CN217504285U - 一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，包括制冷剂流路、烘箱空气流路和室外空气流路，所述制冷剂流路是指制冷剂流经压缩机、冷凝器、过冷再热盘管后分为两路，一路流经一号膨胀阀和除湿蒸发器，另一路流经二号膨胀阀和室外蒸发器，两路合并后回到压缩机；所述烘箱空气流路是指烘箱回风分为两路，一路通过除湿蒸发器、过冷再热盘管、冷凝器，另一路直接通过冷凝器，两路空气被循环风机混合后送回烘箱；所述室外空气流路是指进风通过室外蒸发器和排风风机后排回环境中。具备多种运行模式，能够实现对物料的快速预热和持续除湿，并对除湿蒸发器后空气中的冷量以及烘箱回风中的热量进行了回收，拥有烘干速度快、能效高的特点。

Description

一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机

技术领域

本实用新型涉及热泵烘干技术领域，尤其涉及到一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机。

背景技术

农作物烘干耗能在农业用能中占据了很大的比重，得益于热泵技术的推广，这种高能效的技术开始逐渐应用在农作物烘干的领域。按照系统形式分，目前主流的热泵烘干主要分为开式热泵烘干机和闭式热泵烘干机两类。

开式烘干机从室外环境中取热，吸收的热量连同压缩机功耗一起用于将室外空气加热至要求温度，再送入室内。农作物中的水蒸气被热风蒸出，最后被热风吹到环境中，实现农作物的烘干。但在这个过程中，排除的热风中含有大量的热量被浪费了，能源利用效率低。

闭式烘干机从将烘箱排风引回到热泵蒸发器侧，通过蒸发器将烘房回风温度降低至露点以下，让空气的水蒸气凝结，利用水蒸气凝结的潜热及压缩机的热量，在冷凝器重新将空气加热，高温低湿的空气再送入烘箱中烘干农作物。但在烘干预热阶段，烘房物料中的水蒸气尚未被蒸出，烘房回风温度低、湿度低，蒸发器能吸收的水蒸气潜热少，闭式热泵能提供的加热量少，导致了闭式烘干预热时间长。一种解决方法是在预热阶段采用大功率电加热，但采取这种方法会导致整个烘干过程的能效降低。

实用新型内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种用于农作物烘干的多运行模式的双效热回收型热泵烘干机。本实用新型中的多运行模式，是指机组在烘干预热阶段可以切换成预热模式，从室外取热用于加热物料，实现物料的快速加热升温，而在稳定烘干阶段，转为除湿模式，通过冷凝器放热不断加热物料蒸出水蒸气，并通过除湿蒸发器不断凝结循环空气中的水蒸气，实现物料的烘干。本实用新型中的双效热回收，是指采用除湿蒸发器对水蒸气凝结潜热的回收以及采用过冷再热盘管，对除湿蒸发器后高品位冷能的回收。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，包括制冷剂循环流路、烘箱空气循环流路和室外空气流路，其中，

所述制冷剂循环流路中设置有除湿蒸发器和室外蒸发器，所述除湿蒸发器和室外蒸发器并联，且两个蒸发器所在支路中各设置有一个膨胀阀，所述膨胀阀用于控制所处支路制冷剂的流通以及制冷剂的节流；

所述除湿蒸发器布置在所述烘箱空气循环流路中，通过将流经除湿蒸发器的空气降温至露点以下，使空气中的水蒸气凝结，回收其中的潜热；

所述除湿蒸发器后还设置有过冷再热盘管，回收除湿蒸发器后空气的冷能用于冷却制冷剂；

所述室外蒸发器布置在室外空气流路中，吸收室外空气中的热量。

本实用新型的进一步优选方案为，所述制冷剂循环流路包括依次连接的压缩机、冷凝器、过冷再热盘管，所述过冷再热盘管后制冷剂流路分为两路，一路与一号膨胀阀、除湿蒸发器连接后再连回压缩机吸气口，形成循环；另一路与二号膨胀阀、室外蒸发器连接后再连回压缩机吸气口，形成循环。

本实用新型的进一步优选方案为，所述烘箱空气循环从烘箱回风开始，一路回风先后经过除湿蒸发器空气通道、过冷再热盘管空气通道、冷凝器空气通道；另一路回风直接流经冷凝器空气通道；两股回风在循环风机处混合后，再被送回到烘箱内，形成循环。

