CN214308095U - 一种用于消失模烘干热泵机组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及铸造行业的消失模干燥领域，具体涉及一种用于消失模烘干热泵机组，包括机体，所述机体包括内箱和外箱，所述外箱内设有压缩机、蒸发器，所述压缩机、蒸发器通过管道连接，所述蒸发器与压缩机的管道上串接有膨胀阀，所述内箱内设有冷凝器、捕水器，所述冷凝器、捕水器分别通过膨胀阀与压缩机管道连接形成制冷循环通道。本实用新型机组结构连接能实现具有3种工作模式且能够自动调整捕水风机的转速，减少人工操作，提高烘干效率，相较于传统的电加热和蒸汽加热具有减少70％能耗，无污染，且使用更安全的优点。

Description

一种用于消失模烘干热泵机组

技术领域

本实用新型涉及铸造行业的消失模干燥领域，具体涉及一种用于消失模烘干热泵机组。

背景技术

铸造行业大量使用的消失模，无论黄模还是白模，都是用胶水将石英砂粘接在塑料模型制作，需要多次分层涂刷粘贴，因此要烘干使其脱水干燥。当铁水浇注时，塑料立即气化消失，铁水充满模具型腔，此时如果消失模还有残留的水分，立即生成大量水蒸气，造成铸件气孔渣孔而报废。

开始烘干时，模具表面先受热升温，表面水分蒸发，很快干燥的胶料形成硬壳，固化的胶料在石英粒之间形成密封，阻挡了内部水分的扩散，因而很难干透。为了防止塑料模型软化变形，不能够采用较高的烘干温度，往往要用相当长的时间烘烤，耗能大且良品率低。

在过去的30多年前，蒸汽一直是给烘干空气加热的热源，而蒸汽一般来自于燃煤锅炉房，蒸汽加温需要大量的煤炭燃烧对锅炉内的水进行加热升温产成蒸汽，通过产生蒸汽再去加热空气的过程中热量浪费严重、效率低下且对环境造成污染，目前国内的烘干行业普遍采用燃气直燃式烘干机。而燃气直燃式烘干机使用天然气时正常工作温度在900～1200℃，这种温度不仅会影响产品烘干质量，在安全生产方面也存在着较大的隐患，且能量转换效率低造成资源浪费和人工成本高,而热泵能够将自身所需能量的3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质(水、空气、土壤等)中提取4-7倍于电能的装置，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因，但传统热泵冬季加热能力却受温度影响。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于消失模烘干热泵机组，目的在于缩短消失模的烘干时间同时降低能耗，减少人工操作，使用更安全。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案；一种用于消失模烘干热泵机组，包括机体，其特征在于：所述机体包括内箱和外箱，所述外侧箱内设有蒸发器、压缩机，所述蒸发器、压缩机通过管道连接，所述蒸发器与压缩机的管道上串接有膨胀阀，所述内侧箱内设有冷凝器、捕水器，所述冷凝器、捕水器分别通过膨胀阀与压缩机管道连接形成制冷循环通道。

优先的，所述的捕水器包括上捕水器和下捕水器，所述上捕水器串接有热交换器。

进一步地，所述的热交换器上设置有水平通道和垂直通道。

优先的，所述热交换器下设有捕水风机，所述捕水风机的出风口设置于热交换器垂直通道的下方。

所述外箱侧壁上设有外风机，所述内箱侧壁上设有回风口，顶部设有内风机。

所述外风机的进风口设置于外箱内，所述内风机的出风口设于内箱外。

进一步地，所述捕水器上设有温度传感器，所述机体内还设有湿度传感器和控制器，所述压缩机、外风机、内风机、捕水风机、温度传感器、湿度传感器分别与控制器电性连接。

进一步的，所述内箱与外箱设有隔墙板隔离。

本实用新型具有的有益效果：

1.本实用新型利用膨胀阀、四通阀和电磁阀对制冷剂的流向以及切换阀下设备连接设置，使其设备机组能实现具有3种独立的工作模式(单纯加热、单纯冷凝除湿、加热的同时进行冷凝除湿), 能够满足消失模烘干对温度和相对湿度严格要求，同时通过压缩机和制冷剂的气态与液态之间的转化实现将烘干室内的空气进行加热，相较于传统的蒸汽加热、燃气加热和电加热具有节约70％能耗、减少污染、降低了消失模的烘干成本、且使用更安全。

