基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，包括热泵循环系统和干衣干燥系统，所述热泵循环系统包括蒸发器、回热器、气液分离器、压缩机、油分离器、微通道冷却器、电磁阀、毛细管和进气阀，蒸发器通过阀门连接回热器，回热器依次与气液分离器、压缩机、油分离器和微通道冷却器连接，微通道冷却器又与回热器连接，回热器的一端连接有节流装置，节流装置通过进气阀与蒸发器连接构成热泵循环系统第一回路；所述油分离器通过阀门又与压缩机连接，使分离出来的油再次回到压缩机，构成热泵循环系统第二回路，所述热泵循环系统与干衣干燥系统连接。有益效果：提高了系统的能效比；与热泵工质进行热量交换达到除湿的目的。

Closed heat pump drying and drying system based on CO2 transcritical heat pump cycle

The invention relates to a dry drying system for a closed heat pump based on a CO2 cross critical heat pump cycle, including a heat pump cycle system and dry drying system. The heat pump cycle system includes evaporator, regenerator, gas liquid separator, compressor, oil separator, Microchannel Cooler, solenoid valve, capillary and intake valve. The regenerator is connected to the regenerator through the valve. The regenerator is connected with the gas liquid separator, the compressor, the oil separator and the Microchannel Cooler in turn. The Microchannel Cooler is connected with the regenerator, and one end of the regenerator is connected with a throttle device. The throttle device is connected to the first loop of the heat pump circulation system through the intake valve and the evaporator. The oil separator is connected with the compressor through the valve to make the separated oil back to the compressor and form the second loop of the heat pump circulation system. The heat pump circulation system is connected with the dry drying system. Beneficial effects: improve the energy efficiency ratio of the system; heat exchange with the heat pump working medium to achieve the purpose of dehumidification.

【技术实现步骤摘要】
基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统
本专利技术属于湿物干燥领域，尤其涉及一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统。
技术介绍
