一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器及其控制方法技术

一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器及其控制方法，包括密封保温箱体，密封保温箱体一端设置回风口，另一端设置出风口；在密封保温箱体内设置有低温级冷凝器和高温级冷凝器，其中，低温级冷凝器靠近回风口一侧，高温级冷凝器靠近出风口一侧，上述的低温级冷凝器连接热泵机组低温模块，高温级冷凝器连接高温模块，热泵机组低温模块与热泵机组高温模块之间通过中间换热器相连接。本发明专利技术能实现超低温环境下超高温出风烘干需求，能在

【技术实现步骤摘要】
一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器及其控制方法


[0001]本专利技术属于烘房烘干领域，具体涉及一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器及其控制方法。

技术介绍

[0002]目前烘干应用比较广泛，应用于第一产业农业的细分类别包括谷物、烟草、果蔬、食用菌、花卉、茶叶、中药材以及水产品，第二产业工业制造业的应用领域涉及印刷、皮革制造、烟花爆竹制造、电镀行业，第三产业中涉及酒店服务及公共设施管理中的污泥处理行业，其中烟叶、食品类、花卉类烘干最高需求温度约在60～75℃出风，考麸皮类农作物、陶艺类等烘干需求在100℃～120℃。
[0003]对于烘干行业而言，烘干工厂是全年生产，在冬季极寒地区，以上高温出风烘干便成了难题，传统采用燃煤作为能源供应，能效低，达不到环保要求，为了稳定、智能高效地解决冬天极寒地区，超低室外温度下实现超高温出风烘干工艺需求，需要解决以下几个问题，1）控制系统适应低温环境同时达到高出风进烤房烘干产品，2）智能控制，减少人为操作动作，避免人为因素影响烘干，3）精准控制，需要精准控制出风温度上下偏差来满足高温烘干工艺需求。
[0004]现有方案采用R410a+R245fa两种冷媒分别通入低温模块和高温模块，复叠式双极压缩运行，利用R410a工质适用于低温环境通入低温模块，R245fa适用于高温环境，低温模块及高温模块均采用变频压缩机运行，可实现0～100％能量调节，运行过程中可根据实时环境温度及烤房温度变化进行压缩机加载力度调节。
[0005]R410a所在的低温模块的冷凝侧与R245fa所在的高温模块的蒸发侧进行热交换，以此大幅提高高温侧的蒸发温度，再通过高温侧的压缩机进行二次做功将产生的超高温冷媒温度与烤房内空气进行换热，最后将超高温度的湿空气通过风机送入烤房内，实现烘干工艺。
[0006]但是，超低温环境运行时会出现低温模块结霜现象，由于是复叠式运行，低温侧模块化霜需要切换冷媒方向导致整体热量降低达不到既定需求，需要额外开启电加热辅助制热，这样会使周期化霜过程中增加耗电量。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题有三：1、能实现超低温环境下超高温出风烘干需求，能在
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20℃环境下稳定运行并达到120℃出风，保证了烘干工艺需求；2、智能化模块化控制系统，避免人为操作失误的发生，并最大限度达到节能效果，减少烘干工艺成本；3、用传统热泵代替燃煤作为热源供应烤房，实现干净，环保及符合国家双碳要求，综上，提供一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，并提供该热泵空调器的控制方法。
[0008]本专利技术的技术方案具体为：一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，包括密封保温箱体，密封保温箱体一
端设置回风口，另一端设置出风口；在密封保温箱体内设置有低温级冷凝器和高温级冷凝器，其中，低温级冷凝器靠近回风口一侧，高温级冷凝器靠近出风口一侧，上述的低温级冷凝器连接热泵机组低温模块，高温级冷凝器连接高温模块，热泵机组低温模块与热泵机组高温模块之间通过中间换热器相连接。
[0009]在所述的密封保温箱体内还设置有变频送风风机，由变频送风风机将热风抽至出风口。
[0010]热泵机组低温模块包括依次连接的低温级变频压缩机、低温级气液分离器、低温级蒸发器、低级电子膨胀阀和低温级储液器，其中，低温级蒸发器连接有低温级变频蒸发风机；所述的低温级变频压缩机和低温级储液器连接在中间换热器的高压侧两端。
[0011]低温级变频压缩机与中间换热器之间设置第二电磁阀，在低温级冷凝器与第二电磁阀之间设置第一电磁阀。
[0012]热泵机组高温模块包括与高温级冷凝器相连接的高温级变频压缩机和高温级储液器，其中高温级变频压缩机连接高温级气液分离器，高温级储液器连接有：经济器、高温级主路电子膨胀阀和高温级辅路电子膨胀阀，其中，高温级气液分离器和高温级主路电子膨胀阀连接在中间换热器的低压侧两端。
[0013]一种采用空调器而实施的烘干用复叠式超高温出风热泵空调器控制方法，根据不同的环境温度及不同的烤房温度需求开启不同的模块：当环境温度在