2.机组结构能实现在加热和除湿同时进行的工作模式下，消失模烘干热泵机组与外界没有传热介质，因此不与外界进行热量传导，不存在传统热泵机在冬季烘干时受气温影响而导致加热能力降低，不受外界温度影响，冬天加热能力强，保证了消失模烘干后的良品率。

3.机组结构的配合，使其控制器能够自动完成对流进气流的干球温度和相对湿度的检测，并能够自动计算该状态下的露点温度，再调整捕水风机的转速，使进入捕水风机的气流能够保持良好的水汽冷凝条件。机器使用时操作简便，减少人工操作，提高烘干效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型加热模式下的制冷循环和气流流动示意图。

图3为本实用新型加热模式下的制冷循环和气流流动示意图。

图4为本实用新型除湿模式下的制冷循环和气流流动示意图。

图5为本实用新型外形图。

图6为图5的左视图。

图7为图5的俯视图。

图中：1-内箱；2-外箱；3-内风机；4-外风机；5-回风口；6-隔墙板；7-烘房；11-压缩机；12- 蒸发器；13-膨胀阀；21-上捕水器；22-下捕水器；23-冷凝器；24-热交换器；25-捕水风机。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例1

请参考图1，一种用于消失模烘干热泵机组，包括机体，机体设有隔墙板6将机体分隔为内箱 1和外箱2。外箱2内设有压缩机11、蒸发器12，压缩机11、蒸发器12通过管道连通，蒸发器12 与压缩机11的管道上串接有膨胀阀13，内箱1内设有冷凝器23、捕水器，冷凝器23、捕水器分别通过膨胀阀13与压缩机11管道连通形成制冷循环通道。

所述冷凝器23倾斜固定于内箱1内部，增大了冷凝器23与空气的接触面积，有利于冷凝器23与气流的热量传递，实现气流与冷凝器23的热量快速交换，使室内空气能够快速升温，缩短烘干时间，提高了烘干效率。

具体的，所述机体内还设有四通阀和电磁阀，利用四通阀、电磁阀，控制管道内制冷剂的流向和切换阀下设备，实现3种独立的工作模式，能够完美的满足消失模烘干时对温度和湿度的严格要求，提高良品率。

进一步地，外箱2侧壁上设有外风机4，内箱1侧壁上设有回风口5，顶部设有内风机3所述外风机4的进风口设置于外箱2内，内风机3的出风口设于内箱1外。捕水器包括上捕水器21和下捕水器22，上捕水器21串接有热交换器24。热交换器24上设置有水平通道和垂直通道。热交换器24下设有捕水风机25，捕水风机25的出风口设置于热交换器24垂直通道的下方，回风口5 的位置与热交换器24的水平通道位置相对应，气流从回风口5进入后经过内箱1的设备后由内风机排出。

具体的，捕水器上设有温度传感器，所述机体内还设有湿度传感器和控制器，压缩机11、外风机4、内风机3、捕水风机25、温度传感器、湿度传感器分别与控制器电性连接。控制器通过温度传感器和湿度传感器检测气流的温度和相对湿度，进而自动调整捕水风机25或内风机3、外风机4的转速，实现温度的高低和相对湿度的大小控制，满足消失模烘干时对温度和相对湿度的要求，减少了人工操作，提高消失模生产效率。

使用时，热泵机组的内箱安装于烘房7内，外箱2安装于室外，烘房7内气流进入内箱1后，根据需求依次经过其内设备，最后由内风机3吸入排回至烘房7内，构成气流循环。

单纯加热模式工作模式

请参考图2，内箱1中的捕水风机15不工作，烘房7内空气由内风机带动从回风口进入内箱中,进入内箱1的空气由冷凝器加热后由内风机吸入排回烘房7中，实现烘房7中的空气加热。

