專利名稱：：一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，尤其是采用空氣源熱泵的熱風(fēng)干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：干燥裝置種類眾多，從節(jié)能的角度出發(fā)，要求其加熱裝置有更高的能效比COP值(就制熱而言，制熱量與輸入功率的比率定義為熱泵的循環(huán)性能系數(shù)COP,在相同的工況下，其比值越大說明該系統(tǒng)的效率越高越節(jié)能)，而物料干燥裝置使用時(shí)間長(zhǎng)，熱風(fēng)需量較大，溫度要求較高，導(dǎo)致輸入功率較大，較高的能效比是迫切的現(xiàn)實(shí)需求。但現(xiàn)有干燥裝置其熱源均采用燃煤(油)鍋爐或電加熱方式，其主要弊端在于能效比太低，浪費(fèi)資源，煤(油)燃燒產(chǎn)生的廢渣、廢氣對(duì)環(huán)境造成污染；而且，因?yàn)闆]有對(duì)熱源或熱空氣中的能量充分加以利用，現(xiàn)有設(shè)備都不同程度存在能耗較高或熱效率較低等問題，導(dǎo)致使用單位的運(yùn)營(yíng)投入都較高?？諝庠礋岜弥饕蓧嚎s機(jī)、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置、冷凝器、工質(zhì)循環(huán)管道等幾部分組成。它根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用電能驅(qū)動(dòng)，通過傳熱工質(zhì)把空氣中無法被利用的低品位熱能有效吸收，并將其提升至可用的高品位熱能加以利用。其工作過程①傳熱工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中工質(zhì)吸熱蒸發(fā)，此時(shí)工質(zhì)從低溫?zé)嵩粗形諢崃亢筮M(jìn)入壓縮機(jī)；②工質(zhì)經(jīng)過壓縮機(jī)的壓縮、升溫后，變成高溫、高壓的工質(zhì)排出壓縮機(jī)；③工質(zhì)進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中將從蒸發(fā)器中吸收的熱量和壓縮機(jī)本身功耗所產(chǎn)生的那部分熱量傳遞給其他介質(zhì)；④高壓工質(zhì)經(jīng)過節(jié)流裝置節(jié)流降壓后再次進(jìn)入蒸發(fā)器，依此不斷地循環(huán)工作。某些空氣源熱泵中還設(shè)有輔助裝置儲(chǔ)液罐和過濾器，一般裝置在冷凝器和節(jié)流裝置之間或蒸龍器和壓縮機(jī)之間，儲(chǔ)液罐t要用千調(diào)節(jié)工盾左密閉系統(tǒng)更的循環(huán)，左蒗發(fā)器和冷凝器等設(shè)備的設(shè)計(jì)匹配性較為理想的情況下，也可以不設(shè)置；過濾器主要用于過濾工質(zhì)中可能產(chǎn)生的雜質(zhì)，對(duì)保持系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行起輔助作用。以空氣源熱泵作為熱源的典型運(yùn)用是冷暖空調(diào)制熱，它是以調(diào)節(jié)身體的體感舒適度為目的，環(huán)境溫度15。C時(shí)，其進(jìn)入冷凝器的工質(zhì)溫度在67。C左右，通過冷凝器，空氣在室內(nèi)以循環(huán)風(fēng)形式進(jìn)行加熱進(jìn)風(fēng)口風(fēng)溫大多在20。C以下，室內(nèi)最高溫度只能達(dá)到3(TC左右。現(xiàn)有空調(diào)裝置的COP值在制熱狀態(tài)下，環(huán)境溫度15。C時(shí)為3.O左右。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述弊端，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種節(jié)約能源，對(duì)環(huán)境無污染的干燥裝置，要求其具有較高的能效比和較低的運(yùn)營(yíng)成本。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，包括空氣源熱泵、冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室，空氣源熱泵主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置組成，并依序用工質(zhì)循環(huán)管道連接；所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間以循環(huán)風(fēng)的形式進(jìn)行空氣交換。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述干燥室上部可以設(shè)有排濕通道。熱風(fēng)進(jìn)入干燥室加熱物料，物料中的水分變成水蒸汽向上升騰，穿過干燥室頂部的排濕通道逸出，實(shí)現(xiàn)干燥的目的。以空氣源熱泵作為干燥裝置的新型熱源具有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)；熱風(fēng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)了越加越熱，并大幅減少了熱能的損耗。