CN216925082U - 一种新型闭式热泵烘干系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型闭式热泵烘干系统，包括烘干房以及通过管路连接的压缩机、四通阀、烘干冷凝器和升温支路，升温支路包括通过管路连接的升温节流装置和升温蒸发器，压缩机排气口与四通阀第一接口连接，升温支路串接在烘干冷凝器第二接口和四通阀第三接口之间；烘干系统还包括除湿支路、除霜支路以及根据预设工作模式切换条件控制烘干系统工作模式切换的主控制器；除湿支路，包括通过管路连接的除湿节流装置和除湿蒸发器，串接在烘干冷凝器第二接口和压缩机吸气口之间，除湿蒸发器设置在烘干房回风口处，除湿蒸发器和回风口之间设置有全热换热器；除霜支路，串接在升温蒸发器第一接口和除湿蒸发器第一接口之间；烘干系统在对升温蒸发器进行除霜时，主控制器控制四通阀第一接口、四通阀第三接口和除霜支路导通，升温节流装置关闭，除湿节流装置开启。本实用新型提供的新型闭式热泵烘干系统，解决了除霜过程中烘干房内温度降低的问题，保证室内温度始终满足烘干需求，提高了烘干机组的制热效率。

Description

一种新型闭式热泵烘干系统

技术领域

本实用新型属于烘干技术领域，尤其是一种新型闭式热泵烘干系统。

背景技术

随着烘干技术的不断发展，闭式热泵烘干机因具有超高的烘干效率越来越受到烘干行业的青睐，市面上常见的闭式热泵烘干机在除霜时采用的技术为冷凝器和蒸发器转换化霜，热泵烘干机组需要由制热状态转为制冷状态，压缩机要进行一次停机-开机状态的切换，这个过程会有一定的时间间隔，尤其是在冬季进行设备化霜时，冷热切换频繁不稳定，对于烘干来说，在除霜过程中产生的冷量会导致烘干房内的温度降低，直接影响烘干效率。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种在除霜时可以保证烘干房内温度始终满足烘干需求的新型闭式热泵烘干系统。为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型闭式热泵烘干系统，其技术方案是：

一种新型闭式热泵烘干系统，包括烘干房以及通过管路连接的压缩机、四通阀、烘干冷凝器和升温支路，所述升温支路包括通过管路连接的升温节流装置和升温蒸发器，所述压缩机排气口与所述四通阀第一接口连接，所述升温支路串接在所述烘干冷凝器第二接口和所述四通阀第三接口之间；所述烘干系统还包括除湿支路、除霜支路以及根据预设工作模式切换条件控制所述烘干系统工作模式切换的主控制器；所述除湿支路，包括通过管路连接的除湿节流装置和除湿蒸发器，串接在所述烘干冷凝器第二接口和所述压缩机吸气口之间，所述除湿蒸发器设置在所述烘干房回风口处，所述除湿蒸发器和所述回风口之间设置有全热换热器；所述除霜支路，串接在所述升温蒸发器第一接口和所述除湿蒸发器第一接口之间；所述烘干系统在对升温蒸发器进行除霜时，所述主控制器控制四通阀第一接口、四通阀第三接口和除霜支路导通，所述升温节流装置关闭，所述除湿节流装置开启。

进一步的，所述烘干房内空气流向从烘干冷凝器处开始，沿回风管道经室内出风口排出至室内，再经所述回风口引入回风管道，在回风管道中，室内空气经全热换热器ab面换热后与除湿蒸发器周围空气进行热交换，热交换后的空气再次经过全热换热器cd面回到烘干冷凝器周围，参与下一次的循环。

进一步的，所述烘干系统满足预设工作模式切换条件，所述主控制器根据当前四通阀高低压两侧的压力差与预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围控制四通阀导通接口的切换。

进一步的，所述压缩机为变频压缩机且所述烘干系统管路中运行压力较高的冷媒，所述主控制器通过控制所述压缩机降频以满足预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围。