具体的，液态制冷剂经过膨胀阀13节流后通过管道输送蒸发器12，此时外风机4将室外大量的空气流过蒸发器12，蒸发器12里的制冷剂吸收空气中的热量蒸发成气态制冷剂输送到压缩机11 中，压缩机11将气态的制冷剂压缩成高温高压气体后输送到冷凝器23中，通过内风机3转动，捕水风机15不工作，使烘干房7内空气从回风口进入后只经过冷凝器23，气流吸收冷凝器23中制冷剂的热量升高温度，再由内风机3吸入排回烘干房7中，高温高压制冷剂在冷凝器23中释放热量后成为高压液体回流至膨胀阀13完成制冷剂的循环。进而烘房7内的空气不断进入内箱1之中加热，而制冷剂不断的在液态和气态中转化实现将外界空气的热量传递到室内气体中，达到加热的目的。

采用吸收外界空气热量来加热烘房内的空气温度，相较于传统电加热和天然气加热，具有节约能源，使用安全和烘干成本低的优点

实施例2

单纯冷凝除湿工作模式

请参考图3，内箱1中的捕水风机25和内风机3同时工作，冷凝器23不工作，空气从回风口 5进入内箱1后经过热交换器24的水平通道成为高湿气流，后经过上捕水器21和下捕水器22的冷凝除水成为干燥空气，从热交换器24的垂直通道流出后由内风机3吸入排回烘房7中，实现烘房7内空气的除湿。

具体的，液态制冷剂经过膨胀阀13节流后输送到上捕水器21和下捕水器22以及热交换器24 中，捕水风机25转动将烘房7内空气从回风口5进入输送到热交换器24的水平通道中，气流进入热交换器24的水平通道后进入上捕水器21，气流与热交换器24接触后失去部分显热，干球温度下降，但由于含水量不变，使得相对湿度增大，成为高湿气流，高湿气流进入上捕水器21后，气流中的水蒸气遇冷凝结成液态水排出，随后气流进入下捕水器22，残余水蒸气进一步凝结排出，变冷后的干燥气流经捕水风机25送入热交换器24的垂直通道中，汲取垂直通道两侧中的热量，气流干球温度升高，后由内风机3吸入排回烘房7内。液态制冷剂在捕水器中吸收气流中水蒸气冷凝为液态水所释放的潜热转变为气态制冷剂流进压缩机11中，压缩机11将气态制冷剂压缩为为高压高温气体输送到蒸发器12中，外风机4使得室外气体流过蒸发器12，高压高温的气态制冷剂通过蒸发器12将热量传递给室外气体，进而冷却转变为液态制冷剂回流至膨胀阀13中完成制冷循环，烘房7内气体如此循周而复始不断的进入内箱中排出水蒸气，达到除湿效果。

利用将空气中的水蒸气冷凝为液态水的方式，设置捕水器使其具有强大的的除湿能力，同时控制器通过温度感应器和湿度感应器不断检测流进气流的干球温度和相对湿度，用公开的焓湿湿软件得出该状态下的露点温度，控制器自动调整捕水风机25的转速使流进捕水器的气流的温度始终低于露点温度10℃以上，保持良好的水汽冷凝条件，减少人工操作，提高烘干效率。

实施例3

加热的同时进行冷凝除湿工作模式

请参考图4，内箱中捕水风机25、内风机3和冷凝器23同时工作，空气从回风口5进入内箱 1后经过热交换器24的水平通道成为高湿气流，后经过上捕水器21和下捕水器22的冷凝除水成为干燥空气，从垂直通道流出后经过冷凝器23的加热，最后由内风机3吸入排回烘房7中，实现烘房7内空气的除湿和加热。

具体的，液态制冷剂经过膨胀阀13节流后输送到上捕水器21和下捕水器22以及热交换器24 中，捕水风机25转动将烘房7内空气从回风口进入输送到热交换器的水平通道中。气流进入热交换器24的水平通道后进入上捕水器21，气流与热交换器24的水平通道接触失去部分显热，干球温度下降，但由于气流中的含水量不变，使得相对湿度增大，成为高湿气流，高湿气流进入上捕水器21中，气流的水蒸气遇冷凝结成液态水排出，随后气流进入下捕水器22，残余水蒸气进一步凝结排出，变冷后的干燥气流经捕水风机25送入热交换器24的垂直通道中，气流汲取垂直通道两侧中的热量，气流的干球温度升高，相对湿度变小，成为干燥气流，液态制冷剂在捕水器中吸收水蒸气冷凝成液态水所释放的潜热转变为气态制冷剂流进压缩机11中，此时压缩机11将气态制冷剂压缩为高温高压气体输送到冷凝器23中，内风机3带动干燥气流进入冷凝器23中，干燥气流吸收高温高压气态制冷剂的热量进一步升温干燥，最后由内风机3吸入排回烘房7中，冷凝器23中的高温高压气态制冷剂释放热量后转变为液态回流至膨胀阀13完成制冷循环。

