一种热风干燥系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热风干燥系统，包括空气源热泵、冷凝器风机和干燥室，空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，并依序用工质循环管道连接；所述冷凝器风机和干燥室之间以循环风的形式进行空气交换。采用本发明专利技术的技术方案，以空气源热泵作为干燥装置的新型热源节约能源，减少甚至没有污染排放；热风循环实现了越加越热，大幅减少了热能的损耗。并从输入和输出两个方面全面均衡地提高了空气源热泵干燥系统的工作能力，系统能够正常平稳运行、能效比得到较大提高。本发明专利技术提供的热风温度较高，使空气源热泵的应用范围得到了极大的拓展，对节能减排具有积极意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热风干燥系统，尤其是采用空气源热泵的热风干燥系统。
技术介绍
干燥装置种类众多，从节能的角度出发，要求其加热装置有更高的能效比COP值(就制热而言，制热量与输入功率的比率定义为热泵的循环性能系数COP,在相同的工况下，其比值越大说明该系统的效率越高越节能)，而物料干燥装 置使用时间长，热风需量较大，温度要求较高，导致输入功率较大，较高的能 效比是迫切的现实需求。但现有干燥装置其热源均采用燃煤(油)锅炉或电加热方式，其主要弊端在于能效比太低，浪费资源，煤(油)燃烧产生的废渣、废气对环境造成污染； 而且，因为没有对热源或热空气中的能量充分加以利用，现有设备都不同程度 存在能耗较高或热效率较低等问题，导致使用单位的运营投入都较高。空气源热泵主要由压缩机、蒸发器、节流装置、冷凝器、工质循环管道等 几部分组成。它根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过传热工质把空气中 无法被利用的低品位热能有效吸收，并将其提升至可用的高品位热能加以利用。 其工作过程①传热工质进入蒸发器，在蒸发器中工质吸热蒸发，此时工质从 低温热源中吸收热量后进入压缩机；②工质经过压缩机的压缩、升温后，变成 高温、高压的工质排出压缩机；③工质进入冷凝器，在冷凝器中将从蒸发器中 吸收的热量和压缩机本身功耗所产生的那部分热量传递给其他介质；④高压工 质经过节流装置节流降压后再次进入蒸发器，依此不断地循环工作。某些空气 源热泵中还设有辅助装置储液罐和过滤器， 一般装置在冷凝器和节流装置之间 或蒸龙器和压縮机之间，储液罐t要用千调节工盾左密闭系统更的循环，左蒗发器和冷凝器等设备的设计匹配性较为理想的情况下，也可以不设置；过滤器 主要用于过滤工质中可能产生的杂质，对保持系统的长期稳定运行起辅助作用。 以空气源热泵作为热源的典型运用是冷暖空调制热，它是以调节身体的体 感舒适度为目的，环境温度15。C时，其进入冷凝器的工质温度在67。C左右，通 过冷凝器，空气在室内以循环风形式进行加热进风口风温大多在20。C以下，室 内最高温度只能达到3(TC左右。现有空调装置的COP值在制热状态下，环境温 度15。C时为3. O左右。
技术实现思路
为了解决上述弊端，本专利技术要解决的技术问题是，提供一种节约能源，对 环境无污染的干燥装置，要求其具有较高的能效比和较低的运营成本。为了解 决上述问题，本专利技术采用的技术方案是， 一种热风干燥系统，包括空气源热泵、 冷凝器风机和干燥室，空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置 组成，并依序用工质循环管道连接；所述冷凝器风机和干燥室之间以循环风的 形式进行空气交换。作为本专利技术的一种优选，所述干燥室上部可以设有排湿通道。 热风进入干燥室加热物料，物料中的水分变成水蒸汽向上升腾，穿过干燥 室顶部的排湿通道逸出，实现干燥的目的。以空气源热泵作为干燥装置的新型 热源具有节能减排的优点；热风循环实现了越加越热，并大幅减少了热能的损 耗。但现有空气源热泵装置加热能力有限，仅在规模较小、干燥温度较低的情 况下能够满足干燥物料的要求。通过系统的研究，我们发现，现有装置不能满 足干燥物料的要求，主要是受以下条件的制约一、 对工质进行加热升温的能力有限现有装置的蒸发器换热面积和压缩机输入功率(以额定值为准，下同)的比值在3. 8-4. 8mVkw之间，从环境中吸 收的热能有限。工质进入冷凝器时的温度只能达到67r左右，不能提供干燥物 料所需的热量和温度。二、 输出热能的能力有限现有技术采用的冷凝器换热面积较小，其冷凝 器换热面积和压缩机输入功率的比值为2. 5-3. 4m7kw左右，带走热量的能力有 限且换热效率较低。在加大输入或环境温度较高的情况下，产生的热量不能及 时有效的输出，造成工质循环系统内部温度、压力过高，压缩机在高压状态下 连续运行，频繁出现过压保护停机，系统不能正常运行，长此以往还会对压缩 机造成损害。