CN216385030U - 一种增热式热泵加热烘干装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及空气源热泵技术领域内的一种增热式热泵加热烘干装置，包括压缩机、蒸发器、冷凝器及节流元件，所述压缩机的出口与蒸发器的进口相连；蒸发器的出口经节流元件连接至冷凝器的进口，冷凝器上设有进风口和出风口，出风口连接至烘干器，所述蒸发器和压缩机进口之间设有增热换热器，所述增热换热器设有接口一、接口二、接口三和接口四，所述接口一和接口二在增热换热器内部相通，接口三和接口四在增热换热器内部相通，蒸发器的出口连接至接口二，接口一连接压缩机的进口，接口三经控制阀一连接至压缩机出口，接口四经控制阀二连接至节流元件进口。该装置能提供更高的干燥温度，且成本低，调节方便，运行平稳，工作能效高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种烘干装置，特别涉及一种空气源热泵烘干装置。
背景技术
现有技术热泵式加热烘干装置通常输出的热风温度为45—55℃，有人采用同时增加蒸发器与冷凝器换热面积、提高风机风速的办法，的确可以提高输出的热风温度。比如中国专利数据库中，公开了一种用于干燥的高温空气源热泵热风机，其公开号：CN101566426A；公开日：20091028，该装置包括空气源热泵和冷凝器风机，空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、主节流装置组成，并依序用工质循环管道连接，所述空气源热泵的蒸发器换热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在5.4-16m2/kw之间；所述空气源热泵的冷凝器换热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在4.0-12m2/kw之间。该热风机上还设有泄压分流阀和副节流装置，所述泄压分流阀的输入端连接在压缩机和冷凝器之间的工质循环管道或者冷凝器和主节流装置之间的工质循环管道，泄压分流阀的输出端连接副节流装置输入端，副节流装置输出端连接在蒸发器和压缩机之间的工质循环管道上。
其不足之处在于：该装置具有两个节流装置，即主节流装置和副节流装置，在主节流装置和副节流装置后，冷凝介质均会发生膨胀吸热，该装置副节流装置所在的一条通路未经吸热即回送至压缩机进口，使得主节流装置和副节流装置难以协同工作，压缩机进口压力和温度控制困难，同时，工作能效较低。
其不足之处在于：蒸发器与冷凝器换热面积如果增加为3倍，蒸发器与冷凝器的成本大约将增加为2.5倍，这就大大提高设备的制造成本，风速提高也增加风机输入功率和风机变大的成本，换热面积增加又使得风机的风量也需要增加，风机还要变大。就是说，以制造成本的大幅增加换来热风输出温度的增加。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种增热式热泵加热烘干装置，使得该装置成本增加极少（几乎可以忽略不计）却能提供更高的干燥温度，且调节方便，运行平稳，工作能效高。
本实用新型的目的是这样实现的：一种增热式热泵加热烘干装置，包括压缩机、蒸发器、冷凝器及节流元件，所述压缩机的出口与蒸发器的进口相连；蒸发器的出口经节流元件连接至冷凝器的进口，冷凝器上设有进风口和出风口，出风口连接至烘干器，所述蒸发器和压缩机进口之间设有增热换热器，所述增热换热器设有接口一、接口二、接口三和接口四，所述接口一和接口二在增热换热器内部相通，接口三和接口四在增热换热器内部相通，蒸发器的出口连接至接口二，接口一连接压缩机的进口，接口三经控制阀一连接至压缩机出口，接口四经控制阀二连接至节流元件进口。
