本發(fā)明涉及物料烘干技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種熱泵型烘干系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對物料進行烘干。烘干設(shè)備都需要熱源提供烘干所需的熱量，常見的熱源的能量來源有煤、天然氣等難以再生的能源，其中煤具有成本低的優(yōu)點，但煤既是不可再生能源，在燃燒過程中又會污染大氣。天然氣是清潔能源，但其成本較高，限制了其在工業(yè)中的應(yīng)用。熱泵系統(tǒng)能夠?qū)⒖諝庵械臒崮芗械嚼淠魈幚?，具有成本較低和不會污染環(huán)境雙重優(yōu)點。目前的熱泵型烘干系統(tǒng)的效率仍然有待進一步提高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種熱效率較高的熱泵型水暖烘干系統(tǒng)。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的熱泵型水暖烘干系統(tǒng)包括烘干室、熱泵系統(tǒng)和蒸發(fā)室；

烘干室左側(cè)設(shè)有進風(fēng)口，烘干室右側(cè)連接有排濕風(fēng)道，排濕風(fēng)道內(nèi)設(shè)有第一排濕風(fēng)機；烘干室內(nèi)鄰近進風(fēng)口的部分設(shè)有兩組以上翅片單元，各翅片單元通過熱水管路串聯(lián)連接；烘干室內(nèi)鄰近排濕風(fēng)道的部分為用于放置待烘干物料的空腔；

各翅片單元結(jié)構(gòu)相同，包括進水集水管和出水集水管，進水集水管和出水集水管之間間隔連接有若干換熱管路，各換熱管路上均設(shè)有用于與空氣換熱的翅片；

熱泵系統(tǒng)包括板式換熱器和通過制冷劑管路循環(huán)連接的壓縮機、膨脹閥和蒸發(fā)器，所述板式換熱器在熱泵系統(tǒng)中作為冷凝器并連接在壓縮機和膨脹閥之間的制冷劑管路上，板式換熱器設(shè)有循環(huán)水進口和循環(huán)水出口；

所述熱泵系統(tǒng)設(shè)有兩套以上，各熱泵系統(tǒng)左右并排間隔設(shè)置，最左側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器的循環(huán)水進口通過熱水回水管路連接最左側(cè)翅片單元；最右側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器的循環(huán)水出口通過熱水供水管路連接最右側(cè)翅片單元，以循環(huán)水的流動方向為前向，相鄰兩個板式換熱器中，位于后方的一個板式換熱器的循環(huán)水出口通過熱水管路連接其前方的一個板式換熱器的循環(huán)水進口；熱水回水管路或熱水供水管路上設(shè)有循環(huán)泵；

所述各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器左右并排間隔設(shè)置于所述蒸發(fā)室內(nèi)，所述蒸發(fā)室的左端設(shè)有出風(fēng)口，所述蒸發(fā)室的右端連通所述排濕風(fēng)道。

最左側(cè)的翅片單元的出水集水管通過熱水回水管路連接最左側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器的循環(huán)水進口；最右側(cè)的翅片單元的進水集水管通過熱水供水管路連接最右側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器的循環(huán)水出口。

所述壓縮機與蒸發(fā)器之間的制冷劑管路上設(shè)有氣液分離器，所述冷凝器與膨脹閥之間的制冷劑管路上設(shè)有儲液器。

所述蒸發(fā)室的出風(fēng)口處設(shè)有第二排濕風(fēng)機。

本發(fā)明具有如下的優(yōu)點：

本發(fā)明中，各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器左右并排間隔設(shè)置于蒸發(fā)室內(nèi)，從而串聯(lián)設(shè)置于熱風(fēng)的風(fēng)路上，使排濕風(fēng)道內(nèi)的熱風(fēng)依次通過各蒸發(fā)器，從而逐級降低熱風(fēng)的溫度，相比熱風(fēng)通過一級蒸發(fā)器，或者不通過蒸發(fā)器，本發(fā)明將排濕風(fēng)的能量（顯熱和潛熱）利用的更加充分，使熱風(fēng)的溫度得到了更大程度的降低，并且將熱風(fēng)中含有的水分由氣態(tài)凝結(jié)為液態(tài)，熱泵蒸發(fā)器吸收利用這個過程中由相變放出大量的汽化潛熱和溫度降低放出的顯熱，從而更高效地回收利用熱風(fēng)中的廢熱。