进一步的，所述烘干冷凝器和所述除湿蒸发器设置在所述烘干房内，所述升温蒸发器设置在所述烘干房外。

进一步的，所述烘干冷凝器设置在室内出风口处，所述烘干冷凝器和所述出风口之间设置有电加热器。

进一步的，所述烘干系统在对升温蒸发器进行除霜时，所述主控制器实时检测室内温度，并与预设的室内标准温度进行比较，根据比较结果控制所述电加热器的工作状态。

进一步的，所述升温之路和所述除霜支路上分别串接单向阀。

进一步的，所述升温支路和所述除湿支路公共点与所述烘干冷凝器第二接口之间的管路上串接过冷换热器，所述过冷换热器设置在烘干房内。

进一步的，所述升温支路和所述除湿支路公共点与所述烘干冷凝器第二接口之间的管路上依次串接储液器和板式换热器。

综上所述，本实用新型提供的一种新型闭式热泵烘干系统，与现有技术相比具有以下优点：

(1)在进行升温蒸发器除霜时，四通阀第一接口和第三接口打开，冷媒从压缩机开始依次经过四通阀、升温蒸发器、储液器、板式换热器、除湿蒸发器后回到压缩机，在进行室外升温压缩机除霜的同时，又可以对烘干房内进行除湿，合理利用烘干机组化霜产生的冷量，充分发挥烘干机组性能，同时主控制器根据烘干房内的温度控制电加热器打开或者关闭，减少除霜时除湿蒸发器产生的冷量对烘干房内温度造成的影响，保证烘干房温度始终满足烘干需求；

(2)在进行除湿蒸发器除霜时，除湿风机持续运转，主控制器根据烘干房内的实时温度控制切换烘干机组的工作模式，当实时温度大于预设的室内标准温度时，烘干机组的工作模式为待机模式，当实时温度小于预设的室内标准温度时，烘干机组的工作模式切换为升温模式，充分利用烘干房内较高的回风温度对除湿蒸发器进行化霜，在保证烘干房内温度的同时也降低了烘干房内的湿度；

(3)在除湿蒸发器和回风口之间设置有全热换热器，当烘干机组在对升温蒸发器进行除霜时和/或烘干机组在除湿模式下时，烘干房内的空气沿回风管道两次经过全热换热器回到烘干房内，降低了烘干房内的温度波动，提高了烘干机组的制热效率。

附图说明：

图1：本实用新型提供的新型闭式热泵烘干系统示意图；

图2：本实用新型提供的升温蒸发器除霜时冷媒走向示意图；

其中，压缩机1，四通阀2，四通阀第一接口201，四通阀第二接口202，四通阀第三接口203，四通阀第四接口204，烘干冷凝器3，烘干冷凝器第一接口301，烘干冷凝器第二接口302，过冷换热器4，储液器5，板式换热器6，升温蒸发器7，升温蒸发器第一接口701，升温蒸发器第二接口702，除湿蒸发器8，除湿蒸发器第一接口801，除湿蒸发器第二接口802，全热换热器9，电加热器10，内风机11，外风机12，除湿风机13，气分14，第一单向阀15，第二单向阀16，第三单向阀17，干燥过滤器18，升温节流装置19，除湿节流装置20，补气电子膨胀阀21，除霜电磁阀22，液路电磁阀23，卸载电磁阀24，低压压力传感器25，高压压力传感器26，针阀27，分液头28，出液主管29，升温支路2901，除湿支路2902，除霜支路2903，排气管30，吸气管31。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了一种新型闭式热泵烘干系统，包括烘干房以及通过管路连接的压缩机1、四通阀2、烘干冷凝器3和升温支路2901，升温支路2901包括通过管路连接的升温节流装置19和升温蒸发器7，压缩机1排气口与四通阀第一接口201连接，升温支路2901串接在烘干冷凝器第二接口302和四通阀第三接口203之间；烘干系统还包括除湿支路2902、除霜支路2903以及根据预设工作模式切换条件控制烘干系统工作模式切换的主控制器；除湿支路2902，包括通过管路连接的除湿节流装置20和除湿蒸发器8，串接在烘干冷凝器第二接口302和压缩机1吸气口之间，除湿蒸发器8设置在烘干房回风口处，除湿蒸发器8和回风口之间设置有全热换热器9；除霜支路2903，串接在升温蒸发器第一接口701和除湿蒸发器第一接口801之间；烘干系统在对升温蒸发器7进行除霜时，主控制器控制四通阀第一接口201、四通阀第三接口203和除霜支路2903导通，升温节流装置19关闭，除湿节流装置20开启。