该装置工作时，具有两种工作模式，第一种工作模式是正常的热泵制热循环，具体是：先启动压缩机，使低温低压的制冷剂气体从压缩机进口进入，在压缩机内被压缩后，制冷剂变成高温高压气体从压缩机出口离开，在冷凝器中被冷凝成高压液体，然后经节流单元节流后，制冷剂膨胀并在蒸发器中从外界空气中吸收热量，使得制冷剂变成低温低压气体回到压缩机进口，形成一个工作循环。此过程中，在冷凝器中，制冷剂把热量换热给穿过冷凝器的空气，使空气变热升温至45-55℃，供入到烘干器中，供烘干使用。第二种工作模式是高温工作模式，在需要提高烘干温度时使用，具体是：在第一种工作模式的基础上，开启控制阀一和控制阀二，在压缩机出口和进口之间形成第二条通路，在增热换热器内，高温高压的制冷剂与低温低压的制冷剂相互隔离，且可以换热，使得低温低压的制冷剂温度变高，提高了压缩机的进口温度，进一步提高压缩机的出口温度，最终使得穿过冷凝器的空气温度可以提高至60-70℃，甚至可以提高到更高的温度，以满足不同物料的烘干需求。在增热换热器内换热后的高温高压制冷剂变成高压液态制冷剂，与冷凝器冷凝后的制冷剂汇流，两者之间无冲击，然后，制冷剂经节流元件节流膨胀，在蒸发器中吸热，形成低温低压制冷剂气体。其全部的制冷剂均经过蒸发器蒸发吸热，其工作能效高，运行平稳无冲击，通过开关控制阀一和控制阀二可以方便地调节流量和温度，可以获得较高的烘干温度，该装置可用于各种物料的烘干。
进一步地，所述增热换热器为管壳式换热器或板式换热器。
进一步地，所述控制阀一和控制阀二中至少一个为电磁阀；该所述电磁阀为流量可调控的电磁阀。还可以是控制阀一和控制阀二中一个为电磁阀，另一个为手动阀；该手动阀为可控开度阀。上述方案均可以方便控制进入增热换热器内的制冷剂流量。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中，1蒸发器，2节流元件，3控制阀二，4控制阀一，5冷凝器，5a进风口，5b出风口，6烘干器，7压缩机，8增热换热器，A接口一，B接口二，C接口三，D接口四。
具体实施方式
如图1所示，为一种增热式热泵加热烘干装置，其主循环由压缩机7、蒸发器1、冷凝器5及节流元件2组成，压缩机7的出口与蒸发器1的进口相连；蒸发器1的出口经节流元件2连接至冷凝器5的进口，冷凝器5上设有进风口5a和出风口5b，出风口5b连接至烘干器6，上述连接方式是现有热泵加热烘干装置所共有的结构。所不同的是，该装置在蒸发器1和压缩机7进口之间增设了增热换热器8，该增热换热器8设有接口一A、接口二B、接口三C和接口四D，接口一A和接口二B在增热换热器8内部经换热管相通，接口三C和接口四D在增热换热器8内部也以换热管相通，换热管之间可以相互换热，蒸发器1的出口连接至接口二B，接口一A连接压缩机7的进口，接口三C经控制阀一4连接至压缩机7出口，接口四D经控制阀二3连接至节流元件2进口。
增热换热器8可以如本装置的管壳式换热器；还可以采用板式换热器，在增热换热器8内，对应的接口不是以换热管相通，而是以换热壁之间的形成的间隙相通。该两种换热器均具有技术成熟，制造或外购方便，维护管理成本低的优点。
进一步地，控制阀一4和控制阀二3中至少一个为电磁阀；该电磁阀为流量可调控的电磁阀。还可以如本实施例中所示，控制阀一4为手动阀、控制阀二3为电磁阀，手动阀为可控开度阀。该方案可以方便控制进入增热换热器8内的制冷剂流量。
该装置工作时，具有两种工作模式：
1、第一种工作模式：先启动压缩机7，使低温低压的制冷剂气体从压缩机7进口进入，在压缩机7内被压缩后，制冷剂变成高温高压气体从压缩机7出口离开，在冷凝器5中被冷凝成高压液体，然后经节流单元节流后，制冷剂膨胀并在蒸发器1中从外界空气中吸收热量，使得制冷剂变成低温低压气体回到压缩机7进口，形成一个工作循环。此过程中，在冷凝器5中，制冷剂把热量换热给穿过冷凝器5的空气，使空气变热升温至45-55℃，供入到烘干器6中，供烘干使用。
2、第二种工作模式：在需要提高烘干温度时使用，在第一种工作模式的基础上，开启控制阀一4和控制阀二3，在压缩机7出口和进口之间形成第二条通路，在增热换热器8内，高温高压的制冷剂与低温低压的制冷剂相互隔离，且可以换热，使得低温低压的制冷剂温度变高，提高了压缩机7的进口温度，进一步提高压缩机7的出口温度，最终使得穿过冷凝器5的空气温度可以提高至60-70℃，甚至可以提高到更高的温度，以满足不同物料的烘干需求。调节控制阀一4至合适开度，使得在增热换热器8内换热后的高温高压制冷剂变成高压液态制冷剂，该制冷剂与冷凝器5冷凝后的制冷剂汇流，两者均为液体，汇流无冲击，然后，制冷剂经节流元件2节流膨胀，在蒸发器1中蒸发吸热，吸热能能为外界空气中的热能，形成低温低压制冷剂气体进入增热换热器8换热。由于全部的制冷剂均经过蒸发器1蒸发吸热，使其工作能效高。该装置运行平稳无冲击，通过开关控制阀一4和控制阀二3能方便地调节流量和温度，可以获得较高的烘干温度，该装置可用于各种物料的烘干。