熱泵系統(tǒng)能夠通過蒸發(fā)器將冷量傳遞至氣體，通過冷凝器和換熱器將熱量傳遞給循環(huán)水，通過循環(huán)水加熱新風(fēng)，使用加熱后的熱風(fēng)對干燥室內(nèi)的物料進行干燥，相比燃煤或燃氣加熱空氣的方式，更加節(jié)能環(huán)保；相比普通熱泵系統(tǒng)，能夠?qū)犸L(fēng)的能量進行余熱利用，大大提高了熱泵系統(tǒng)的效率，達到節(jié)約能源的目的。

當(dāng)系統(tǒng)較大、排濕風(fēng)道較長或者熱泵系統(tǒng)及其蒸發(fā)器設(shè)置有較多組時，系統(tǒng)的風(fēng)阻較大，第二排濕風(fēng)機的設(shè)置能夠在系統(tǒng)風(fēng)阻較大時保證正常進風(fēng)和出風(fēng)，保障系統(tǒng)順暢運行。

在烘干室內(nèi)，循環(huán)水的整體流動方向與空氣的流動方向正好相反，形成逆流換熱的形式，相比順流換熱具有更高的換熱效率。

本發(fā)明中，通過使蒸發(fā)器吸收熱風(fēng)中的廢熱，改善了熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器處的工況，提高了壓縮機吸氣口的壓力。本發(fā)明同時通過板式換熱器，使冷凝器中的熱量能夠高效地被循環(huán)水所吸收，從而維持了較低的壓縮機排氣壓力。這樣，采用本發(fā)明的熱泵型水暖烘干系統(tǒng)，冷凝器和蒸發(fā)器處的工況均處于良好狀態(tài)，壓縮機的吸氣口和排氣口的壓力差較小，大大減小了壓縮機的實際功率，大幅節(jié)約了能源。

本發(fā)明最大程度地回收了排濕風(fēng)道中熱風(fēng)所具有的廢熱（熱量），改善了蒸發(fā)器處的工況，大幅降低了熱泵系統(tǒng)（壓縮機）的功耗，大大提高了熱泵系統(tǒng)的能效比，具有十分明顯的節(jié)能降耗的作用，降低了熱泵系統(tǒng)的使用成本。由于本發(fā)明中熱風(fēng)提高了蒸發(fā)器處的溫度，因此本發(fā)明適于各種氣候條件，不會因為某地區(qū)（如我國的東北地區(qū)）環(huán)境溫度過低而大幅降低本系統(tǒng)的能效比，提高了本發(fā)明的環(huán)境適應(yīng)性。

新風(fēng)降低了烘干室內(nèi)的濕度，采用本發(fā)明，能夠通過加熱后的新風(fēng)迅速烘干物料，同時熱泵系統(tǒng)十分節(jié)能，使本發(fā)明兼具迅速烘干物料的功能和節(jié)能降耗、無污染的優(yōu)點，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；

圖2是熱泵系統(tǒng)的原理示意圖；

圖3是翅片單元的放大圖。

具體實施方式

圖1中箭頭所示方向為該處流體（水或空氣）的流動方向。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的熱泵型水暖烘干系統(tǒng)包括烘干室1、熱泵系統(tǒng)和蒸發(fā)室2；烘干室1左側(cè)設(shè)有進風(fēng)口3，烘干室1右側(cè)連接有排濕風(fēng)道4，排濕風(fēng)道4內(nèi)設(shè)有第一排濕風(fēng)機5；烘干室1內(nèi)鄰近進風(fēng)口3的部分設(shè)有兩組以上翅片單元，各翅片單元通過熱水管路6串聯(lián)連接；烘干室1內(nèi)鄰近排濕風(fēng)道4的部分為用于放置待烘干物料的空腔；