但現(xiàn)有空氣源熱泵裝置加熱能力有限，僅在規(guī)模較小、干燥溫度較低的情況下能夠滿足干燥物料的要求。通過系統(tǒng)的研究，我們發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有裝置不能滿足干燥物料的要求，主要是受以下條件的制約一、對(duì)工質(zhì)進(jìn)行加熱升溫的能力有限現(xiàn)有裝置的蒸發(fā)器換熱面積和壓縮機(jī)輸入功率(以額定值為準(zhǔn)，下同)的比值在3.8-4.8mVkw之間，從環(huán)境中吸收的熱能有限。工質(zhì)進(jìn)入冷凝器時(shí)的溫度只能達(dá)到67r左右，不能提供干燥物料所需的熱量和溫度。二、輸出熱能的能力有限現(xiàn)有技術(shù)采用的冷凝器換熱面積較小，其冷凝器換熱面積和壓縮機(jī)輸入功率的比值為2.5-3.4m7kw左右，帶走熱量的能力有限且換熱效率較低。在加大輸入或環(huán)境溫度較高的情況下，產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)有效的輸出，造成工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)部溫度、壓力過高，壓縮機(jī)在高壓狀態(tài)下連續(xù)運(yùn)行，頻繁出現(xiàn)過壓保護(hù)停機(jī)，系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，長(zhǎng)此以往還會(huì)對(duì)壓縮機(jī)造成損害。為此，作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述空氣源熱泵的蒸發(fā)器換熱面積與壓縮機(jī)輸入功率的比值的取值范圍在5.4-16mVkw之間，所述空氣源熱泵的冷凝器換熱面積與壓縮機(jī)輸入功率的比值的取值范圍在4.0-12mVkw之間。通過多次試驗(yàn)優(yōu)選，以加熱效果為基礎(chǔ)，綜合考慮制造工藝可行性和生產(chǎn)成本等問題，選擇性增大蒸發(fā)器的換熱面積，環(huán)境溫度15。C時(shí)，可將進(jìn)入冷凝器的工質(zhì)溫度提高到86-110°C，同時(shí)工質(zhì)壓力提高，其流速加快，換熱效率也得到提高；冷凝器換熱面積相應(yīng)配套提高，其載熱能力增加，能夠高效地將工質(zhì)的高溫?zé)崮軅鬟f給空氣。出風(fēng)口風(fēng)溫可達(dá)80。C以上，能效比可達(dá)4.O以上。同時(shí)，在本技術(shù)方案的優(yōu)選范圍內(nèi)，較好的實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)升溫和輸出熱能的平衡。在提高溫度的同時(shí)保證了系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。作為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，所述干燥室上部的排濕通道可以是在干燥室頂部開設(shè)的小孔或者是干燥室頂部由透氣的保溫材料(如海綿、防水保溫膜等)構(gòu)成。為了進(jìn)一步減少能量的損耗，作為本發(fā)明的另一種改進(jìn)，所述干燥室底面、側(cè)壁或頂面:&保溫層。為了實(shí)現(xiàn)所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間的熱風(fēng)循環(huán)，可采用以下兩種方式一、所述冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室外，所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間設(shè)有空氣循環(huán)管道，連接冷凝器風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口和干燥室進(jìn)風(fēng)口，并連接干燥室的出風(fēng)口和冷凝器風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口。作為上述方式的改進(jìn)，所述所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間的空氣循環(huán)管道上設(shè)有空氣干燥裝置。作為上述方式的另一種改進(jìn)，所述空氣循環(huán)管道中還可以增設(shè)有輔助電熱器。二、所述冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室內(nèi)，冷凝器風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)都在干燥室內(nèi)完成。兩種方式中，所述冷凝器風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處還可以設(shè)置從外部環(huán)境進(jìn)風(fēng)的通道，使干燥室內(nèi)氣壓呈正壓。