本发明专利技术公开了一种热泵干燥系统，其包括干燥室、热泵系统以及供空气流通的管路；所述管路的两端分别与所述干燥室的第一进风口和第一出风口连接，且第一进风口和第一出风口分别设有第一风阀和第二风阀，所述管路上还设有可与外界空气连通的第二进风口和第二出风口，它们分别安装有第三风阀和第四风阀；所述冷凝器布置于干燥室内，而所述蒸发器布置在所述管路上并位于管路的第二进风口和第二出风口之间；以及所述热泵干燥系统还包括控制系统。本发明专利技术采用一个蒸发器就可以实现干燥过程中升温、稳温以及稳态除湿三种模式，结构简单，高效节能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种热泵干燥系统，具体而言，涉及一种双热源热泵干燥系统。
技术介绍
由于干燥物料需要耗费巨大的热能，所以如何能够有效提高干燥物料的品质、缩短干燥时间以及降低干燥能耗一直是国内外研究的重要课题。在目前，常用的干燥系统大部分均使用热泵。热泵是一种通过消耗少量高品位能(如电能)来制取大量热能的装置，其能够通过回收干燥室湿空气中水蒸气的潜热达到节能的目的，同时，其具有温度控制准确和温度调节便捷的优势，从而为保证物料的品质提供了基础。目前国内热泵干燥技术主要用于木材干燥、食品工业(如茶叶、水产品、果制品等的干燥)、农副产品加工(如蔬菜脱水)以及粮食、药材、化工轻工产品的低温干燥领域。热泵干燥系统由热泵和干燥两大系统构成。热泵系统主要包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器并由管道组成封闭的循环系统。热泵系统管道内装有热泵工质如氟利昂，在系统工作时，热泵工质在蒸发器内吸收干燥室排出的热空气中的部分热量而蒸发变成蒸气，经压缩机压缩后进入冷凝器中冷凝放热，并将热量传给空气。从冷凝器处获得热量的热空气再进入干燥室，对湿物料进行干燥。干燥过程产生的高温湿空气经过蒸发器，蒸发器内的热泵工资吸收湿空气中的热量并由压缩机传递给冷凝器，湿空气的温度降至露点从而析出冷凝水，进而达到除去湿空气中水分和回收余热的目的。在上述过程中，冷凝器传递给干燥室内空气的热量等于蒸发器从干燥室内空气吸收的热量和压缩机输入的功。理论上压缩机的做功可以用于干燥室内空气的升温，然而考虑到干燥室围护结构的散热以及加热物料所需耗费的热量等因素，在实际情况下难以实现干燥室理想的升温。当干燥室需要升温而不必除湿时，就需要增加其他的辅助热源。以示区别，习惯将不带辅助热源的热泵干燥系统称为单热源的，而将带一个辅助热源的热泵干燥系统称为双热源的，以此类推。已有文献中提出了一种带两个蒸发器的双热源热泵干燥系统，又称为热泵除湿干燥系统，它与单热源的主要区别在于它具有除湿和热泵两个系统，有两个蒸发器(除湿蒸发器和热泵蒸发器)和两个热源(干燥室湿空气和大气环境)，具有使干燥室除湿和升温两种功能。当干燥室需要排湿时，除湿系统工作，过程与单热源除湿干燥系统相同。当干燥室需要升温时，启动热泵系统，热泵蒸发器内的工质从大气环境采热，通过压缩机送至冷凝器放出热量，加热空气使干燥室升温。由于双热源热泵干燥系统增加了一路工质循环通道，使得系统的安装和控制变得复杂，在干燥过程中由于需要频繁在升温和除湿工况之间进行切换，因此容易造成上述系统的不稳定，从而影响系统长期可靠运行。为此，技术人员研发了一种单蒸发器双热源的热泵干燥系统。此系统的冷凝器仍然位于干燥室内，蒸发器则置于干燥室外靠近排湿口的地方，距离排湿口大约0.5米，蒸发器和排湿口之间没有风管连接。此方案的构想为:在需要除湿时打开排湿口，让干燥室内湿空气流过蒸发器除湿，同时湿空气中的热量被蒸发器回收；在需要升温时关闭排湿口，蒸发器吸收大气环境中的热量。虽然这种方案系统比较简单，但实际上除湿和热量回收作用是很微弱的。由于排出的湿空气不会全部流经蒸发器，而是先和大气接触，将部分热量传给了环境空气，并且会有一部分空气并不流经蒸发器。因此总的热损失还是较大，湿空气中的热量没有得到真正的回收。