本实用新型的进一步优选方案为，所述室外空气流路为室外进风依次经过室外蒸发器空气通道和排风风机后，最后被送回室外环境中。

本实用新型的进一步优选方案为，所述烘干机包括外壳，所述外壳分为上下两层，上下两侧之间设置有钣金隔开，电气箱、室外蒸发器和排风风机安装于上层，压缩机、除湿蒸发器、过冷再热盘管、冷凝器、电加热、循环风机、一号膨胀阀和二号膨胀阀安装于下层；所述压缩机排气口依次与冷凝器、过冷再热盘管连接，在所述过冷再热盘管之后，制冷剂流路分为两路，一路连接所述一号膨胀阀、除湿蒸发器，再连回所述压缩机吸气口，形成循环；另一路连接所述二号膨胀阀、室外蒸发器，再连回所述压缩机吸气口，形成循环；其中，所述电气箱作为烘干机的电能来源，其主要用于提供电源，其属于现有技术，本领域技术人员可根据实际需求选用。

本实用新型的进一步优选方案为，所述外壳下层的一侧设置有回风管道接口，所述回风管道接口的内侧设置有可清洗的尼龙过滤网。

本实用新型的进一步优选方案为，所述室外蒸发器采用翅片管换热器，且采用U型换热器的形式。

本实用新型的进一步优选方案为，所述除湿蒸发器、过冷再热盘管和冷凝器均采用翅片管换热器，除湿蒸发器和过冷再热盘管采用一体化钣金设计。

本实用新型的进一步优选方案为，所述除湿蒸发器与过冷再热盘管的迎风面积小于所述冷凝器的迎风面积，所述除湿蒸发器与过冷再热盘管布置在远离回风管道接口的一侧，所述除湿蒸发器下方设置有集水盘。

本实用新型的进一步优选方案为，所述电加热布置于所述冷凝器与循环风机之间；所述电加热作为补充加热手段，值得注意的是，所述电加热为电加热器，其作为现有技术。

本实用新型的进一步优选方案为，所述循环风机和排风风机均为轴流风机；所述循环风机安装在所述外壳下层的前侧，出风方向向外；所述排风风机安装在所述外壳顶部，出风方向向上。

本实用新型的进一步优选方案为，所述烘箱设置于所述循环风机的外侧。

本实用新型的主要工作流程为：

(1)预热模式

该模式下，一号膨胀阀关闭，二号膨胀阀开启，压缩机、循环风机和排风风机均正常运行。

在制冷剂循环侧：室外蒸发器流出的低温低压的制冷剂气体，经过压缩机压缩变为高温高压的制冷剂气体，再依次进入冷凝器、过热再热盘管中，通过向流经冷凝器和过冷再热盘管的空气放热而冷凝成低温高压的制冷剂液体并进一步过冷。由过冷再热盘管流出的低温高压制冷剂，经过二号膨胀阀节流后，进入室外蒸发器中吸收室外空气中的热量，并重新蒸发成低温低压的制冷剂气体，完成制冷剂循环。

在烘房空气循环侧：烘箱回风分成两路，一路直接经过冷凝器被加热，另一路经过除湿蒸发器后，再依次经过过冷再热盘管和冷凝器被加热，两路回风在循环风机处混合，然后一起送回烘箱中用于加热物料。

在室外空气流路侧：室外空气在压差驱动下流经室外蒸发器，空气中的热量被室外蒸发器吸收，然后通过排风风机再次排回室外环境。

(2)除湿模式

该模式下，一号膨胀阀开启，二号膨胀阀关闭，压缩机和循环风机正常运行，排风风机关停。

在制冷剂循环侧：除湿蒸发器流出的低温低压的制冷剂气体，经过压缩机压缩变为高温高压的制冷剂气体，再依次进入冷凝器、过热再热盘管中，通过向流经冷凝器和过冷再热盘管的空气放热而冷凝成低温高压的制冷剂液体并进一步过冷。由过冷再热盘管流出的低温高压制冷剂，经过一号膨胀阀节流后，进入除湿蒸发器中吸收烘箱空气中的热量，并重新蒸发成低温低压的制冷剂气体，完成制冷剂循环。

在烘房空气循环侧：烘箱回风分成两路，一路直接经过冷凝器被加热，另一路经过除湿蒸发器后温度降至露点以下，空气中的水蒸气凝结，水蒸气凝结的湿效潜热被除湿蒸发器回收，再经过过冷再热盘管被加热，空气中的高品位冷能被过冷再热盘管吸收，最后经过冷凝器被加热，两路回风在循环风机处混合，然后一起送回烘箱中。