该装置可以在需要高温度烘干温度运行时自动启闭分流热能增热回路，设备运行中平均COP值保持最佳。
手动控制阀可以根据当地冬季最低温度的差异选择不同的开度大小，在安装时，确定好开度后，无需用户频繁调整。由于两个控制阀中有一个为手动阀，开度大小可以根据安装地域不同季节等情况设置开度大小，从而让增热所需要从压缩机出口处分流的热能的比例最恰当，分流的比例过大将会使设备运行中平均COP值降低，手动控制阀的开度有条件按季节分1档、2档、3档、4档，这样，有条件让手动阀开度大小最佳、适合当地环境条件，就可以让设备运行中平均COP值获得最佳。
在需要高温度烘干温度时可以按设定的运行条件自动开启或关闭电磁阀，假如当时的环境温度等情况已经可以让输出口制冷剂温度达到需求不需要分流热能增热时，若仍然固定不变地开启分流热能增热回路，就会大大降低设备运行中平均COP值。
本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
Claims (7)
1.一种增热式热泵加热烘干装置，包括压缩机、蒸发器、冷凝器及节流元件，所述压缩机的出口与蒸发器的进口相连；蒸发器的出口经节流元件连接至冷凝器的进口，冷凝器上设有进风口和出风口，出风口连接至烘干器，其特征在于：所述蒸发器和压缩机进口之间设有增热换热器，所述增热换热器设有接口一、接口二、接口三和接口四，所述接口一和接口二在增热换热器内部相通，接口三和接口四在增热换热器内部相通，蒸发器的出口连接至接口二，接口一连接压缩机的进口，接口三经控制阀一连接至压缩机出口，接口四经控制阀二连接至节流元件进口。
2.根据权利要求1所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述增热换热器为管壳式换热器。
3.根据权利要求1所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述增热换热器为板式换热器。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述控制阀一和控制阀二中至少一个为电磁阀。
5.根据权利要求4所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述电磁阀为流量可调控的电磁阀。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述控制阀一和控制阀二中一个为电磁阀，另一个为手动阀。
7.根据权利要求6所述的一种增热式热泵加热烘干装置，其特征在于：所述手动阀为可控开度阀。
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| CN202123096179.XU CN216385030U (zh) | 2021-12-10 | 2021-12-10 | 一种增热式热泵加热烘干装置 |
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| CN115031445A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-09-09 | 江苏省华扬太阳能有限公司 | 一种空气源热泵高温加热装置及其操作方法 |
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| CN115031445B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-12-05 | 江苏省华扬太阳能有限公司 | 一种空气源热泵高温加热装置及其操作方法 |
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