技术实现思路
本专利技术欲解决的技术问题在于，针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种热泵干燥系统，其仅使用单个蒸发器，结构简单，运行稳定可靠，并且能够有效回收能量，以实现高效节能之目的。为实现上述目的，本专利技术所述的热泵干燥系统包括:干燥室，设有第一进风口和第一出风口 ；热泵系统，包括冷凝器和蒸发器；以及供空气流通的管路；所述管路的两端分别与所述干燥室的第一进风口和第一出风口连接，且第一进风口和第一出风口分别设有第一风阀和第二风阀，所述管路上还设有可与外界空气连通的第二进风口和第二出风口，它们分别安装有第三风阀和第四风阀；所述冷凝器布置于干燥室内，而所述蒸发器布置在所述管路上并位于管路的第二进风口和第二出风口之间；以及所述热泵干燥系统还包括用于控制所述热泵系统的启停以及所述第一风阀和第二风阀及第三风阀和第四风阀的开关的控制系统，所述控制系统包括用于测量干燥室内空气温度的温度传感器和用于测量干燥室内空气湿度的湿度传感器。优选地，所述冷凝器设置在第一进风口附近并与其相对。优选地，在所述蒸发器附近设有风机。优选地，所述湿度传感器设置于干燥室出风口附近并与该出风口相对。其中，所述干燥室内设有用于放置干燥物料的物料车，该物料车包括多层隔板，相邻的两层隔板之间设有供空气流通的空间，物料车的底部装有车轮。本专利技术还涉及一种热泵干燥系统的操作方法，包括加热步骤、稳温步骤和除湿步骤，其中，所述加热步骤包括:当温度传感器检测到的干燥室温度低于目标值范围下限时，所述第一风阀和第二风阀关闭，第三风阀和第四风阀开启，所述热泵系统启动以将外界空气的热能转移至干燥室内；所述稳温步骤包括:当温度传感器检测到的干燥室温度高于目标值范围上限，同时，湿度传感器检测到的干燥室湿度低于目标值上限时，第一风阀和第二风阀均关闭，并且热泵系统停止工作；所述除湿步骤包括:当湿度传感器检测到的干燥室湿度高于目标值范围上限时，所述第一风阀和第二风阀开启，第三风阀和第四风阀关闭，所述热泵系统启动以将干燥室内的空气中的水分析出。优选地，在执行除湿步骤时还包括维持干燥室的温度高于所述目标值范围的下限，直至除湿步骤完成。优选地，在执行所述稳温步骤过程中，当温度传感器检测到的干燥室温度低于目标值范围下限时，重新开始加热步骤。优选地，在执行除湿步骤时，如干燥室的温度低于所述目标值范围的下限时，继续进行除湿步骤。优选地，在执行所述除湿步骤过程中，当温度传感器检测到的干燥室温度低于目标值范围下限时，重新开始加热步骤。综上所述，本专利技术提出的单蒸发器双热源热泵干燥系统通过合理布置热泵系统和管路结构，采用一个蒸发器就可以实现干燥过程中升温、稳温以及稳态除湿三种模式，简化了带两个蒸发器的双热源热泵工质循环管路系统的安装和控制，避免了干燥过程中由于上述三种模式的频繁切换造成的系统不稳定，有利于热泵干燥系统的长期稳定运行，同时避免了市面上已有同类系统在除湿模式下漏热损失较大，无法达到高效回收排湿热负荷的情况，因此具有高效节能的特点。附图说明图1示出了根据本专利技术的一种具体的热泵干燥系统的组成结构示意图；图2为图1所述热泵干燥系统中的热泵系统的原理示意图；图3示出了图1所述热泵干燥系统在加热工况下的示意图；图4示出了图1所述热泵干燥系统在除湿工况下的示意图。