本实用新型公开了一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，与现有技术相比：

1、与传统开式热泵烘干系统相比，本实用新型烘房回风循环采用闭式的形式，避免了因加热后的空气直接排放到环境中而造成的大量热量损失，可以大幅提高烘干过程中的能效。

2、与传统闭式热泵烘干系统相比，本实用新型在预热模式下可以从环境中直接取热，用于加热烘箱内的物料，实现物料温度的快速升温，解决了传统闭式系统预热慢的问题。

3、针对循环除湿阶段，采取了蒸发器和冷凝器的差异化风量设计，减少了除湿蒸发器换热量中显热的占比，更多的换热量用于将空气中的水蒸气冷凝，增大了机组的除湿能力。

4、针对循环除湿阶段，本实用新型采用了双效热回收技术，通过设置除湿盘管，回收了烘箱回风中的湿效潜热，并将该部分热量在冷凝器中放出用于加热送风；通过设置过冷再热盘管，回收了除湿蒸发器后的高品位冷能用于增大系统过冷度，进一步提高了机组的除湿能效。

综上所述，本实用新型具有系统能效高，烘干预热快的显著优势，可以大幅减少农产品烘干过程中的金钱及时间成本。此外本实用新型结构紧凑、机型小巧，具有安装使用灵活方便的优势。

附图说明

图1为本实用新型多运行模式的双效热回收型热泵烘干机的原理示意图。

图2为本实用新型机组总装的结构布置示意图。

图3为本实用新型机组系统布置俯视图A-A。

图4为本实用新型机组系统布置俯视图B-B。

图中：0、机组外壳；0-1、回风管道接口；1、压缩机；2、除湿蒸发器；3、室外蒸发器；4、过冷再热盘管；5、冷凝器；6、电加热；7、循环风机；8、排风风机；9、集水盘；10、电气箱；11、尼龙过滤网；12、一号膨胀阀；13、二号膨胀阀；14、烘箱； 15、送风；16、烘箱回风；17、旁通风；18、室外进风；19室外排风。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例

参考图1～图4，本实施例中一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，包括外壳0，所述外壳0分为上下两层，上下两层之间设置有钣金隔开，上层安装有电气箱10、室外蒸发器3、排风风机8，下层安装有压缩机1、除湿蒸发器2、过冷再热盘管4、冷凝器5、电加热6、循环风机7、一号膨胀阀12、二号膨胀阀13、集水盘9、尼龙过滤网11。

压缩机1排气口依次与冷凝器5、过冷再热盘管4连接，在过冷再热盘管4之后，制冷剂流路分为两路，一路连接所述一号膨胀阀12、除湿蒸发器2再连回压缩机1吸气口，形成循环，另一路连接二号膨胀阀13、室外蒸发器3再连回压缩机1吸气口，形成循环。

外壳0下层的一侧设置有回风管道接口0-1，接口的内侧设置有可清洗的尼龙过滤网11。

除湿蒸发器2、室外蒸发器3、过冷再热盘管4、冷凝器5均采用翅片管换热器，其中室外蒸发器3采取U型换热器的形式。

除湿蒸发器2、过冷再热盘管4采用一体化钣金设计，两者胀高相等，且都小于冷凝器5的胀高，除湿蒸发器2和过冷再热盘管4布置在远离回风管道接口的一侧。除湿蒸发器2下方设置有集水盘9。

冷凝器5与循环风机7之间安装有电加热6，作为补充加热手段。

循环风机7采用轴流风机，并安装在外壳0下层的前侧，出风方向向外。排风风机 8采用轴流风机，并安装在外壳0顶部，出风方向向上。

本实施例的主要工作流程为：

(1)预热模式

该模式下，一号膨胀阀12关闭，二号膨胀阀13开启，压缩机1、循环风机7和排风风机8均正常运行。

在制冷剂循环侧：室外蒸发器3流出的低温低压的制冷剂气体，经过压缩机1压缩变为高温高压的制冷剂气体，再依次进入冷凝器5、过热再热盘管4中，通过向流经冷凝器5和过冷再热盘管4的空气放热而冷凝成低温高压的制冷剂液体并进一步过冷。由过冷再热盘管4流出的低温高压制冷剂，经过二号膨胀阀13节流后，进入室外蒸发器 3中吸收室外空气中的热量，并重新蒸发成低温低压的制冷剂气体，完成制冷剂循环。