本实施例提供的新型闭式热泵烘干系统，如图1所示，压缩机1的排气口通过排气管30和四通阀第一接口201连通，四通阀第二接口202和四通阀第三接口203分别与烘干冷凝器第一接口301和升温蒸发器第二接口702连通，四通阀第四接口204通过管线分为两路，一路和气分14的进口连通，另外一路和除湿蒸发器第二接口802连通，主控制器内部设定控制程序，根据预设的判定条件自动切换四通阀2不同的接口导通，并控制不同的电子膨胀阀的开度以及不同电磁阀的导通与关闭，从而实现烘干机组在自动切换不同的工作模式。本实施例提供的新型闭式热泵烘干系统包括四种工作模式，分别是升温模式、除湿模式、除霜模式和待机模式。在本实施例中，烘干冷凝器3、除湿蒸发器8设置在室内，升温蒸发器7设置在室外。

如图1所示，当烘干机组在升温模式或者除湿模式的工作状态下，压缩机1通过排气管30将冷媒排出，经四通阀第一接口201、四通阀第二接口202、烘干冷凝器第一接口301后流向设置在室内的烘干冷凝器3，在烘干冷凝器3中进行降温，此时室内温度较低的空气和烘干冷凝器3周围温度较高的空气进行热交换，提高室内的温度，进一步的，和烘干冷凝器3相邻设置的内风机11运转，加速烘干冷凝器周围空气的热交换，经过降温后的冷媒通过第一单向阀15进入储液器5，通过出液主管29流出后分别流向升温支路2901和除湿支路2902，当烘干机组处于升温模式的工作状态下，除湿节流装置20关闭，升温节流装置19开启，升温支路2901导通，冷媒通过升温蒸发器第一接口701流入升温蒸发器7，经升温蒸发器升温后通过四通阀第三接口203流入、四通阀第四接口204流出后进入气分14，经气分14流出后会回到压缩机1；当烘干机组处于除湿模式的工作状态下，升温节流装置19关闭，除湿节流装置20开启，除湿支路2902导通，冷媒通过除湿蒸发器第一接口801流入除湿蒸发器8，通过除湿蒸发器第二接口802流出进入气分14，经气分14流出后会回到压缩机1。进一步的，在本实施例中，升温节流装置和除湿节流装置采用电子膨胀阀。

当烘干机组在工作时，主控制器根据预设程序判断是否需要进入除霜模式，当满足预设除霜模式切换条件时，主控制器判断当前四通阀2高低压两侧的压力差是否落在预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围内，若为是，主控制器控制四通阀2导通接口的切换，主控制器控制烘干机组切换为除霜模式，同时根据预设程序判断是对升温蒸发器7进行除霜，还是对除湿蒸发器8进行除霜。参见图1和图2，当进行升温蒸发器7除霜时，升温节流装置19关闭，除湿节流装置20开启，设置在除霜支路2903上的除霜电磁阀22导通，压缩机1通过排气管30将冷媒排出，经四通阀第一接口201、四通阀第三接口203、升温蒸发器第二接口702后进入升温蒸发器7，冷媒在升温蒸发器7中进行降温，此时升温蒸发器7内的冷媒温度较高，从而可以为升温蒸发器7进行除霜，经过降温后的冷媒经升温蒸发器第一接口701、除霜电磁阀22、第三单向阀17后进入储液罐5，通过出液主管29流出，由于此时升温节流装置19关闭，除湿节流装置20开启，除湿支路2902导通，冷媒通过除湿蒸发器第一接口801流入除湿蒸发器8，通过除湿蒸发器第二接口802流出进入气分14，经气分14流出后会回到压缩机1。在升温蒸发器7进行除霜时，烘干机进入了由升温蒸发器7和除湿蒸发器8组成的化霜、除湿一体式运行状态，烘干机在这个状态下，既可以给室外升温蒸发器7化霜，又可以给室内除湿，合理利用在化霜产生的冷量，充分发挥机组性能，达到节能增效的目的。进一步的，烘干机还包括电加热器10，电加热器10设置在烘干冷凝器3和室内出风口之间，在升温蒸发器7进行化霜时，根据预设程序中的判定条件控制电加热器10的运行与关闭，当室内温度低于标准温度时，控制电加热器10开启，当室内温度低于标准温度时，则控制电加热器10关闭，减少除湿蒸发器8工作时产生的冷量对室内温度造成的影响，以保证室内温度始终满足烘干需求。