各翅片單元結(jié)構(gòu)相同，包括水平設(shè)置的進水集水管7和出水集水管8，進水集水管7和出水集水管8之間間隔連接有若干換熱管路9，各換熱管路9上均設(shè)有用于與空氣換熱的翅片10；

熱泵系統(tǒng)包括板式換熱器16和通過制冷劑管路11循環(huán)連接的壓縮機12、膨脹閥14和蒸發(fā)器15；所述板式換熱器在熱泵系統(tǒng)中作為冷凝器并連接在壓縮機和膨脹閥之間的制冷劑管路11上。板式換熱器16設(shè)有循環(huán)水進口17和循環(huán)水出口18；板式換熱器為現(xiàn)有常規(guī)裝置，其具體結(jié)構(gòu)不再詳述。

所述熱泵系統(tǒng)設(shè)有兩套以上，各熱泵系統(tǒng)左右并排間隔設(shè)置，最左側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器16的循環(huán)水進口17通過熱水回水管路19連接最左側(cè)翅片單元；最右側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器16的循環(huán)水出口18通過熱水供水管路20連接最右側(cè)翅片單元，這樣，在烘干室1內(nèi)，水的流動方向為由右至左，而空氣的流動方向則是由左至右，形成逆流換熱的形式，相比順流換熱具有更高的換熱效率。以循環(huán)水的流動方向為前向，相鄰兩個板式換熱器16中，位于后方的一個板式換熱器16的循環(huán)水出口18通過熱水管路6連接其前方的一個板式換熱器16的循環(huán)水進口17；熱水回水管路19或熱水供水管路20上設(shè)有循環(huán)泵21；

所述各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器15左右并排間隔設(shè)置于所述蒸發(fā)室2內(nèi)，所述蒸發(fā)室2的左端設(shè)有出風(fēng)口22，所述蒸發(fā)室2的右端連通所述排濕風(fēng)道4。

最左側(cè)的翅片單元的出水集水管8通過熱水回水管路19連接最左側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器16的循環(huán)水進口17；最右側(cè)的翅片單元的進水集水管7通過熱水供水管路20連接最右側(cè)熱泵系統(tǒng)的板式換熱器16的循環(huán)水出口18。

所述壓縮機12與蒸發(fā)器15之間的制冷劑管路11上設(shè)有氣液分離器23，所述板式換熱器16與膨脹閥14之間的制冷劑管路11上設(shè)有儲液器24。

氣液分離器23能夠?qū)⒅评鋭┲械囊簯B(tài)制冷劑從氣態(tài)制冷劑中分離出來，并防止壓縮機12出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，氣液分離器23和儲液器24的設(shè)置保障了熱泵系統(tǒng)的正常運行。

所述蒸發(fā)室2的出風(fēng)口22處設(shè)有第二排濕風(fēng)機25。當(dāng)系統(tǒng)較大、排濕風(fēng)道4較長或者熱泵系統(tǒng)及其蒸發(fā)器15設(shè)置有較多組時，系統(tǒng)的風(fēng)阻較大，第二排濕風(fēng)機25的設(shè)置能夠在系統(tǒng)風(fēng)阻較大時保證正常進風(fēng)和出風(fēng)，保障系統(tǒng)順暢運行。

板式換熱器16在熱泵系統(tǒng)中充當(dāng)冷凝器，為循環(huán)熱水提供熱量。其他可提升熱水溫度的換熱器（殼管式換熱器、套管式換熱器等）與板式換熱器相比，屬于等同替換，也在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍當(dāng)中。

工作時，將待烘干的物料送入烘干室1內(nèi)的空腔部分，然后開啟各熱泵系統(tǒng)、循環(huán)泵21、第一排濕風(fēng)機5和第二排濕風(fēng)機25。各熱泵系統(tǒng)中，制冷劑在板式換熱器16內(nèi)冷凝放熱，從而加熱通過板式換熱器16的循環(huán)水。