在烘房空气循环侧：烘箱回风16分成两路，一路直接经过冷凝器5被加热，另一路经过除湿蒸发器2后，再依次经过过冷再热盘管4和冷凝器5被加热，两路回风在循环风机7处混合，然后一起送回烘箱14中用于加热物料。

在室外空气流路侧：室外进风18在压差驱动下流经室外蒸发器3，空气中的热量被室外蒸发器3吸收，然后通过排风风机再次排回室外环境。

(2)除湿模式

该模式下，一号膨胀阀12开启，二号膨胀阀13关闭，压缩机1和循环风机7正常运行，排风风机8关停。

在制冷剂循环侧：除湿蒸发器2流出的低温低压的制冷剂气体，经过压缩机1压缩变为高温高压的制冷剂气体，再依次进入冷凝器5、过热再热盘管4中，通过向流经冷凝器5和过冷再热盘管4的空气放热而冷凝成低温高压的制冷剂液体并进一步过冷。由过冷再热盘管4流出的低温高压制冷剂，经过一号膨胀阀12节流后，进入除湿蒸发器 2中吸收烘箱循环空气中的热量，并重新蒸发成低温低压的制冷剂气体，完成制冷剂循环。

在烘房空气循环侧：烘箱回风16分成两路，一路直接经过冷凝器5被加热，另一路经过除湿蒸发器2后温度降至露点以下，空气中的水蒸气凝结下来，再依次经过过冷再热盘管4和冷凝器5被加热，两路回风在循环风机7处混合，然后一起送回烘箱14 中。

以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

需要要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，包括制冷剂循环流路、烘箱空气循环流路和室外空气流路，其中，

所述制冷剂循环流路中设置有除湿蒸发器(2)和室外蒸发器(3)，所述除湿蒸发器(2)和室外蒸发器(3)并联，且两个蒸发器所在支路中各设置有一个膨胀阀，所述膨胀阀用于控制所处支路制冷剂的流通以及制冷剂的节流；

所述除湿蒸发器(2)布置在所述烘箱空气循环流路中；

所述除湿蒸发器(2)后还设置有过冷再热盘管(4)；

所述室外蒸发器(3)布置在室外空气流路中。

2.根据权利要求1所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述制冷剂循环流路包括依次连接的压缩机(1)、冷凝器(5)、过冷再热盘管(4)，所述过冷再热盘管(4)后制冷剂流路分为两路，一路与一号膨胀阀(12)、除湿蒸发器(2)连接后再连回压缩机(1)吸气口，形成循环；另一路与二号膨胀阀(13)、室外蒸发器(3)连接后再连回压缩机(1)吸气口，形成循环。

3.根据权利要求2所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述烘箱空气循环从烘箱回风(16)开始，一路回风先后经过除湿蒸发器(2)空气通道、过冷再热盘管(4)空气通道、冷凝器(5)空气通道；另一路回风直接流经冷凝器(5)空气通道；两股回风在循环风机(7)处混合后，再被送回到烘箱(14)内，形成循环。

4.根据权利要求3所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述室外空气流路为室外进风(18)依次经过室外蒸发器(3)空气通道和排风风机(8)后，最后被送回室外环境中。

5.根据权利要求4所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述烘干机包括外壳(0)，所述外壳(0)分为上下两层，电气箱(10)、室外蒸发器(3)和排风风机(8)安装于上层，压缩机(1)、除湿蒸发器(2)、过冷再热盘管(4)、冷凝器(5)、电加热(6)、循环风机(7)、一号膨胀阀(12)和二号膨胀阀(13)安装于下层。

6.根据权利要求5所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述外壳(0)下层的一侧设置有回风管道接口(0-1)，所述回风管道接口(0-1)的内侧设置有可清洗的尼龙过滤网(11)。

7.根据权利要求6所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述除湿蒸发器(2)与过冷再热盘管(4)的迎风面积小于所述冷凝器(5)的迎风面积，所述除湿蒸发器(2)与过冷再热盘管(4)布置在远离回风管道接口(0-1)的一侧，所述除湿蒸发器(2)下方设置有集水盘(9)。

8.根据权利要求7所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述电加热(6)布置于所述冷凝器(5)与循环风机(7)之间。

9.根据权利要求8所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述循环风机(7)和排风风机(8)均为轴流风机；所述循环风机(7)安装在所述外壳(0)下层的前侧，出风方向向外；所述排风风机(8)安装在所述外壳(0)顶部，出风方向向上。

10.根据权利要求9所述的一种多运行模式的双效热回收型热泵烘干机，其特征在于，所述烘箱(14)设置于所述循环风机(7)的外侧。

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