本發(fā)明的溫度控制，可采用人工目測(cè)，手動(dòng)操作空氣源熱泵的開關(guān)來實(shí)現(xiàn)；也可采用自動(dòng)溫控設(shè)備或遠(yuǎn)程溫控設(shè)備。這些都是已相當(dāng)成熟的公知技術(shù)，不再贅述。下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖l是本發(fā)明冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室外的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是排濕通道是小孔的干燥室剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是頂部由透氣的保溫材料構(gòu)成的干燥室剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室內(nèi)的結(jié)構(gòu)原理圖。具體實(shí)施例方式參見圖1,本發(fā)明所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)包括空氣源熱泵、冷凝器風(fēng)機(jī)2和頂部設(shè)有排濕通道的干燥室5，空氣源熱泵主要由蒸發(fā)器4、壓縮機(jī)3、冷凝器l、節(jié)流裝置6組成，并依序用工質(zhì)循環(huán)管道連接；所述冷凝器1及風(fēng)機(jī)2置于干燥室5外，所述冷凝器風(fēng)機(jī)2和干燥室5之間設(shè)有空氣循環(huán)管道，連接冷凝器風(fēng)機(jī)2的出風(fēng)口7和干燥室5的進(jìn)風(fēng)口12，并連接干燥室5的出風(fēng)口11和冷凝器風(fēng)機(jī)2的進(jìn)風(fēng)口8。結(jié)合圖2,所述冷凝器1加熱的空氣在冷凝器風(fēng)機(jī)2的作用下形成熱風(fēng)。熱風(fēng)沿管道自靠近千燥室5底部的進(jìn)風(fēng)口12進(jìn)入千燥室5的熱風(fēng)分布層14,熱風(fēng)分布層14上均勻分布的風(fēng)口13把熱風(fēng)均勻地分布在干燥室5內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行干燥。還具有一定余熱的空氣再由出風(fēng)口11沿管道返回至冷凝器風(fēng)機(jī)2的進(jìn)風(fēng)口8由冷凝器1再次加熱，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。物料中的水分變成水蒸汽向上升騰，穿過干燥室5頂部開設(shè)的小孔9構(gòu)成的排濕通道逸出，實(shí)現(xiàn)干燥的目的。參見圖3，與上例不同之處在于，所述千燥室5頂部的排濕通道由透氣的保溫層10(海綿、防水保溫膜均可)構(gòu)成。參見圖4,與圖1例比較，其不同之處在于，冷凝器1及風(fēng)機(jī)2置于干燥室5內(nèi)，冷凝器風(fēng)機(jī)2的進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)都在干燥室5內(nèi)完成循環(huán)。干燥室5不再設(shè)有進(jìn)出風(fēng)口，也不再設(shè)有循環(huán)風(fēng)管道。為了進(jìn)一步說明發(fā)明效果，在環(huán)境溫度15。C下，采用循環(huán)風(fēng)加熱，工質(zhì)采用氟利昂，按照下表數(shù)據(jù)設(shè)置蒸發(fā)器和冷凝器，所用壓縮機(jī)額定功率4.66kw(表中壓縮機(jī)輸入功率含蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)功率)并對(duì)其技術(shù)效果進(jìn)行測(cè)量，其結(jié)果見下表l:由表1可知，利用本裝置加熱空氣，在15。C的環(huán)境溫度下，出風(fēng)口風(fēng)溫70。C時(shí)，其能效比在3.8左右。進(jìn)風(fēng)口風(fēng)溫在50。C左右時(shí)，出風(fēng)口風(fēng)溫能夠提高14-18°C,其能效比可達(dá)4.0以上；出風(fēng)口風(fēng)溫到75。C時(shí)，其能效比仍可達(dá)到3.3左右。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>釆用本發(fā)明的技術(shù)方案，以空氣源熱泵作為干燥裝置的新型熱源節(jié)約能源,減少甚至沒有污染排放；熱風(fēng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)了越加越熱，大幅減少了熱能的損耗。并從輸入和輸出兩個(gè)方面全面均衡地提高了空氣源熱泵干燥系統(tǒng)的工作能力，在風(fēng)量不變的情況下，其出風(fēng)溫度得到大幅提高，且系統(tǒng)能夠正常平穩(wěn)運(yùn)行、能效比得到較大提高，完全實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的。本發(fā)明提供的熱風(fēng)溫度較高，使空氣源熱泵的應(yīng)用范圍得到了極大的拓展，對(duì)節(jié)能減排具有積極意義。本發(fā)明描述的上述實(shí)施方式僅是為了清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能理解為對(duì)本發(fā)明做出任何的限制。本發(fā)明在本
