环结构。

4.根据权利要求3所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述翅片蒸发器连接有一风机，以用于外界空气循环吸热；

所述翅片蒸发器通过依次与压缩机、水冷凝器、翅片冷凝器以及膨胀阀相连，用以构成热泵循环制冷剂循环结构；所述水冷凝器与循环泵构成循环水加热循环结构。

5.根据权利要求4所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：翅片蒸发器为空气源热泵蒸发器。

6.根据权利要求1所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述作业腔体的上端具有进料口，作业腔体的下端具有出料口。

7.根据权利要求1所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述流道腔呈向外鼓起状，并且两端贯通，用以构成加热介质的供热结构。

8.根据权利要求7所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述流道腔呈横向、纵向、斜向、弯曲或网格状分布。

9.根据权利要求8所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述流道腔内设有密封和引导加热介质走向的激光焊缝边。

10.根据权利要求9所述的空气源热泵驱动间壁式粮食烘干系统，其特征在于：所述传热板的外周设有均风孔板，所述均风孔板与气体进口和气体出口相通。

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