二氧化碳是一种环境友好的自然工质，与传统的自然工质相比具有不可比拟的优势：环境友好，无毒；容积制冷量大；压比低，导热性能好；价格便宜，维护成本低。采用CO2工质作为制冷剂的热泵机组因其制冷容量大，对环境无污染，无破坏，系统运行稳定，结构布置紧凑，且具有高效的系统能效比，跨临界CO2热泵循环具有良好的发展空间和前景。目前研究主要集中于两个方面:一是对CO2跨临界方式的研究，如带回热器的CO2跨临界循环，膨胀阀代替节流阀的CO2跨临界循环，单机压缩CO2跨临界循环，双级压缩CO2跨临界循环及CO2复叠式制冷循环等。带回热器的CO2跨临界循环，添加回热器，可以增加气体过热度，回收热泵工质热量，避免了热量浪费提高了系统能效比。专利文献103061096B公开了一种热泵衣物烘干系统，它包括热泵蒸发器机组、热泵压缩冷凝机组和烘干室，其特征在于：所述的烘干室内设置有折流板，折流板个数为3-6个，干燥系统设置有风阀，根据系统热源组合方式不同分为五种工作模式，进行衣物干燥；专利文献103103736A公开了一种基于CO2跨临界热泵循环系统的衣物干燥系统，其特征在于：CO2热泵循环系统设置过冷器，预冷却器，一次节流装置，二次节流装置。控制单元设定了低温，中温和高温三种模式，通过控制单元调整热泵运行工况。因此将CO2跨临界循环和热泵干衣干燥系统结合，探索一种高效节能的基于CO2、空气作为冷却介质的系统是本领域亟待解决的技术问题。目的是实现整个系统响应负载的变化始终处于最佳工作状态，从整体出发而不是某一部件实现整个系统的循环优化，提高整个系统的能效比，且对环境无湿污染。
技术实现思路
本专利技术是为了克服现有技术中的不足，提供一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，提高了热泵机组运行效率，干燥产品质量得到保证，提高了整个系统的能效比。本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，包括热泵循环系统和干衣干燥系统，其特征是：所述热泵循环系统包括蒸发器、回热器、气液分离器、压缩机、油分离器、微通道冷却器、电磁阀、毛细管和进气阀，所述蒸发器的一端通过阀门连接回热器，所述回热器与气液分离器连接，所述气液分离器与压缩机连接，压缩机与油分离器连接，油分离器与微通道冷却器连接，微通道冷却器又与回热器连接，所述回热器的一端连接有节流装置，节流装置通过进气阀与蒸发器连接构成热泵循环系统第一回路；所述油分离器通过阀门又与压缩机连接，使分离出来的油再次回到压缩机，构成热泵循环系统第二回路，所述蒸发器回热器、压缩机及微通道冷却器的进出口分别连接有温度传感器和压力传感器；所述微通道冷却器与干衣干燥系统连接，所述热泵循环系统与数字控制模块连接。所述节流装置包括并联的三条毛细管和电磁阀，三条毛细管上分别串联有电磁阀，三条毛细管并联成一条管路，并通过进气阀与蒸发器连接。所述节流装置三条毛细管的长度和内径不同，三根管的长度分别为1.0m、1.5m、2m；相对应的管内径分别为0.5mm、1mm和2mm。所述微通道冷却器包括壳体和CO2输入管，所述壳体内沿其纵向平行间隔设置若干根CO2输入管构成矩阵式排列，CO2输入管外围设为空气流通空间，在输入管管内流动CO2，CO2输入管外围空气流通空间流动空气构成气/气换热结构。所述干衣干燥系统包括衣物干燥室及风机，所述衣物干燥室与微通道冷却器一端连接，衣物干燥室与风机连接，风机与蒸发器连接，蒸发器与微通道冷却器连接，所述蒸发器及衣物干燥室的进出口两端分别设置温度传感器和压力传感器，所述干衣干燥系统与数字控制模块连接。有益效果：与现有技术相比，本专利技术克服了传统干衣机直接排放产生的废气，不仅浪费了热量，而且对环境造成了湿污染的缺点；CO2跨临界热泵循环系统中回热器的添加，使得来自干燥室的低温湿空气与热泵工质进行换热，实现了节能，同时降低了制冷循环的高压侧压力，导致压比降低，压缩机效率提高，系统的性能上升；气液分离器的添加，一方面防止了压缩机的液击，因为来自回热器的CO2中可能有未完全蒸发汽化的CO2液体，经过气液分离器后，液体从分离器中分离出来，这就避免了液体进入压缩机造成液击；另一方面气液分离器可以存储一定的制冷剂，作为备用，使系统控制更加方便。油分离器设置在压缩机的出口处，高温高压制冷工质气体进入油分离器后，混在其中的润滑油被分离出来，重新回到压缩机中，防止在制冷工质中形成油膜进而影响换热器的换热效果，降低循的制冷性能。采用微通道冷却器，提高空气侧换热系数；采用节流装置使用的是三根并联的毛细管装置，每一根毛细管串联一个电磁阀，且三根毛细管的长度和内径有所不同，改变了以往毛细管为定长的做法，安装电磁阀对各条管道进行开度控制，对CO2介质进行分流，电磁阀的开度的大小根据衣物干燥室内的负荷进行变化，由此可以实现C31+C32+C33种组合，便可使系统始终处于最优的工作状态，优化了整个系统的循环，提高了系统的能效比；干燥系统采用空气作为冷却介质，从干燥室出来的低温湿空气进入蒸发器，与热泵工质进行热量交换达到除湿的目的。