技術(shù)領(lǐng)域：
具有公知的多種替代方式或變形，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)意義的前提下，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1.一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，包括空氣源熱泵、冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室，空氣源熱泵主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置組成，并依序用工質(zhì)循環(huán)管道連接；所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間以循環(huán)風(fēng)的形式進(jìn)行空氣交換。2.如權(quán)利要求1所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述空氣源熱泵的蒸發(fā)器換熱面積與壓縮機(jī)輸入功率的比值的取值范圍在5.4-16mVkw之間，所述空之間。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥室上部設(shè)有排濕通道。4.如權(quán)利要求3所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥室上部的排濕通道是在干燥室頂部開設(shè)的小孔或者是干燥室頂部由透氣的保溫材料構(gòu)成。5.如權(quán)利要求1或2所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥室底面、側(cè)壁或頂面設(shè)保溫層。6.如權(quán)利要求1或2所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室外，所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間設(shè)有空氣循環(huán)管道，連接冷凝器風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口和干燥室進(jìn)風(fēng)口，并連接干燥室的出風(fēng)口和冷凝器風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口。7.如權(quán)利要求6所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間的空氣循環(huán)管道上設(shè)有空氣干燥裝置。8.如權(quán)利要求6所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間的空氣循環(huán)管道中設(shè)有輔助電熱器。9.如權(quán)利要求1或2所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器及風(fēng)機(jī)置于干燥室內(nèi)。10.如權(quán)利要求1或2所述的一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)置從外部環(huán)境進(jìn)風(fēng)的通道。全文摘要本發(fā)明公開了一種熱風(fēng)干燥系統(tǒng)，包括空氣源熱泵、冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室，空氣源熱泵主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置組成，并依序用工質(zhì)循環(huán)管道連接；所述冷凝器風(fēng)機(jī)和干燥室之間以循環(huán)風(fēng)的形式進(jìn)行空氣交換。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，以空氣源熱泵作為干燥裝置的新型熱源節(jié)約能源，減少甚至沒有污染排放；熱風(fēng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)了越加越熱，大幅減少了熱能的損耗。并從輸入和輸出兩個(gè)方面全面均衡地提高了空氣源熱泵干燥系統(tǒng)的工作能力，系統(tǒng)能夠正常平穩(wěn)運(yùn)行、能效比得到較大提高。本發(fā)明提供的熱風(fēng)溫度較高，使空氣源熱泵的應(yīng)用范圍得到了極大的拓展，對(duì)節(jié)能減排具有積極意義。文檔編號(hào)F26B3/02GK101614467SQ20081012936公開日2009年12月30日申請(qǐng)日期2008年6月27日優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日發(fā)明者湯世國(guó)申請(qǐng)人:湖南省瀏陽市擇明熱工器材有限公司