CN214039472U - 一种水冷式热泵除湿烘干机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水冷式热泵除湿烘干机组，属于热泵除湿烘干机组技术领域，其中，第一制冷循环回路由第一压缩机、高压冷凝器、水冷式换热器、第一节流阀、第一蒸发器通过制冷管路连接形成，第二制冷循环回路由第二压缩机、低压冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器通过制冷管路连接形成；第一路空气通过第一风机带动在高压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动，第二路空气通过第二风机带动在第二蒸发器、第一蒸发器、低压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动，能将物料快速除湿烘干，提高了除湿烘干效率和烘干效果，而且机组工作稳定、节能。

Description

一种水冷式热泵除湿烘干机组

技术领域

本实用新型涉及一种水冷式热泵除湿烘干机组，属于热泵除湿烘干机组技术领域。

背景技术

热泵除湿烘干机组包括制冷循环和空气循环两个循环，制冷循环主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀等，空气循环主要包括烘箱、风机、电加热器等。在空气循环过程中，湿空气在蒸发器处被冷却到露点温度以下，析出凝结水，含湿量下降，再进入冷凝器，吸收制冷剂的热量而升温，相对湿度降低，然后再送入烘箱。在制冷循环过程中，由压缩机出来的高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，将热量传给空气后，冷凝成常温高压液体，经膨胀阀节流后进入蒸发器，吸收由烘箱出来的湿空气的热量，变成低温低压气体，在被压缩机吸入压缩，如此往复循环。

热泵除湿烘干机组一般包括开环式、半闭环式和闭环式三种，开环式/闭环式热泵除湿烘干机组中烘箱中的湿空气全部/部分排出到烘箱外，而闭环式热泵除湿烘干机组中的空气不与外界环境接触，空气完全通过机组内制冷系统进行循环除湿升温。传统的闭环式热泵除湿烘干机组中，一方面因空气循环方式不当导致除湿烘干效率还有待提高，另一方面机组内部压缩机、风机等做功会产生热量，如果系统内热量处理不当将会导致压缩机的冷凝压力较高，在运行过程中经常超出压缩机的运转范围，从而影响压缩机的使用寿命，严重时会压缩机过载保护，进而整个机组无法正常工作。

需要说明的是，上述内容属于发明人的技术认知范畴，并不必然构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术所存在的问题，提供了一种水冷式热泵除湿烘干机组，提高除湿烘干效率和烘干效果，机组工作稳定、节能。

本实用新型通过采取以下技术方案实现上述目的：

一种水冷式热泵除湿烘干机组，包括制冷循环系统和空气循环系统，所述制冷循环系统包括第一制冷循环回路和第二制冷循环回路；

所述第一制冷循环回路由第一压缩机、高压冷凝器、水冷式换热器、第一节流阀、第一蒸发器通过制冷管路连接形成，所述第二制冷循环回路由第二压缩机、低压冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器通过制冷管路连接形成；

所述空气循环系统包括第一风机和第二风机，第一路空气通过第一风机带动在高压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动，第二路空气通过第二风机带动在第二蒸发器、第一蒸发器、低压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动。

可选的，所述第一蒸发器出口的空气管路上设置有挡水组件，所述挡水组件用于对空气中的水滴进行阻挡、收集。

可选的，所述挡水组件由并列排布的多块波纹片构成。

可选的，所述水冷式换热器为满液式水冷高效罐换热器。

可选的，所述空气循环系统还包括省能器，所述省能器用于使进入第二蒸发器之前的第二路空气与从第一蒸发器排出的第二路空气进行热交换。

可选的，所述空气循环系统还包括预冷器，第一路空气经过预冷器后进入省能器，所述预冷器为水冷冷却器。

可选的，所述空气循环系统还包括电加热器，所述电加热器设置在低压冷凝器之后的空气管路上。

可选的，所述空气循环系统还包括空气过滤器，第二路空气经过所述空气过滤器后引入所述省能器。

可选的，所述制冷循环系统还包括第一回热器和第二回热器，所述第一回热器用于使进入第一蒸发器之前的制冷剂与从第一蒸发器流出的制冷剂进行热交换，所述第二回热器用于使进入第二蒸发器之前的制冷剂与从第二蒸发器流出的制冷剂进行热交换。

可选的，所述制冷循环系统还包括第一制冷剂过滤器和第二制冷剂过滤器，所述第一制冷剂过滤器设置在第一回热器与第一节流阀之间的制冷管路上，所述第二制冷剂过滤器设置在第二回热器与第二节流阀之间的制冷管路上。

