[發(fā)明專利]一種熱風干燥系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810129364.4
• 申請日: 2008-06-27
• 公開（公告）號: CN101614467A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 湯世國
• 申請（專利權）人: 湖南省瀏陽市擇明熱工器材有限公司
• 主分類號: F26B3/02
• 分類號: F26B3/02;F26B23/10;F26B25/08;F26B25/10;F26B21/04;F26B23/04
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技術領域

本發(fā)明涉及一種熱風干燥系統(tǒng)，尤其是采用空氣源熱泵的熱風干燥系統(tǒng)。

背景技術

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 置使用時間長，熱風需量較大，溫度要求較高，導致輸入功率較大，較高的能 效比是迫切的現實需求。

但現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，浪費資源，煤(油)燃燒產生的廢渣、廢氣對環(huán)境造成污染； 而且，因為沒有對熱源或熱空氣中的能量充分加以利用，現有設備都不同程度 存在能耗較高或熱效率較低等問題，導致使用單位的運營投入都較高。

空氣源熱泵主要由壓縮機、蒸發(fā)器、節(jié)流裝置、冷凝器、工質循環(huán)管道等 幾部分組成。它根據逆卡諾循環(huán)原理，采用電能驅動，通過傳熱工質把空氣中 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傳熱工質進入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中工質吸熱蒸發(fā)，此時工質從 低溫熱源中吸收熱量后進入壓縮機；②工質經過壓縮機的壓縮、升溫后，變成 高溫、高壓的工質排出壓縮機；③工質進入冷凝器，在冷凝器中將從蒸發(fā)器中 吸收的熱量和壓縮機本身功耗所產生的那部分熱量傳遞給其他介質；④高壓工 質經過節(jié)流裝置節(jié)流降壓后再次進入蒸發(fā)器，依此不斷地循環(huán)工作。某些空氣 源熱泵中還設有輔助裝置儲液罐和過濾器，一般裝置在冷凝器和節(jié)流裝置之間 或蒸發(fā)器和壓縮機之間，儲液罐主要用于調節(jié)工質在密閉系統(tǒng)里的循環(huán)，在蒸 發(fā)器和冷凝器等設備的設計匹配性較為理想的情況下，也可以不設置；過濾器 主要用于過濾工質中可能產生的雜質，對保持系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行起輔助作用。

以空氣源熱泵作為熱源的典型運用是冷暖空調制熱，它是以調節(jié)身體的體 感舒適度為目的，環(huán)境溫度15℃時，其進入冷凝器的工質溫度在67℃左右，通 過冷凝器，空氣在室內以循環(huán)風形式進行加熱進風口風溫大多在20℃以下，室 內最高溫度只能達到30℃左右。現有空調裝置的COP值在制熱狀態(tài)下，環(huán)境溫 度15℃時為3.0左右。

發(fā)明內容

為了解決上述弊端，本發(fā)明要解決的技術問題是，提供一種節(jié)約能源，對 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營成本。為了解 決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是，一種熱風干燥系統(tǒng)，包括空氣源熱泵、 冷凝器風機和干燥室，空氣源熱泵主要由蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流裝置 組成，并依序用工質循環(huán)管道連接；所述冷凝器風機和干燥室之間以循環(huán)風的 形式進行空氣交換。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述干燥室上部可以設有排濕通道。

熱風進入干燥室加熱物料，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，實現干燥的目的。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；熱風循環(huán)實現了越加越熱，并大幅減少了熱能的損 耗。

但現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，現有裝置不能滿 足干燥物料的要求，主要是受以下條件的制約：

一、對工質進行加熱升溫的能力有限：現有裝置的蒸發(fā)器換熱面積和壓縮 機輸入功率(以額定值為準，下同)的比值在3.8-4.8m²/kw之間，從環(huán)境中吸 收的熱能有限。工質進入冷凝器時的溫度只能達到67℃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：現有技術采用的冷凝器換熱面積較小，其冷凝 器換熱面積和壓縮機輸入功率的比值為2.5-3.4m²/kw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，產生的熱量不能及 時有效的輸出，造成工質循環(huán)系統(tǒng)內部溫度、壓力過高，壓縮機在高壓狀態(tài)下 連續(xù)運行，頻繁出現過壓保護停機，系統(tǒng)不能正常運行，長此以往還會對壓縮 機造成損害。

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 機輸入功率的比值的取值范圍在5.4-16m²/kw之間，所述空氣源熱泵的冷凝器換 熱面積與壓縮機輸入功率的比值的取值范圍在4.0-12m²/kw之間。