本发明专利技术公开一种闭式热泵干燥装置及其控制方法，包括干燥室，干燥室的一端连通有风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器的出气口，干燥室的另一端连通有热回收换热器；热回收换热器连通有蒸发器的进气口；蒸发器连通有制冷组件，制冷组件分别与风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器连通。在前、中期干燥过程中，通过干燥室内的温度变化控制制冷组件与风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器之间的通断；在后期干燥过程中，通过干燥室内的温度和湿度变化控制干燥室分别与风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器的连通。本发明专利技术能有效减少干燥过程中的热泵制热量损失，回收热量用于物料干燥，减少干燥后期阶段的热泵运行时间，降低干燥能耗，提高能源利用效率。提高能源利用效率。提高能源利用效率。
【技术实现步骤摘要】
一种闭式热泵干燥装置及其控制方法
[0001]本专利技术涉及干燥
，特别是涉及一种闭式热泵干燥装置及其控制方法。
技术介绍
[0002]干燥作业是许多工农业产品生产过程中能耗较高的环节之一，降低物料干燥能耗对于降低工农业生产能耗具有重要意义。热泵是干燥作业中的常用设备。
[0003]根据空气循环方式可将热泵干燥装置可分为开式、半开式和闭式三类，其中的开式和半开式装置直接将干燥室的湿热空气排至干燥室外，存在排风中显热与潜热的耗散，能源利用效率较低，且运行工况受外界影响而不够稳定，因此目前市场上多采用能源效率更高、运行工况更稳定的闭式热泵干燥装置，由蒸发器回收干燥室排风中的显热与潜热，通过冷凝器将热量排至干燥室。
[0004]由于冷凝器向干燥室的排热量大于气流从干燥室吸收的热量，干燥室温度会持续升高。为了控制干燥室温度，现有的技术方案是设置一个位于干燥室以外的辅助冷凝器，通过辅助冷凝器将多余的冷凝热散至室外，以稳定干燥室温度。例如，申请号为CN201410275824.X和CN201920363409.8的专利申请都采用了这种技术方案。这种技术方案会造成热泵制热量流失，增大了单位质量物料的干燥能耗；尤其是在物料干燥的后期阶段，空气与物料之间的传质系数减小，去除物料中的结合水需要较长的时间和较低的干燥温度，干燥室进出口空气的温度与湿度变化减小，用于物料干燥的热泵制热量减小，通过辅助冷凝器散至室外的热泵制热量所占比例增大，进一步降低了系统的能源利用效率。
[0005]因此，需要设计一种闭式热泵干燥装置及其控制方法来解决上述的技术问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的是提供一种闭式热泵干燥装置及其控制方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种闭式热泵干燥装置，包括干燥室，所述干燥室的一端连通有风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器的出气口，所述干燥室的另一端连通有热回收换热器的热流体通道；
[0008]所述热回收换热器的热流体通道连通有蒸发器的进气口，所述蒸发器的出气口与所述热回收换热器的冷流体通道连通；所述热回收换热器的冷流体通道分别与所述风冷冷凝器和所述相变蓄热冷凝器的进气口连通；
[0009]所述蒸发器连通有制冷组件，所述制冷组件分别与所述风冷冷凝器和所述相变蓄热冷凝器连通。
[0010]优选的，所述热回收换热器分别连通有第一风管、第二风管和第三风管，所述第一风管与所述蒸发器的进气口连通，所述第二风管与所述蒸发器的出气口连通，所述第三风管分别与所述风冷冷凝器和所述相变蓄热冷凝器的进气口连通；所述第一风管内安装有风机。
[0011]优选的，所述风冷冷凝器的进气口连通有第一进气道，所述相变蓄热冷凝器的进气口连通有第二进气道，所述第一进气道和所述第二进气道分别与所述第三风管连通；所述第一进气道的进口安装有第一电动风阀，所述第二进气道的进口安装有第二电动风阀。
[0012]优选的，所述制冷组件包括与所述蒸发器连通的制冷剂管，所述制冷剂管分别连通有第一支管和第二支管，所述第一支管与所述风冷冷凝器连通，所述第二支管与所述相变蓄热冷凝器连通；所述制冷剂管上安装有压缩机、储液罐和膨胀阀；所述第一支管的两条管路上分别安装有第一电磁阀和第二电磁阀，所述第二支管的两条管路上分别安装有第三电磁阀和第四电磁阀。
[0013]优选的，所述相变蓄热冷凝器包括若干阵列设置的换热管，所述换热管内部穿设有第三支管，若干所述第三支管由下向上蛇形依次穿过同一列的所述换热管，若干所述第三支管的进口和出口分别通过分气器和集液器与所述第二支管的两条管路连通，所述换热管内壁与所述第三支管之间填充有相变材料。
[0014]优选的，所述换热管的外壁固接有若干并排设置的外翅片，所述外翅片与所述换热管垂直；所述换热管内腔安装有若干并排设置的内翅片，所述内翅片固接在所述第三支管的外壁；所述内翅片伸入所述相变材料内。
[0015]一种闭式热泵干燥装置控制方法，包括以下步骤：
[0016]S1、根据待干燥的物料设置运行参数，同时开启风冷冷凝器与热回收换热器的连通，断开相变蓄热冷凝器与热回收换热器的连通；
[0017]S2、连通蒸发器与风冷冷凝器之间的制冷组件，断开蒸发器与相变蓄热冷凝器之间的制冷组件；启动风机和制冷组件；
[0018]S3、在前、中期干燥过程中，通过干燥室内的温度变化控制制冷组件与风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器之间的通断；