本申请的有益效果包括但不限于：

本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组，将从烘箱中排出的循环空气分成第一路和第二路分别通过第一制冷循环回路和第二制冷循环回路进行处理。第一路空气从烘箱引出后直接进入高压冷凝器，吸收制冷剂的热量而升温；第二路空气从烘箱引出后进入第二蒸发器，在第二蒸发器内第二路空气的热量传递给制冷剂后被冷却到露点温度以下析出凝结水，使含湿量大大下降，然后再进入低压冷凝器。在低压冷凝器内第二路空气吸收制冷剂的热量而升温，相对湿度降低到很低的数值，这时的第二路空气具有很强的吸湿和干燥能力，再送回烘箱去干燥物料。因此，第二路空气回到烘箱时温度较第一路空气低，但是干度很高，可将第二层网带上物料中的水分充分带出。而第一路空气在回到烘箱时温度较高，可使第一层网带上的物料充分升温。第一路空气和第二路空气相互配合，将物料快速除湿烘干，提高了除湿烘干效率。

其次，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组中，在高压冷凝器之后设置了水冷式换热器，可调节机组内的热量平衡以控制机组运行温度，还可对第一路空气在进入第一压缩机之前进行压力调节，避免第一压缩机系统的冷凝压力过高，满足第一压缩机稳定运行的工况要求，保证机组的稳定工作。

再次，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组中，第一蒸发器出口的空气管路上设置挡水组件，对除湿后的空气中的水滴进行阻挡、收集，保证进入低压冷凝器的空气中没有多余的水滴，降低空气湿度，提高了烘干效果。

最后，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组中，预冷器用于调节机组内循环空气的整体温度，避免因空气温度太高而使压缩机运行超出所允许的范围，另外还使空气在进入蒸发器除湿之前，先进行一部分降温，以空气进入蒸发器之前的温度，提高空气经过蒸发器时的除湿量，起到节能的作用。水冷式换热器和预冷器均采用循环水调节冷凝压力和降低机组内空气温度，水的比热容大，冷却效果较好，而且方便控制，系统更加节能，使热泵除湿烘干机组拥有良好的经济效益。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组的原理图；

图2为本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组的其中一角度的剖视结构示意图；

图3为本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组的另一角度的剖视结构示意图；

图中，100、机壳；110、第一压缩机；120、第二压缩机；210、高压冷凝器；220、低压冷凝器；310、第一节流阀；320、第二节流阀；410、第一蒸发器；420、第二蒸发器；510、第一风机；520、第二风机；600、水冷式换热器；700、挡水组件；810、省能器；820、预冷器；830、电加热器；840、空气过滤器；911、第一回热器；912、第二回热器；921、第一制冷剂过滤器；922、第二制冷剂过滤器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

需说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施。因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图3中所示，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组，包括制冷循环系统和空气循环系统，其中，制冷循环系统包括第一制冷循环回路和第二制冷循环回路。空气循环系统包括第一风机510和第二风机520。

具体的，第一制冷循环回路由第一压缩机110、高压冷凝器210、水冷式换热器600、第一节流阀310、第一蒸发器410通过制冷管路连接形成，第二制冷循环回路由第二压缩机120、低压冷凝器220、第二节流阀320、第二蒸发器420通过制冷管路连接形成。第一路制冷剂在第一制冷循环回路内不断完成吸热蒸发(第一蒸发器410内)→压缩(第一压缩机110内)→放热冷凝(高压冷凝器210内)→调压(水冷式换热器600内)→节流(第一节流阀310)→再吸热蒸发(第一蒸发器410内)的热力循环过程。第二路制冷剂在第二制冷循环回路内不断完成吸热蒸发(第二蒸发器420内)→压缩(第二压缩机120内)→放热冷凝(低压冷凝器220内)→节流(第二节流阀320)→再吸热蒸发(第二蒸发器420内)的热力循环过程。第一蒸发器410和第二蒸发器420通常选用翅片式蒸发器，第一蒸发器410和第二蒸发器420的空气管路相互串联。

对物料进行烘干的烘箱中设置有多层网带(以两层为例)，物料进入烘箱后先落到上层网带，然后随着上层网带输送并落到下层网带。物料刚进入烘箱时温度较低，所以先通过温度较高的第一路空气对第一层网带上物料进行加热使物料升温，然后再使用干度较高的第二路空气将第二层网带上物料中水分带走，完成物料的烘干过程。

为此，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组中，将从烘箱中排出的循环空气分成第一路和第二路分别进行处理。具体的，第一路空气通过第一风机510带动在高压冷凝器210、烘箱之间的空气管路循环流动，第二路空气通过第二风机520带动在第二蒸发器420、第一蒸发器410、低压冷凝器220、烘箱之间的空气管路循环流动。