当进行除湿蒸发器8除霜时，为了保证烘干房内的温度稳定，需要参考室温来控制烘干机组的工作，当室内温度低于预设程序中的烘干温度阈值时，此时烘干机组机切换为升温工作模式给烘干房进行升温，此时保持除湿风机13的持续运转，利用室内的较高温度的回风对除湿蒸发器8进行化霜，当室内温度高于预设程序中的烘干温度阈值时，此时烘干机组切换为待机模式，无需对室内进行升温，同时继续保持除湿风机13的运转，同样利用室内高回风温度对除湿蒸发器8进行化霜，对于室内密闭空间来说，在进行除湿蒸发器8化霜的同时也相当于对烘干房进行除湿，降低了烘干房内的湿度。

进一步的，烘干房内设置有回风管道，除湿蒸发器8和回风口之间设置有全热换热器9，当烘干机组在对升温蒸发器进行除霜时和/或烘干机组在除湿模式下时，烘干房内空气流向从烘干冷凝器3开始，沿回风管道经电加热器10后通过室内出风口排出至室内，与烘干房内的物料进行接触后，再经回风口引入回风管道，在回风管道中，室内空气经全热换热器ab面换热后与除湿蒸发器8周围空气进行热交换，热交换后的空气再次经过全热换热器cd面、过冷换热器4回到烘干冷凝器3周围，参与下一次的循环，烘干房内的空气沿回风管道两次经过全热换热器9回到烘干房内，降低了烘干房内的温度波动，提高了烘干机组的制热效率。

进一步的，本实施例提供的新型闭式热泵烘干系统的压缩机1可以为变频压缩机，也可以为定频压缩机，在主控制器内预设四通阀2可以进行切换的高低压两侧的压力差范围(不同规格的四通阀2压力差范围不同，可以在预设程序中进行修改)，通过控制四通阀2不同的接口导通，控制冷媒走向。对于系统中运行压力较高的冷媒，当使用变频压缩机时，主控制器根据此时四通阀2高低压两侧压力差来判定是否可以直接切换四通阀2，在进行四通阀2切换之前压缩机通过降频的方式来降低四通阀2高低压两侧的压力差，以满足四通阀2的切换条件，当使用定频压缩机进行四通阀2切换时，若当前四通阀2高低压两侧的压力差不在预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围内，主控制器通过控制压缩机1停机后再切换四通阀的导通接口；对于运行压力较低的冷媒，不论是变频压缩机和定频压缩机，只要四通阀2高低压两侧的压力差在允许范围内，都可以直接切换四通阀2。本实施例提供的新型闭式热泵烘干系统可以使用不同特性的冷媒、不同运行方式的压缩机以及不同规格的四通阀，适用范围广，可以适用于各种需要烘干的技术领域。

进一步的，出液主管29上设置有板式换热器6，储液器5出口通过液路电磁阀23连接板式换热器6第一进口，板式换热器6第一出口连接有干燥过滤器18，干燥过滤器18出口通过管线分为两路，一路接入出液主管29，另外一路通过补气电子膨胀阀21和板式换热器6第二进口连接，板式换热器6第二出口和压缩机1的补气口连接，冷媒在板式换热器6处经过两次换热，一方面可以提高烘干机组的效率，另外一方面对压缩机1起到了补气增焓的作用。

进一步的，升温支路和除湿支路公共点与烘干冷凝器第二接口302之间的管路上串接过冷换热器，进一步降低进入储液器5的冷媒的温度，作为优选的，过冷换热器4设置在室内，和室内的空气进行热交换，进一步提高烘干房内的温度。

进一步的，在烘干冷凝器3、升温蒸发器7和除湿蒸发器8工作时，对应相邻设置的内风机11、外风机12和除湿风机13也在运行，加速周围空气的热交换，提高烘干机组的工作效率。

进一步的，压缩机排气管30上设置有高压压力传感器26，吸气管31上设置有低压压力传感器25，吸气管31和排气管30上均设置有针阀27。

进一步的，为了保证烘干房内的温度不要过高，当压缩机1为定频压缩机时，升温支路和除湿支路公共点与压缩机排气口之间的管路上设置卸载电磁阀24，用于压缩机卸载，从而控制烘干房内的温度始终满足烘干需求，不至于温度过高对烘干物料造成破坏。