以上附图中所使用的附图标记分别为:1、干燥室；11、第一进风口 ；12、第一出风口 ；13、壳体；14、大门；2、热泵系统；21、冷凝器；211、风机；212、支架；22、蒸发器；221、风机；222、支架；23、压缩机；24、节流阀；3、管路；31、第二进风口 ；32、第二出风口 ；41、第一风阀；42、第二风阀；43、第三风阀；44、第四风阀；5、温度传感器；6、湿度传感器；7、物料车；71、物料；72、隔板；73、车轮。具体实施例方式如图1所示，该热泵干燥系统包括干燥室I和热泵系统2以及供空气流通的管路3，该管路3的两端分别与干燥室I的第一进风口 11和第一出风口 12通过第本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热泵干燥系统，包括：干燥室(1)，设有第一进风口(11)和第一出风口(12)；热泵系统(2)，包括冷凝器(21)和蒸发器(22)；以及供空气流通的管路(3)；其特征在于，所述管路(3)的两端分别与所述干燥室(1)的第一进风口(11)和第一出风口(12)连接，且第一进风口(11)和第一出风口(12)分别设有第一风阀(41)和第二风阀(42)，所述管路(3)上还设有可与外界空气连通的第二进风口(31)和第二出风口(32)，它们分别安装有第三风阀(43)和第四风阀(44)；所述冷凝器(21)布置于干燥室(1)内，而所述蒸发器(22)布置在所述管路(3)上并位于管路的第二进风口(31)和第二出风口(32)之间；以及所述热泵干燥系统还包括用于控制所述热泵系统(2)的启停以及所述第一风阀(41)和第二风阀(42)及第三风阀(43)和第四风阀(44)的开关的控制系统，所述控制系统包括用于测量干燥室内空气温度的温度传感器(5)和用于测量干燥室内空气湿度的湿度传感器(6)。
【技术特征摘要】
1.一种热泵干燥系统，包括: 干燥室(I)，设有第一进风口(11)和第一出风口(12)； 热泵系统⑵，包括冷凝器(21)和蒸发器(22);以及 供空气流通的管路(3)； 其特征在于， 所述管路(3)的两端分别与所述干燥室(I)的第一进风口(11)和第一出风口(12)连接，且第一进风口(11)和第一出风口(12)分别设有第一风阀(41)和第二风阀(42)，所述管路(3)上还设有可与外界空气连通的第二进风口(31)和第二出风口(32)，它们分别安装有第三风阀(43)和第四风阀(44)； 所述冷凝器(21)布置于干燥室(I)内，而所述蒸发器(22)布置在所述管路(3)上并位于管路的第二进风口(31)和第二出风口(32)之间；以及 所述热泵干燥系统还包括用于控制所述热泵系统(2)的启停以及所述第一风阀(41)和第二风阀(42)及第三风阀(43)和第四风阀(44)的开关的控制系统，所述控制系统包括用于测量干燥室内空气温度的温度传感器(5)和用于测量干燥室内空气湿度的湿度传感器(6)。2.根据权利要求 1所述的热泵干燥系统，其特征在于，所述冷凝器(21)设置在第一进风口(11)附近并与其相对。3.根据权利要求1所述的热泵干燥系统，其特征在于，在所述蒸发器(22)附近设有风机(221)。4.根据权利要求1所述的热泵干燥系统，其特征在于，所述湿度传感器(6)设置于干燥室出风口(12)附近并与该出风口(12)相对。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的热泵干燥系统，其特征在于，所述干燥室(I)内设有用于放置干燥物料(71)的物料车(7)，该物料车(7)包括多层隔板(72)，相邻的...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨鲁伟，吕君，张振涛，王传奇，庞卫科，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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