附图说明图1是本专利技术的结构连接示意图；图2是图1中微通道冷却器的结构示意图；图3是图1中微通道冷却器的剖面图。图中：1.蒸发器，2.回热器，3.气液分离器，4.压缩机，5.油分离器，6.微通道冷却器，7.衣物干燥室，8.风机，9.电磁阀，10.毛细管，11.进气阀，12.温度传感器，13.压力传感器，14.阀门，15.壳体，15-1、15-2、CO2进、出气口，15-3、15-4空气进、出气口，16.CO2输入管，17.空气流通空间。具体实施方式以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提供的具体实施方式详述如下：详见附图，本实施例提供了一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，包括热泵循环系统和干衣干燥系统，其特征是：所述热泵循环系统包括蒸发器1、回热器2、气液分离器3、压缩机4、油分离器5、微通道冷却器6、电磁阀9、毛细管10和进气阀11，所述蒸发器的一端通过阀门连接回热器，所述回热器与气液分离器连接，所述气液分离器与压缩机连接，压缩机与油分离器连接，油分离器与微通道冷却器连接，微通道冷却器又与回热器连接，所述回热器的一端连接有节流装置，节流装置通过进气阀与蒸发器连接构成热泵循环系统第一回路；所述油分离器通过阀门14又与压缩机连接，使分离出来的油再次回到压缩机，构成热泵循环系统第二回路，所述蒸发器回热器、压缩机及微通道冷却器的进出口分别连接有温度传感器12和压力传感器13；所述热泵循环系统的微通道冷却器与干衣干燥系统连接。所述干衣干燥系统包括衣物干燥室7及风机8，所述衣物干燥室与微通道冷却器一端连接，衣物干燥室与风机连接，风机与蒸发器连接，蒸发器与微通道冷却器连接，所述蒸发器及衣物干燥室的进出口两端分别设置温度传感器和压力传感器。热泵循环系统和干衣干燥系统与数字控制模块连接。数字控制模块包括温度采集模块、压力采集模块，通过温度传感器(热电偶)和压力传感器采集到信号分别传输给温度采集模块、压力采集模块后通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，包括热泵循环系统和干衣干燥系统，其特征是：所述热泵循环系统包括蒸发器、回热器、气液分离器、压缩机、油分离器、微通道冷却器、电磁阀、毛细管和进气阀，所述蒸发器的一端通过阀门连接回热器，所述回热器与气液分离器连接，所述气液分离器与压缩机连接，压缩机与油分离器连接，油分离器与微通道冷却器连接，微通道冷却器又与回热器连接，所述回热器的一端连接有节流装置，节流装置通过进气阀与蒸发器连接构成热泵循环系统第一回路；所述油分离器通过阀门又与压缩机连接，使分离出来的油再次回到压缩机，构成热泵循环系统第二回路，所述蒸发器回热器、压缩机及微通道冷却器的进出口分别连接有温度传感器和压力传感器；所述微通道冷却器与干衣干燥系统连接，所述热泵循环系统与数字控制模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，包括热泵循环系统和干衣干燥系统，其特征是：所述热泵循环系统包括蒸发器、回热器、气液分离器、压缩机、油分离器、微通道冷却器、电磁阀、毛细管和进气阀，所述蒸发器的一端通过阀门连接回热器，所述回热器与气液分离器连接，所述气液分离器与压缩机连接，压缩机与油分离器连接，油分离器与微通道冷却器连接，微通道冷却器又与回热器连接，所述回热器的一端连接有节流装置，节流装置通过进气阀与蒸发器连接构成热泵循环系统第一回路；所述油分离器通过阀门又与压缩机连接，使分离出来的油再次回到压缩机，构成热泵循环系统第二回路，所述蒸发器回热器、压缩机及微通道冷却器的进出口分别连接有温度传感器和压力传感器；所述微通道冷却器与干衣干燥系统连接，所述热泵循环系统与数字控制模块连接。2.根据权利要求1所述的基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干衣干燥系统，其特征是：所述节流装置包括并联的三条毛细管和电磁阀，三条毛细管上分别串联有电磁阀，三条毛细管并联成一条管路，并通过进气阀与蒸发器连接。3.根据权利要求1或2所述的基于CO2跨临界热泵循环的闭式热泵干...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊兰，宁淑英，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12