为此，作为本专利技术的一种优选，所述空气源热泵的蒸发器换热面积与压缩 机输入功率的比值的取值范围在5. 4-16mVkw之间，所述空气源热泵的冷凝器换 热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在4. 0-12mVkw之间。通过多次试验优选，以加热效果为基础，综合考虑制造工艺可行性和生产 成本等问题，选择性增大蒸发器的换热面积，环境温度15。C时，可将进入冷凝 器的工质温度提高到86-110°C，同时工质压力提高，其流速加快，换热效率也 得到提高；冷凝器换热面积相应配套提高，其载热能力增加，能够高效地将工 质的高温热能传递给空气。出风口风温可达80。C以上，能效比可达4. O以上。同时，在本技术方案的优选范围内，较好的实现了工质升温和输出热能的平衡。 在提高温度的同时保证了系统的平稳运行。作为本专利技术的具体实施方式，所述干燥室上部的排湿通道可以是在干燥室 顶部开设的小孔或者是干燥室顶部由透气的保温材料(如海绵、防水保温膜等) 构成。为了进一步减少能量的损耗，作为本专利技术的另一种改进，所述干燥室底面、侧壁或顶面:&保温层。为了实现所述冷凝器风机和干燥室之间的热风循环，可采用以下两种方式一、 所述冷凝器及风机置于干燥室外，所述冷凝器风机和干燥室之间设有空气 循环管道，连接冷凝器风机的出风口和干燥室进风口，并连接干燥室的出风口 和冷凝器风机进风口。作为上述方式的改进，所述所述冷凝器风机和干燥室之间的空气循环管道 上设有空气干燥装置。作为上述方式的另一种改进，所述空气循环管道中还可以增设有辅助电热器。二、 所述冷凝器及风机置于干燥室内，冷凝器风机的进风和出风都在干燥室内 完成。两种方式中，所述冷凝器风机的进风口处还可以设置从外部环境进风的通 道，使干燥室内气压呈正压。本专利技术的温度控制，可采用人工目测，手动操作空气源热泵的开关来实现； 也可采用自动温控设备或远程温控设备。这些都是已相当成熟的公知技术，不 再赘述。下面将结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。 附图说明图l是本专利技术冷凝器及风机置于干燥室外的结构原理图； 图2是排湿通道是小孔的干燥室剖面结构示意图； 图3是顶部由透气的保温材料构成的干燥室剖面结构示意图； 图4是本专利技术冷凝器及风机置于干燥室内的结构原理图。具体实施例方式参见图1,本专利技术所述的一种热风干燥系统包括空气源热泵、冷凝器风机2 和顶部设有排湿通道的干燥室5，空气源热泵主要由蒸发器4、压缩机3、冷凝 器l、节流装置6组成，并依序用工质循环管道连接；所述冷凝器1及风机2置 于干燥室5外，所述冷凝器风机2和干燥室5之间设有空气循环管道，连接冷 凝器风机2的出风口 7和干燥室5的进风口 12，并连接干燥室5的出风口 11和 冷凝器风机2的进风口 8。结合图2,所述冷凝器1加热的空气在冷凝器风机2的作用下形成热风。 热风沿管道自靠近千燥室5底部的进风口 12进入千燥室5的热风分布层14,热 风分布层14上均匀分布的风口 13把热风均匀地分布在干燥室5内对物料进行 干燥。还具有一定余热的空气再由出风口 11沿管道返回至冷凝器风机2的进风 口 8由冷凝器1再次加热，实现循环。物料中的水分变成水蒸汽向上升腾，穿 过干燥室5顶部开设的小孔9构成的排湿通道逸出，实现干燥的目的。参见图3，与上例不同之处在于，所述千本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热风干燥系统，包括空气源热泵、冷凝器风机和干燥室，空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，并依序用工质循环管道连接；所述冷凝器风机和干燥室之间以循环风的形式进行空气交换。

【技术特征摘要】
1.一种热风干燥系统，包括空气源热泵、冷凝器风机和干燥室，空气源热泵主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置组成，并依序用工质循环管道连接；所述冷凝器风机和干燥室之间以循环风的形式进行空气交换。2. 如权利要求1所述的一种热风干燥系统，其特征在于，所述空气源热泵的蒸 发器换热面积与压缩机输入功率的比值的取值范围在5. 4-16mVkw之间，所述空之间。3. 如权利要求1或2所述的一种热风干燥系统，其特征在于，所述干燥室上部 设有排湿通道。4. 如权利要求3所述的一种热风干燥系统，其特征在于，所述干燥室上部的排湿 通道是在干燥室顶部开设的小孔或者是干燥室顶部由透气的保温材料构成。5. 如权利要求1或2所述的一种热风干燥系统，其特征在于，所述干燥室底面、 侧壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤世国，
申请(专利权)人：湖南省浏阳市择明热工器材有限公司，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]