第一路空气从烘箱引出后直接进入高压冷凝器210，吸收制冷剂的热量而升温，因此第一路空气从高压冷凝器210排出时温度较高，这会造成第一压缩机110的冷凝压力较高，超出第一压缩机110的运转范围，从而影响第一压缩机110的使用寿命，严重时会使第一压缩机110过载保护，进而导致整个机组无法正常工作。为此，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组中，在高压冷凝器210之后设置了水冷式换热器600，可对第一路空气在进入第一压缩机110之前进行压力调节，避免第一压缩机110系统的冷凝压力过高，保证第一压缩机110稳定运行的工况要求。

第二路空气从烘箱引出后进入第二蒸发器420，在第二蒸发器420内第二路空气的热量传递给制冷剂后被冷却到露点温度以下，析出凝结水，使含湿量大大下降，然后再进入低压冷凝器220。在低压冷凝器220内第二路空气吸收制冷剂的热量而升温，相对湿度降低到很低的数值，这时的第二路空气具有很强的吸湿和干燥能力，再送回烘箱去干燥物料。因此，第二路空气回到烘箱时温度较第一路空气低，但是干度很高，可将第二层网带上物料中的水分充分带出。而第一路空气在回到烘箱时温度较高，可使第一层网带上的物料充分升温。第一路空气和第二路空气相互配合，将物料快速除湿烘干。

进一步的，第二路空气在第二蒸发器420、第一蒸发器410除湿后会携带部分水滴，为了避免该部分水滴随着第二路空气继续流动，在优选的实施方式中，在第一蒸发器410出口的空气管路上设置有挡水组件700，挡水组件700用于对空气中的水滴进行阻挡、收集。

具体的，挡水组件700设置在第一蒸发器410出口的空气管路上，使空气管路内形成减速段，第二空气在减速短内减速流动，比重较大的水滴难以随着气流继续流动而被拦截，然后掉进挡水组件700下方的积水盘内，再通过排水管道流出机组。

在其中一具体实施方式中，挡水组件700由并列排布的多块波纹片构成，第二路空气在波纹片之间曲折通过，水滴沿着曲折的通道滴下。通常，波纹片可以迎着第二路空气的流向安装，也可以与第二路空气的流向呈一定夹角倾斜安装。倾斜安装时可进一步增大迎风面积，降低空气流通速度，使波纹片更好的发挥作用。

在另一具体实施方式中，水冷式换热器600为满液式水冷高效罐换热器，具体的，换热器壳程内为制冷剂，管程内为水。

第二路空气需要进入蒸发器降温除湿，而被蒸发器除湿之后的空气需要经过低压冷凝器220升温。为此，在其中一具体实施方式中，空气循环系统还包括省能器810，省能器810用于使进入第二蒸发器420之前的第二路空气与从第一蒸发器410排出的第二路空气进行热交换，使进入蒸发器之前的第二路空气降低温度的同时，还使进入低压冷凝器220之前的第二路空气温度升高，通过机组内部热交换达到相应的降温和升温目的，减少外部干预，节约能源。

空气循环系统还包括预冷器820，第一路空气经过预冷器820后进入省能器810，预冷器820用于调节机组内循环空气的整体温度，避免因空气温度太高而使压缩机运行超出所允许的范围。另外，还使空气在进入蒸发器除湿之前，先进行一部分降温，以空气进入蒸发器之前的温度，提高空气经过蒸发器时的除湿量，起到节能的作用。

预冷器820优选采用水冷冷却器。水冷式换热器和预冷器820均采用循环水调节冷凝压力和降低机组内空气温度，水的比热容大，冷却效果较好，而且方便控制，系统更加节能，使热泵除湿烘干机组拥有良好的经济效益。

在另一具体实施方式中，空气循环系统还包括电加热器830，电加热器830设置在低压冷凝器220之后的空气管路上，电加热器830的作用是快速提升第二路空气的温度。当机组刚开机，烘箱内部的温度较低时，或者被烘干的物料湿度较大，或者环境温度较低，送入烘箱的物料本身温度较低时，则开启电加热器830。实际应用时，通过检测低压冷凝器220的出风温度(设置温度传感器)来判断是否开启电加热器830。温度较低时，电加热器830就通电开启，温度高于设定值时电加热器830就断开。

在另一具体实施方式中，空气循环系统还包括空气过滤器840，第二路空气经过空气过滤器840后再引入省能器810，避免第二路空气中携带物料粉末进入除湿烘干机组中粘附到设备表面而影响换热效率，以及避免大量粉末直接进入风机中损坏风机。