[0019]S4、当干燥中期阶段的持续时间结束，断开风冷冷凝器与热回收换热器，连通相变蓄热冷凝器与热回收换热器；保持制冷组件与风冷冷凝器连通，与相变蓄热冷凝器断开；
[0020]S5、在后期干燥过程中，通过干燥室内的温度和湿度变化控制干燥室分别与风冷冷凝器和相变蓄热冷凝器的连通；
[0021]S6、结束干燥作业。
[0022]优选的，步骤S3中，干燥的控制过程为：检测干燥室的温度，当干燥室温度≥温度上限设定值时，关闭第一电磁阀和第二电磁阀，打开第三电磁阀和第四电磁阀，启用相变蓄热冷凝器吸收并存储冷凝热，使干燥室降温；当干燥室温度≤温度下限设定值时，关闭第三电磁阀和第四电磁阀，打开第一电磁阀和第二电磁阀，关闭相变蓄热冷凝器，恢复使用风冷冷凝器向干燥室送热风。
[0023]优选的，步骤S5中，干燥的控制过程为：检测干燥室的温度和相对湿度，当干燥室内相对湿度≥湿度上限设定值或温度≤温度下限设定值，启动压缩机，打开第一电动风阀，关闭第二电动风阀，由风冷冷凝器向干燥室送热风，为干燥室排湿升温；当干燥室内相对湿度≤湿度下限设定值，同时干燥室温度≥温度上限设定值，关闭压缩机和第一电动风阀，打开第二电动风阀，恢复使用相变蓄热冷凝器向干燥室送热风。
[0024]本专利技术公开了以下技术效果：
[0025]1.所提出的相变蓄热冷凝器可以分别实现制冷剂与相变材料的换热和空气与相
变材料的换热。当干燥室温度升高至设定值，启用相变蓄热冷凝器蓄热，通过制冷剂与相变材料的换热将多余的冷凝热储存在相变材料中，而不是通过辅助冷凝器排至室外。在干燥作业的后期阶段，通过空气与相变材料的换热将相变材料中储存的热量释放至干燥室，用于后期物料干燥。可以回收现有技术方案中辅助冷凝器流失的那部分制热量，减少后期阶段的热泵运行时间，减少热泵的能耗，提高能源利用效率。
[0026]2.从干燥室排出的高温高湿空气进入热回收换热器的热流体通道，蒸发器的出风进入热回收换热器的冷流体通道，并与热流体通道中的排风进行换热，可以回收一部分的排风热量，有助于降低除湿能耗。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术闭式热泵干燥装置示本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种闭式热泵干燥装置，其特征在于：包括干燥室(15)，所述干燥室(15)的一端连通有风冷冷凝器(1)和相变蓄热冷凝器(2)的出气口，所述干燥室(15)的另一端连通有热回收换热器(7)的热流体通道；所述热回收换热器(7)的热流体通道连通有蒸发器(3)的进气口，所述蒸发器(3)的出气口与所述热回收换热器(7)的冷流体通道连通；所述热回收换热器(7)的冷流体通道分别与所述风冷冷凝器(1)和所述相变蓄热冷凝器(2)的进气口连通；所述蒸发器(3)连通有制冷组件，所述制冷组件分别与所述风冷冷凝器(1)和所述相变蓄热冷凝器(2)连通。2.根据权利要求1所述的闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述热回收换热器(7)分别连通有第一风管(16)、第二风管(30)和第三风管(17)，所述第一风管(16)与所述蒸发器(3)的进气口连通，所述第二风管(30)与所述蒸发器(3)的出气口连通，所述第三风管(17)分别与所述风冷冷凝器(1)和所述相变蓄热冷凝器(2)的进气口连通；所述第一风管(16)内安装有风机(8)。3.根据权利要求2所述的闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述风冷冷凝器(1)的进气口连通有第一进气道(18)，所述相变蓄热冷凝器(2)的进气口连通有第二进气道(19)，所述第一进气道(18)和所述第二进气道(19)分别与所述第三风管(17)连通；所述第一进气道(18)的进口安装有第一电动风阀(14)，所述第二进气道(19)的进口安装有第二电动风阀(13)。4.根据权利要求2所述的闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述制冷组件包括与所述蒸发器(3)连通的制冷剂管(20)，所述制冷剂管(20)分别连通有第一支管(21)和第二支管(22)，所述第一支管(21)与所述风冷冷凝器(1)连通，所述第二支管(22)与所述相变蓄热冷凝器(2)连通；所述制冷剂管(20)上安装有压缩机(4)、储液罐(5)和膨胀阀(6)；所述第一支管(21)的两条管路上分别安装有第一电磁阀(9)和第二电磁阀(10)，所述第二支管(22)的两条管路上分别安装有第三电磁阀(11)和第四电磁阀(12)。5.根据权利要求4所述的闭式热泵干燥装置，其特征在于：所述相变蓄热冷凝器(2)包括若干阵列设置的换热管(23)，所述换热管(23)内部穿设有第三支管(24)，若干所述第三支管(24)由下向上蛇形依次穿过同一列的所述换热管(23)，若干所述第三支管(24)的进口和出口分别通过分气器(25)和集液器(26)与所述第二支管(22)的两条管路连通，所述换热管(23)内壁与所述第三支管(24)之间填充有相变材料(27)。6.根据权利要求5所述的闭式热泵干燥装...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓，朱志伟，王郁芊，周茂军，
申请(专利权)人：湖南工程学院，
类型：发明
国别省市：
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