CN217929455U - 高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统，包括风机系统，换热系统，二次换热装置，除湿转轮，一次换热装置和烘干箱体；通过密闭的循环风系统回路，使高温高湿空气加以处理后可以回收利用，重新对物料进行烘干处理，以解决污泥、食品等产品烘干等过程中存在的效率低、能耗高的问题；二次换热装置为间接蒸发冷却换热器，通过二次风，配合布水器，提高换热效率，对循环空气进一步降温除湿，使循环空气温度降低到适宜进入除湿转轮进一步除湿。

Description

高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统

技术领域

本申请主要涉及烘干处理设备技术领域，尤其涉及一种高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统。

背景技术

履带式污泥干燥设备目前采用的方法大多是在密闭的烘干箱体内部将空气加热，用高温空气烘出污泥内的水分，然后将高湿空气降温冷凝脱水处理，再将空气加热，进行不断循环。这样污泥从入口进入烘干设备，通过履带到出口，通过调整履带长度，履带行进速度和空气加热温度就可以使污泥达到需求的干度。

履带式烘干设备市场上现在主要有两种烘干系统，一种是采用热泵系统，冷凝器加热空气至需求温度，蒸发器使空气降温，水分凝结；另一种是采用热水或者蒸汽加热空气，使用冷却塔冷水换热器将空气降温，进行循环。

那么提升烘干效率就可以缩短烘干时间或者缩小烘干设备体积，使用多台烘干设备的场所就可以减少设备数量，降低能耗。

已公开中国实用新型专利，申请号CN201820638118.0，专利名称：一种污泥烘干热泵系统，通过串联的两级冷凝器来完成热泵系统的冷媒的冷凝过程，在冷凝器和蒸发器之间设置板换进行换热，实现循环回风的利用，对污泥进行烘干。但在热泵系统中，提升冷凝端温度，降低蒸发端温度，会受到压缩机和冷媒特性的限制，同时会降低系统的COP，达不到节能的效果。需要热泵技术进一步提高来实现。

已公开中国实用新型专利，申请号CN201621298424.1，专利名称：一种高温除湿烘干机，在循环管路上加设了水盘管，水盘管设置在风机和回热器之间或回热器和蒸发器之间，用于对湿热空气进行预降温，可提高设备对高温高湿空气的处理能力。但在使用蒸汽(热水)加热的系统中，提升加热温度是可以实现的，但是会带来能耗的增加；而由于冷却塔水温和表冷换热器换热效率的限制，空气降温到一定程度无法继续下降，而此时空气温度仍然较高，对应的湿度也很高，一定程度上影响了烘干效率，还增加了成本。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本申请提供一种高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统，通过形成密闭的循环风系统回路以解决污泥、食品等产品烘干等过程中存在的效率低、能耗高的问题；在现有设备加热温度上限和制冷温度下限在实际应用时受到限制的情况下，借助特殊高效换热器和高效除湿转轮，降低循环空气送风段湿度，使烘干效率显著提升。

本申请提供一种高效换热烘干模块，包括风机系统，调温系统，二次换热装置，除湿转轮，一次换热装置和烘干箱体；

风机系统，包括第一风机和第二风机，为模块提供空气流动力；

调温系统，包括第一降温装置和第一加热装置，配合二次换热装置和除湿转轮，提供低湿度高温烘干气体；

还包括烘干循环风路，循环空气依次通过第一风机，第一降温装置，二次换热装置，除湿转轮的处理区，一次换热装置，第二风机，第一加热装置，烘干箱体，一次换热装置，再次进入第一风机开始循环；