在另一具体实施方式中，制冷循环系统还包括第一回热器911和第二回热器912，第一回热器911用于使进入第一蒸发器410之前的制冷剂与从第一蒸发器410流出的制冷剂进行热交换，第二回热器912用于使进入第二蒸发器420之前的制冷剂与从第二蒸发器420流出的制冷剂进行热交换。通过回热器使蒸发器排出的低压低温制冷剂蒸汽与冷凝器排出的高压高温冷凝液交换热量，使气态制冷剂吸入压缩机前过热，液态制冷剂进入节流阀前过冷。

在另一具体实施方式中，制冷循环系统还包括第一制冷剂过滤器921和第二制冷剂过滤器922，第一制冷剂过滤器921设置在第一回热器911与第一节流阀310之间的制冷管路上，第二制冷剂过滤器922设置在第二回热器912与第二节流阀320之间的制冷管路上。通过第一制冷剂过滤器921和第二制冷剂过滤器922除去不慎带入制冷剂中的污物、粉末磨屑等，保证制冷剂顺利流通。

具体的，如图2及图3中所示(图中箭头方向表示空气流动方向)，本实用新型提供的水冷式热泵除湿烘干机组，具有机壳，第一压缩机110、第二压缩机120、第一蒸发器410、第二蒸发器420、水冷式换热器600设置在机壳100的底部。高压冷凝器210设置在机壳100的上部，第一路空气通过第一风机510从烘箱抽出后经过高压冷凝器210升温后，回到烘箱中。空气过滤器840也设置在机壳100的上部，省能器810、低压冷凝器220、挡水组件700设置在机壳100的中部，预冷器820设置在省能器810的上方，电加热器830设置在低压冷凝器220的下方。第二路空气经空气过滤器840过滤后向下经过省能器810，然后进入蒸发器，从蒸发器排出后经过挡水组件700，然后再次进入省能器810换热后，进入低压冷凝器220(以及电加热器830)升温，然后回到烘箱中。制冷剂则在第一制冷循环系统和第二制冷循环系统中循环流动。

其中，高压冷凝器210、低压冷凝器220、水冷式换热器600、第一蒸发器410、第二蒸发器420、预冷器820本质上都为换热器，实际应用时根据工艺要求选择具体设备类型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在实用新型的保护范围内。

本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，包括制冷循环系统和空气循环系统，所述制冷循环系统包括第一制冷循环回路和第二制冷循环回路；

所述第一制冷循环回路由第一压缩机、高压冷凝器、水冷式换热器、第一节流阀、第一蒸发器通过制冷管路连接形成，所述第二制冷循环回路由第二压缩机、低压冷凝器、第二节流阀、第二蒸发器通过制冷管路连接形成；

所述空气循环系统包括第一风机和第二风机，第一路空气通过第一风机带动在高压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动，第二路空气通过第二风机带动在第二蒸发器、第一蒸发器、低压冷凝器、烘箱之间的空气管路循环流动。

2.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述第一蒸发器出口的空气管路上设置有挡水组件，所述挡水组件用于对空气中的水滴进行阻挡、收集。

3.根据权利要求2所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述挡水组件由并列排布的多块波纹片构成。

4.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述水冷式换热器为满液式水冷高效罐换热器。

5.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述空气循环系统还包括省能器，所述省能器用于使进入第二蒸发器之前的第二路空气与从第一蒸发器排出的第二路空气进行热交换。

6.根据权利要求5所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述空气循环系统还包括预冷器，第一路空气经过预冷器后进入省能器，所述预冷器为水冷冷却器。

7.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述空气循环系统还包括电加热器，所述电加热器设置在低压冷凝器之后的空气管路上。

8.根据权利要求6所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述空气循环系统还包括空气过滤器，第二路空气经过所述空气过滤器后引入所述省能器。

9.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述制冷循环系统还包括第一回热器和第二回热器，所述第一回热器用于使进入第一蒸发器之前的制冷剂与从第一蒸发器流出的制冷剂进行热交换，所述第二回热器用于使进入第二蒸发器之前的制冷剂与从第二蒸发器流出的制冷剂进行热交换。

10.根据权利要求1所述的水冷式热泵除湿烘干机组，其特征在于，所述制冷循环系统还包括第一制冷剂过滤器和第二制冷剂过滤器，所述第一制冷剂过滤器设置在第一回热器与第一节流阀之间的制冷管路上，所述第二制冷剂过滤器设置在第二回热器与第二节流阀之间的制冷管路上。

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