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20℃～10℃时，烤房目标温度在60℃～100℃，此时热泵机组低温模块及热泵机组高温模块同时开启；其中，热泵机组低温模块中第一电磁阀关闭，第二电磁阀打开，此时中间换热器右侧作为热泵机组低温模块的冷凝高压侧，左侧作为热泵机组高温模块的低压侧，右侧低温模块的高温冷媒与高温模块的低温冷媒进行换热，从而热泵机组高温模块中高温级变频压缩机持续升频做功，通过高温级变频压缩压缩比做功将冷媒蒸发温度升到冷凝温度后，与烤房回风在高温级冷凝器进行热交换，最终将热风通过变频送风风机在出风口送入烤房满足烘干需求；当环境温度在10℃～32℃，烤房目标温度≤60℃时，热泵机组低温模块工作开启，而热泵机组高温模块中除了变频送风风机以外其他部件关闭；此时热泵机组低温模块中第二电磁阀关闭，第一电磁阀开启，低温级变频压缩机高温高压冷媒流入低温级冷凝器，来自烤房回风经过低温级冷凝器加热后，通过变频送风风机送入烤房内来满足烤房内的热量需求，随后，高温冷媒经过低温级冷凝器冷却、低温级电子膨胀阀节流后重新回到压缩机吸气口进行下一轮循环。
[0014]经济器和高温级辅路电子膨胀阀通过热交换将热量的冷媒补入高温级变频压缩，通过第二吸气回路，增加20％制冷剂流量，以一台压缩机实现2次压缩。
[0015]高温热风吹入烤房，与物料热交换后回到机组内部进行加热后再次送入烤房，以此循环。
[0016]本专利技术的有益效果为：能实现超低温环境下超高温出风烘干需求，能在
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20℃环境下稳定运行并达到120℃出风，保证了烘干工艺需求；2、智能化模块化控制系统，避免人为操作失误的发生，并最大限度达到节能效果，减少烘干工艺成本；3、用传统热泵代替燃煤作为热源供应烤房，实现干净，环保及符合国家双碳要求。
附图说明
[0017]图1为本专利技术中复叠式热泵烘干原理图；图2为烤房内气流运转示意图。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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专利技术和简化描述，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专利技术的限制。
[0020]根据热泵工作原理，蒸发器中吸收低温环境介质的能量为ＱＡ，在该吸收过程中需要消耗一部分能量，即压缩机耗电ＱＢ，通过工质循环系统冷凝器中放热能量ＱＣ，ＱＣ＝ＱＡ＋ＱＢ，因此空气源热泵烘干机加热效率远大于其他加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，其特征在于：包括密封保温箱体（21），密封保温箱体（21）一端设置回风口（19），另一端设置出风口（20）；在密封保温箱体（21）内设置有低温级冷凝器（2）和高温级冷凝器（17），其中，低温级冷凝器（2）靠近回风口（19）一侧，高温级冷凝器（17）靠近出风口（20）一侧，上述的低温级冷凝器（2）连接热泵机组低温模块，高温级冷凝器（17）连接高温模块，热泵机组低温模块与热泵机组高温模块之间通过中间换热器（5）相连接。2.根据权利要求1所述的一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，其特征在于：在所述的密封保温箱体（21）内还设置有变频送风风机（18），由变频送风风机（18）将热风抽至出风口（20）。3.根据权利要求1所述的一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，其特征在于：热泵机组低温模块包括依次连接的低温级变频压缩机（1）、低温级气液分离器（9）、低温级蒸发器（8）、低级电子膨胀阀（7）和低温级储液器（6），其中，低温级蒸发器（8）连接有低温级变频蒸发风机（10）；所述的低温级变频压缩机（1）和低温级储液器（6）连接在中间换热器（5）的高压侧两端。4.根据权利要求3所述的一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，其特征在于：低温级变频压缩机（1）与中间换热器（5）之间设置第二电磁阀（4），在低温级冷凝器（2）与第二电磁阀（4）之间设置第一电磁阀（3）。5.根据权利要求1所述的一种烘干用复叠式超高温出风热泵空调器，其特征在于：热泵机组高温模块包括与高温级冷凝器（17）相连接的高温级变频压缩机（11）和高温级储液器（12），其中高温级变频压缩机（11）连接高温级气液分离器（16），高温级储液器（12）连接有：经济器（13）、高温级主路电子膨胀阀（14）和高温级辅路电子膨胀阀（15），其中，高温级气液分离器（16）和高温级主路电子膨胀阀（14）连接在中间换热器的低压侧两端。6.一种采用权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋永良，张永伟，时红臣，荆艳强，赵全喜，于婷婷，
申请(专利权)人：郑州之铂环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：