还包括再生循环风路，再生空气依次通过第一风机，第一降温装置，二次换热装置，除湿转轮处理区，除湿转轮再生区，一次换热装置，再次进入第一风机开始循环。

进一步优选的，所述二次换热装置为间接蒸发冷却换热器；所述间接蒸发冷却换热器还设置有布水器。

进一步优选的，所述调温系统采用蒸汽加热系统。

进一步优选的，所述第一降温装置为冷水盘管；所述第一加热装置为蒸汽盘管。

进一步优选的，所述调温系统采用热泵系统。

进一步优选的，所述第一降温装置为蒸发器；所述第一加热装置为冷凝器。

进一步优选的，还包括过滤器；烘干箱体排出的循环空气进入过滤器过滤后进入一次换热装置换热。

进一步优选的，通过烘干箱体后的循环空气与通过除湿转轮再生区的再生空气相汇后流入板换进行换热降温处理。

进一步优选的，一次换热装置是板换。

一种换热烘干系统，包括生产设备，以及与生产设备相连接的上述高效换热烘干模块。

本申请的有益效果：在形成循环的密闭风系统回路中增加特殊换热器，应理解为间接蒸发冷却换热器和除湿转轮，进一步降低循环空气送风段湿度，提高烘干效率。间接蒸发冷却换热器的一次进风为循环风，二次进风为环境空气，二次进风通过喷淋水蒸发吸热，强化传热，使换热器降温效果显著，可以使一次风空气温度达到适宜的可进入除湿转轮的要求温度。再经过除湿转轮经循环空气中的水分吸附，降低循环空气湿度，再生空气再对除湿转轮脱附，使空气得以周而复始的循环，持续得到干燥的循环空气。干燥空气加热升温后送至烘干箱体内，对污泥或其他物料进行烘干，相同的烘干温度下，空气湿度更低更干燥，空气含湿量可以降至原有设备的一半甚至更低，污泥烘干效果和烘干速率大幅度提升，可以提升30％-50％左右。

附图说明

图1为本申请实施例的高效换热烘干模块的结构示意图；

图2为本申请实施例的间接蒸发冷却换热器风向示意图；

图3为本申请实施例的除湿转轮风向示意图；

图4为本申请的高效换热烘干模块应用于污泥烘干设备的结构示意图；

图中，

1、第一风机；2、第一降温装置；3、二次换热装置，31、一次风，32、二次风；4、除湿转轮，41、处理区，42、再生区，43、转轮框架；5、一次换热装置；6、第二风机；7、第一加热装置；8、烘干箱体；9、过滤器；10、布水器；11、第二加热装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

本申请提供一种高效换热烘干模块及应用该模块的换热烘干系统，通过调温系统配合二次换热装置3及除湿转轮4，提升对循环空气的除湿降温功能，从而提高整个模块的换热烘干效率。通过风机系统对空气进行输送，保证循环风路的正常运转。

其一种实施方式为：调温系统采用蒸汽加热系统。调温系统包括第一降温装置2和第一加热装置7。具体的，第一降温装置2为冷水盘管，第一加热装置7为蒸汽盘管。风机包括第一风机1和第二风机6。具体的，第一风机1为循环风机，第二风机6为送风机。

具体的，本实施方式包括两个循环风路，第一循环风路为烘干循环风路，第二循环风路为再生循环风路。两个循环风路共用依次连接的一次换热装置5，第一风机1，第一降温装置2，二次换热装置3和除湿转轮4。

如图1空心箭头所示，为烘干循环风路。烘干风路的循环空气自第一风机1流出后依次经过第一降温装置2进行初步降温，再经过二次换热装置3进行再次降温。经过二次换热装置3再次降温的空气温度为适宜通过除湿转轮4的温度。再经过除湿转轮4的处理区，通过除湿转轮4对循环空气中的水分进行吸附，降低空气湿度。降低温度与湿度的循环空气而后进入一次换热装置5进行换热升温，持续升温后的干燥循环空气通过第二风机6送入第一加热装置7，第一加热装置7对干燥的循环空气进行加热，升温后的干燥循环空气被送至烘干箱体8内，对烘干箱体8内的设备上的物料进行烘干处理。而自烘干箱体8排出的循环空气，因吸收了物料的水分，空气湿度变高，成为高温高湿空气。此时的高温高湿空气，进入一次换热装置5进行换热后，再次依次通过第一风机1，第一降温装置2，二次换热装置3，除湿转轮4进行降温除湿，以此循环往复，即为烘干循环风路。