循環(huán)水依次通過各熱泵系統(tǒng)中的板式換熱器16，得到逐級加熱。加熱后的循環(huán)水通過熱水供水管路20進入烘干室1并進入最右側(cè)的翅片單元的進水集水管7，最右側(cè)的翅片單元的進水集水管7中的熱水通過換熱管路9流至出水集水管8，然后再通過熱水管路6流至下一個翅片單元的進水集水管7，直至從最左側(cè)的翅片單元的出水集水管8流出，通過熱水回水管路19回流至最左側(cè)的板式換熱器16的循環(huán)水進口17，完成一個完整的水循環(huán)。在循環(huán)過程中，熱水將熱量通過熱水管路6和翅片10傳遞給通過進風(fēng)口3進入烘干室1的新風(fēng)。

新風(fēng)在依次通過各翅片單元時，以整體逆流換熱的形式被各翅片單元的熱水管及翅片10所加熱，從而形成熱風(fēng)。熱風(fēng)在經(jīng)過待烘干物料時，對物料起到烘干作用。烘干過程中，熱風(fēng)會帶走物料所產(chǎn)生的濕氣。在第一排濕風(fēng)機5和第二排濕風(fēng)機25的作用下，熱風(fēng)通過排濕風(fēng)道4進入蒸發(fā)室2，依次通過各蒸發(fā)器15后，由出風(fēng)口22排出本系統(tǒng)。

待烘干物料會使烘干室1內(nèi)的濕度升高，而引入烘干室1的新風(fēng)則能夠降低烘干室1內(nèi)的濕度，有利于待烘干物料內(nèi)水份的蒸發(fā)，這也是本系統(tǒng)未采用循環(huán)風(fēng)的重要原因。

熱風(fēng)在烘干物料后，依次通過各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器15，各熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器15實際上在熱風(fēng)的風(fēng)路上串聯(lián)設(shè)置，這樣就能夠使熱風(fēng)在通過各蒸發(fā)器15時溫度得到逐級降低，達到降低熱風(fēng)的出風(fēng)溫度的目的。熱風(fēng)的出風(fēng)溫度得到最大化的降低，意味著其內(nèi)所具有的熱量最大程度地被蒸發(fā)器15所回收，從而最大程度地利用了熱風(fēng)中的廢熱。

壓縮機12在工作中，其吸氣口通過制冷劑管路11連接蒸發(fā)器15，其排氣口通過制冷劑管路11連接板式換熱器16。壓縮機12吸氣口和排氣口的壓力差越大，則壓縮機12功率越高、耗電量相應(yīng)也越大。

本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，制冷劑的溫度與壓力具有正相關(guān)性，制冷劑溫度較低時，其壓力也較低；壓縮機12吸氣口的壓力低于壓縮機12排氣口的壓力。因此，在工況不佳時，壓縮機12的吸氣口和排氣口壓差很大，壓縮機12功率上升，較為耗電。

本發(fā)明中，通過使蒸發(fā)器15吸收熱風(fēng)中的廢熱，改善了熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器15處的工況，提高了壓縮機12吸氣口的壓力。本發(fā)明同時通過板式換熱器16，使板式換熱器16中的熱量能夠高效地被循環(huán)水所吸收，從而維持了較低的壓縮機12排氣壓力。這樣，采用本發(fā)明的熱泵型水暖烘干系統(tǒng)，板式換熱器16和蒸發(fā)器15處的工況均處于良好狀態(tài)，壓縮機12的吸氣口和排氣口的壓力差較小，大大減小了壓縮機12的實際功率，大幅節(jié)約了能源。

本發(fā)明中的“左”、“右”以及“前”、“后”等方向的限定，僅為表述技術(shù)特征的相對位置方便之用，不作為對本發(fā)明結(jié)構(gòu)的具體限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)理解，各具體部件在空間上的關(guān)系，可以在本發(fā)明的基礎(chǔ)上作任意旋轉(zhuǎn)、對稱等設(shè)置，均不影響本發(fā)明功能的正常實現(xiàn)，這種方向上顯而易見的變換，以及其它對本發(fā)明中技術(shù)特征進行的等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。