进一步的，除湿蒸发器第一接口801处设置有分液头28。

综上所述，本实用新型提供的一种新型闭式热泵烘干系统，与现有技术相比具有以下优点：

(1)在进行升温蒸发器除霜时，四通阀第一接口和第三接口打开，冷媒从压缩机开始依次经过四通阀、升温蒸发器、储液器、板式换热器、除湿蒸发器后回到压缩机，在进行室外升温压缩机除霜的同时，又可以对烘干房内进行除湿，合理利用烘干机组化霜产生的冷量，充分发挥烘干机组性能，同时主控制器根据烘干房内的温度控制电加热器打开或者关闭，减少除霜时除湿蒸发器产生的冷量对烘干房内温度造成的影响，保证烘干房温度始终满足烘干需求；

(2)在进行除湿蒸发器除霜时，除湿风机持续运转，主控制器根据烘干房内的实时温度控制切换烘干机组的工作模式，当实时温度大于预设的室内标准温度时，烘干机组的工作模式为待机模式，当实时温度小于预设的室内标准温度时，烘干机组的工作模式切换为升温模式，充分利用烘干房内较高的回风温度对除湿蒸发器进行化霜，在保证烘干房内温度的同时也降低了烘干房内的湿度；

(3)在除湿蒸发器和回风口之间设置有全热换热器，当烘干机组在对升温蒸发器进行除霜时和/或烘干机组在除湿模式下时，烘干房内的空气沿回风管道两次经过全热换热器回到烘干房内，降低了烘干房内的温度波动，提高了烘干机组的制热效率。

如上所述，结合所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种新型闭式热泵烘干系统，包括烘干房以及通过管路连接的压缩机、四通阀、烘干冷凝器和升温支路，所述升温支路包括通过管路连接的升温节流装置和升温蒸发器，其特征在于：所述压缩机排气口与所述四通阀第一接口连接，所述升温支路串接在所述烘干冷凝器第二接口和所述四通阀第三接口之间；

所述烘干系统还包括除湿支路、除霜支路以及根据预设工作模式切换条件控制所述烘干系统工作模式切换的主控制器；

所述除湿支路，包括通过管路连接的除湿节流装置和除湿蒸发器，串接在所述烘干冷凝器第二接口和所述压缩机吸气口之间，所述除湿蒸发器设置在所述烘干房回风口处，所述除湿蒸发器和所述回风口之间设置有全热换热器；

所述除霜支路，串接在所述升温蒸发器第一接口和所述除湿蒸发器第一接口之间；

所述烘干系统在对升温蒸发器进行除霜时，所述主控制器控制四通阀第一接口、四通阀第三接口和除霜支路导通，所述升温节流装置关闭，所述除湿节流装置开启。

2.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述烘干房内空气流向从烘干冷凝器处开始，沿回风管道经室内出风口排出至室内，再经所述回风口引入回风管道，在回风管道中，室内空气经全热换热器ab面换热后与除湿蒸发器周围空气进行热交换，热交换后的空气再次经过全热换热器cd面回到烘干冷凝器周围，参与下一次的循环。

3.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述烘干系统满足预设工作模式切换条件，所述主控制器根据当前四通阀高低压两侧的压力差与预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围控制四通阀导通接口的切换。

4.如权利要求3所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述压缩机为变频压缩机且所述烘干系统管路中运行压力较高的冷媒，所述主控制器通过控制所述压缩机降频以满足预设四通阀可以切换的高低压两侧的压力差范围。

5.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述烘干冷凝器和所述除湿蒸发器设置在所述烘干房内，所述升温蒸发器设置在所述烘干房外。

6.如权利要求5所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述烘干冷凝器设置在室内出风口处，所述烘干冷凝器和所述出风口之间设置有电加热器。

7.如权利要求6所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述烘干系统在对升温蒸发器进行除霜时，所述主控制器实时检测室内温度，并与预设的室内标准温度进行比较，根据比较结果控制所述电加热器的工作状态。

8.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述升温之路和所述除霜支路上分别串接单向阀。

9.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述升温支路和所述除湿支路公共点与所述烘干冷凝器第二接口之间的管路上串接过冷换热器，所述过冷换热器设置在烘干房内。

10.如权利要求1所述的一种新型闭式热泵烘干系统，其特征在于：所述升温支路和所述除湿支路公共点与所述烘干冷凝器第二接口之间的管路上依次串接储液器和板式换热器。

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