如图1实心箭头所示，为再生循环风路。再生循环风路的空气经过依次连接的第一风机1，第一降温装置2，二次换热装置3和除湿转轮4的处理区后，通过第二加热装置11加热，成为相对高温的空气，在此实施例中，第二加热装置11为蒸汽盘管。相对高温的空气进入除湿转轮4的再生区，使除湿转轮4在高温下进行脱附，水分进入再生空气，转轮重新变得干燥，这样除湿转轮4在不断旋转时，在处理区进行吸附，在再生区脱附重新获得吸附能力，周而复始的可以将处理空气干燥。经过除湿转轮4再生区的再生空气，对除湿转轮4进行脱附后，与自烘干箱体8排出的循环空气相汇，流入一次换热装置5进行换热降温处理。自一次换热装置5降温处理后的空气再次依次进入第一风机1，第一降温装置2，二次换热装置3，和除湿转轮4，以此完成循环。

一次换热装置5中两条风路的空气相互换热：自烘干箱体8排出的高温空气与自除湿转轮4处理区排出的低温空气相互换热。即，自除湿转轮4处理区排出的低温空气经一次换热装置5与高温空气换热升温后通过第二风机6送入第一加热装置7；另一风路中，自烘干箱体8排出的高温空气经一次换热装置5低温空气换热降温后再次通过第一风机1送入第一降温装置2。在本实施方式中，具体的，一次换热装置5为板换。

在本实施方式中，具体的，二次换热装置3为间接蒸发冷却换热器。如图2所示，间接蒸发冷却换热器包括两个风向的风，分别为一次风31和二次风32。一次风31即为两条循环风路的混合空气，自第一降温装置2排出后进入间接蒸发冷却换热器，自间接蒸发冷却换热器排出后进入除湿转轮4的处理区。二次风32为环境空气，风向与一次风31垂直。作为优选的，间接蒸发冷却换热器上还设置有布水器10。在此实施方式中，一次风31进入换热器管内，二次风32经过换热器管外。二次风32同时受到布水器10喷淋的液态水雾，水雾在二次风32中蒸发吸热，使二次风32进一步降温，则可以增加与一次风31的温差，增加换热效果。换热器本身通过强化传热的方法增加换热效率，使一次风31温度大幅度下降，达到一次风31露点温度(冷凝温度)时，一次风31还会有冷凝水流出，使两条循环风路的混合空气温度下降，含湿量下降，以便进入除湿转轮4的处理区进行进一步除湿处理。

在本实施方式中，具体的，除湿转轮4包括处理区41和再生区42。如图3所示：除湿转轮4设置在转轮框架43上，工作时，除湿转轮4不断旋转。除湿转轮4在工作时，依托风道风管分为两个间隔的区域，一个为处理区41，一个为再生区42。处理区41与再生区42所占除湿转轮比为3:1。处理区41与再生区42为依托风道形成的固定区域，如图3所示，空心箭头与实心箭头所示的两条循环风路经过的是除湿转轮4的处理区41，进行除湿处理；而实心箭头所示的再生空气，经过除湿转轮4的再生区42，对除湿转轮4进行脱附处理。随着除湿转轮4旋转，除湿转轮4相应区域的功能实现交替转变。除湿转轮4的相应区域经过处理区41时，对两条循环风路进行除湿处理，吸附两条循环风路空气中的水分，吸收了水分的除湿转轮4相应区域，随着除湿转轮4的转动，转到再生区42，通过实心箭头所示的再生空气进行脱附，水分再次进入空气，除湿转轮4变回干燥状态。以此循环，保障除湿转轮4可以在处理区41进行吸附，在再生区42完成脱附，重新获得吸附能力，周而复始可以持续对循环空气进行干燥处理。

作为优选的，还包括第二加热装置11。自除湿转轮4处理后的空气一部分经过第二加热装置11加热后，进入除湿转轮4的再生区42。加热后的空气为相对高温干燥的空气，可以对吸附了水分的除湿转轮4的相应区域进行脱附处理，使除湿转轮4重新变得干燥，重新获得吸附能力，保证其持续不断对循环空气进行吸附处理。具体的，第二加热装置11可以为蒸汽盘管。