在加热的同时进行冷凝除湿时，热泵机组与外界没有热量传递，因此不受外界温度影响而导致工作效率降低的问题。

本实用新型与传统蒸汽加热、燃气加热和电加热效果的对比如下：

项目	热泵	燃煤锅炉	天然气锅炉	电辅热
					能源类型	工业用电	煤炭	天然气	工业用电
平均热效率	350％	60％	85％	95％
					能源热值	860kcal/kwh	5000kcal/kg	8400kcal/kg	860kcal/kwh
实际热值	3010kcal/kwh	5000kcal/kg	7140kcal/kg	817kcal/kwh
					能源单价	0.55kwh/元	4.5kg/元	1.1m<sup>3</sup>/元	0.55kwh/元
烘干用时	24～30h	50～60h	50～60h	50～60h
					实际费用	110～145元	120～140元	210～240元	480～550元
是否智能化	是	否	否	是
					安全性	安全	火灾隐患	火灾隐患	火灾、漏电

本实用新型具有的有益效果：

1.本实用新型利用膨胀阀、四通阀和电磁阀对制冷剂的流向以及切换阀下设备，使其具有3 种独立的工作模式，能够满足消失模烘干对温度和相对湿度严格要求，同时通过压缩机和制冷剂的气态与液态之间的转化实现将烘干室内的空气进行加热，相较于传统的蒸汽加热、燃气加热和电加热具有节约70％能耗相比传统煤锅炉和燃油锅炉，无污染，无排放，安全，省去了每年例行的安检，省去了专业的锅炉工，全自动控温，运行费用也大幅降低50％以上，进而降低了消失模的烘干成本、且使用更安全。

2.在加热和除湿同时进行的工作模式下，消失模烘干热泵机组与外界没有传热介质，因此不与外界进行热量传导，不存在传统热泵机在冬季烘干时受气温影响而导致加热能力降低，不受外界温度影响，冬天加热能力强，保证了消失模烘干后的良品率。

3.控制器能够自动完成对流进气流的干球温度和相对湿度的检测，并能够自动计算该状态下的露点温度，再调整捕水风机的转速，使进入捕水风机的气流能够保持良好的水汽冷凝条件。机器具有智能化，使用时操作简便，减少人工操作，提高烘干效率。

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，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，除非另有明确的限定。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。

此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于消失模烘干热泵机组，包括机体，其特征在于：所述机体包括内箱(1)和外箱(2)，所述外箱(2)内设有压缩机(11)、蒸发器(12)，所述压缩机(11)、蒸发器(12)通过管道连接，所述蒸发器(12)与压缩机(11)的管道上串接有膨胀阀(13)，所述内箱(1)内设有冷凝器(23)、捕水器，所述冷凝器(23)、捕水器分别通过膨胀阀(13)与压缩机(11)管道连接形成制冷循环通道。

2.根据权利要求1所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述的捕水器包括上捕水器(21)和下捕水器(22)，所述上捕水器(21)串接有热交换器(24)。

3.根据权利要求2所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述的热交换器(24)上设置有水平通道和垂直通道。

4.根据权利要求3所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述热交换器(24)下设有捕水风机(25)，所述捕水风机(25)的出风口设置于热交换器(24)垂直通道的下方。

5.根据权利要求1所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述外箱(2)侧壁上设有外风机(4)，所述内箱(1)侧壁上设有回风口(5)，顶部设有内风机(3)。

6.根据权利要求5所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述外风机(4)的进风口设置于外箱(2)内，所述内风机(3)的出风口设于内箱(1)外。

7.根据权利要求4或5所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述捕水器上设有温度传感器，所述机体内还设有湿度传感器和控制器，所述压缩机(11)、外风机(4)、内风机(3)、捕水风机(25)、温度传感器、湿度传感器分别与控制器电性连接。

8.根据权利要求1所述的用于消失模烘干热泵机组，其特征在于：所述内箱(1)与外箱(2)设有隔墙板(6)隔离。