在本实施方式中，烘干箱体8至少包括一生产设备在箱体内。生产设备可以具体表现为一传送集成。传送集成为箱体内为需烘干的物料的传送装置，可以为传送带装置，且传送带装置至少设置有一个。具体的，传送装置还设置有进料口和出料口，进料口与出料口分别设置在传送装置的两端。如图4所示，为本烘干模块用于污泥烘干设备的示意图(图中并未示出第一风机1,第二风机6,第一降温装置2，以及第二加热装置11)，图中箭头所示为烘干风路的空气流向示意。烘干箱体8内部设置有三个叠设的传送带装置，传送带装置上为需要烘干的污泥，自顶层传送带装置的进料口依次传送至底层传动带，烘干后的污泥再自出料口传至下一工序。本换热烘干模块的应用也不仅限于污泥烘干设备，还可用于食品烘干设备。

在本实施方式中，第一加热装置7至少设置有一个。具体的，如图4所示，第一加热装置7可以串联设置至少有两个(图示为3个)，提升整体对循环空气的加热效率，进而提升对烘干箱体8内物料的烘干效率。

在本实施方式中，还包括过滤器9。循环空气自烘干箱体8排出后，因在烘干箱体8内对物料进行烘干，吸附了大量水分，同时也吸附了大量杂质，需要通过过滤器9进行过滤，过滤颗粒杂质及体积较大的杂质，提高循环空气的纯度。

在本实施方式中，作为优选的，第一风机1和第二风机6为离心风机，且并不局限于上述形式。

在本申请的另一种实施方式中，调温系统采用热泵系统，包括第一降温装置2和第一加热装置7。在本实施方式中，具体的，第一降温装置2为蒸发器，第一加热装置7和第二加热装置11为冷凝器。在此实施例中，其他各部与前一实施例相同，在此不再赘述。

在一些实施方式中，本模块还可以在风路上加设温度测试装置，对烘干温度进行监测。温度测试装置设置在第二风机6与烘干箱体8之间，检测烘干空气的温度，以适配不同物料需要的烘干温度。

为了方便描述，本申请所述的“高温”、“高湿度”、“低温”、“低湿度”均是循环空气与外界空气对比后的相对结果。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述的本申请实施方式，并不构成对本申请保护范围的限定。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效换热烘干模块，包括风机系统，调温系统，二次换热装置，除湿转轮，一次换热装置和烘干箱体；

其特征在于，

风机系统，包括第一风机和第二风机，为模块提供空气流动力；

调温系统，包括第一降温装置和第一加热装置，第一降温装置用于对第一风机排出的空气进行降温，第一加热装置用于对第二风机排出的空气进行加热；

还包括烘干循环风路，循环空气依次通过第一风机，第一降温装置，二次换热装置，除湿转轮的处理区，一次换热装置，第二风机，第一加热装置，烘干箱体，一次换热装置，再次进入第一风机开始循环；

还包括再生循环风路，再生空气依次通过第一风机，第一降温装置，二次换热装置，除湿转轮处理区，除湿转轮再生区，一次换热装置，再次进入第一风机开始循环；

还包括第二加热装置，经过除湿转轮处理区的再生空气经过第二加热装置加热后进入除湿转轮再生区对除湿转轮进行脱附处理。

2.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述二次换热装置为间接蒸发冷却换热器；所述间接蒸发冷却换热器还设置有布水器。

3.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述调温系统采用蒸汽加热系统。

4.根据权利要求3所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述第一降温装置为冷水盘管；所述第一加热装置和第二加热装置均为蒸汽盘管。

5.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述调温系统采用热泵系统。

6.根据权利要求5所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述第一降温装置为蒸发器；所述第一加热装置和第二加热装置均为冷凝器。

7.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：还包括过滤器；烘干箱体排出的循环空气进入过滤器过滤后进入一次换热装置换热。

8.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：通过烘干箱体后的循环空气与通过除湿转轮再生区的再生空气相汇后流入一次换热装置进行换热降温处理。

9.根据权利要求1所述的高效换热烘干模块，其特征在于：所述一次换热装置是板换。

10.一种换热烘干系统，包括生产设备，以及与所述生产设备相连接的如权利要求1-9任一项所述的高效换热烘干模块。

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