[發(fā)明專利]一種旋流式熱泵干燥器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364610.5
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號(hào): CN103398566A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李永存;夏國青;高旭;林愛暉;王海橋;鄒聲華;王衛(wèi)軍;劉榮華
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F26B21/00
• 分類號(hào): F26B21/00;F26B25/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于干燥器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于食品加工、木材干燥、文物保護(hù)等領(lǐng)域的旋流式熱泵干燥器。

背景技術(shù)

由于熱泵干燥器能夠有效地回收利用空氣中的熱量，減少循環(huán)空氣的直接排放，在節(jié)能減排方面有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，因此熱泵干燥器的運(yùn)用越來越廣泛。但是，熱泵干燥器仍存在能源利用效率較低的問題。目前大多從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)部件的改造（如：蒸發(fā)器、冷凝器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、空氣處理通道的改造等）、熱泵循環(huán)工質(zhì)的選取以及利用自動(dòng)控制等幾方面來提高熱泵干燥器的干燥效果和干燥效率。

熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改造主要分為兩大類。第一類，單獨(dú)改造蒸發(fā)器；通過在蒸發(fā)器入口前外接換熱器的方法，即采取蒸發(fā)器輔助冷卻的方式，將干燥后的濕空氣中的顯熱和部分潛熱排放到外界環(huán)境中。專利CN2418444Y公開了一種帶輔助冷卻的熱泵干燥器，通過改進(jìn)蒸發(fā)器來優(yōu)化熱泵干燥系統(tǒng)，以提高熱泵干燥器的干燥效率。也有的系統(tǒng)采用了回?zé)崞鳎蠢谜舭l(fā)器出來的冷空氣預(yù)冷入口前的高溫高濕蒸汽。專利CN201072287Y公開了一種帶有回?zé)嵫b置的熱泵干燥器。此專利將回?zé)崞鞯臒岫撕屠涠朔謩e設(shè)置于熱泵的蒸發(fā)器的入口前和蒸發(fā)器與冷凝器之間的干燥介質(zhì)流動(dòng)通道內(nèi)，以提高除濕效率、降低除濕能耗。第二類，單獨(dú)改造冷凝器；即將冷凝器分成兩個(gè)部分，其中一部分作為輔助冷凝器向外界放熱。

空氣處理通道有開放式、半開放式和封閉式三種類型，因各具優(yōu)勢，故均有一定的使用。開放式系統(tǒng)的改造，主要是將原先直接由干燥室出口排入到環(huán)境內(nèi)的廢氣，先經(jīng)過蒸發(fā)器與其中的制冷劑工質(zhì)之間進(jìn)行熱量交換后再排出，回收了廢氣中的熱量，從而提高了能源利用效率。半開放式系統(tǒng)的改造，是將干燥室排出的一部分空氣經(jīng)過二次旁通。一部分空氣進(jìn)入蒸發(fā)器降溫除濕后，與進(jìn)入系統(tǒng)中的外界空氣混合，另外一部分不經(jīng)過蒸發(fā)器降溫除濕直接與進(jìn)入系統(tǒng)的外界空氣混合，三股氣流混合后，再經(jīng)過冷凝器升溫后進(jìn)入干燥室干燥物料，但是系統(tǒng)則需要保證適當(dāng)?shù)呐酝省Ｈ忾]式系統(tǒng)的改造，是將部分由干燥室排出的廢氣不經(jīng)過蒸發(fā)器，直接通過旁通進(jìn)入冷凝器，但是此種熱泵干燥系統(tǒng)也需要保證適當(dāng)?shù)呐酝省?/p>

在熱泵系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)選取方面，主要通過選擇適當(dāng)?shù)幕旌现评鋭┕べ|(zhì)代替單一制冷劑工質(zhì)。因?yàn)樵跓岜酶稍锲髦校舭l(fā)器和冷凝器的熱傳遞情況對裝置的效率有很大的影響。當(dāng)蒸發(fā)器和冷凝器中工質(zhì)側(cè)和空氣側(cè)的溫度變化匹配良好時(shí)，傳熱過程的不可逆熱損失相對比較小，熱力循環(huán)的效率相對較高。由于單一制冷劑工質(zhì)在物性方面的局限性，采用混合制冷劑能夠較大范圍內(nèi)調(diào)整工況，同時(shí)也為熱泵系統(tǒng)循環(huán)工質(zhì)的選取提供了更多的選擇。

通過有效的自動(dòng)控制，也能提高熱泵干燥器的效率。由于干燥室內(nèi)的干燥過程復(fù)雜多變，則需要根據(jù)干燥室內(nèi)的物料的脫水情況和環(huán)境情況，實(shí)時(shí)調(diào)控干燥的參數(shù)。將由感應(yīng)裝置、傳遞裝置和控制裝置組成的控制系統(tǒng)應(yīng)用于熱泵干燥器，可以實(shí)現(xiàn)干燥過程的智能化與自動(dòng)化，并且能提高干燥的品質(zhì)和能源的利用效率。

上述方法在一定程度上可以提高熱泵干燥器的干燥效果和干燥效率。干燥室作為熱泵干燥器的核心部件之一，其結(jié)構(gòu)對于熱泵干燥器的干燥效率和干燥品質(zhì)有著顯著的影響。因此，熱泵干燥系統(tǒng)效率的提高和干燥品質(zhì)的提升可著眼于為熱泵干燥器匹配高效且性能優(yōu)良的干燥室。

目前，傳統(tǒng)熱泵干燥器干燥室的氣流均采用從干燥室底端送入干燥室內(nèi)，對物料進(jìn)行干燥后，由干燥室頂部排出的方式。此種方式，存在干燥室內(nèi)空氣溫度分布不均勻、氣流速度偏低和分布不均勻等問題。這勢必會(huì)導(dǎo)致熱泵干燥器的干燥效果不理想。同時(shí)，由于干燥室內(nèi)的空氣速度較低，干燥室內(nèi)的空氣與待干燥物料之間的熱質(zhì)傳遞效率較低，導(dǎo)致所需要的干燥時(shí)間相對較長，因此干燥效率偏低，且能耗較大。另外，由于干燥室內(nèi)的溫度分布不均勻，也會(huì)影響物品的干燥品質(zhì)。若干燥物品的過程中會(huì)產(chǎn)生一些粉塵和有毒有害物，由于傳統(tǒng)熱泵干燥器干燥室內(nèi)的氣流速度偏低，故攜帶和控制粉塵和有害物的能力很低，這些粉塵和有毒有害物會(huì)沉積于干燥物料上和干燥室內(nèi)，且難以實(shí)現(xiàn)有效地捕集和集中處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種能有效地改善干燥室內(nèi)的氣流組織、使氣流能夠均勻分布且干燥室內(nèi)的風(fēng)速得以較大地提高、從而提高熱泵干燥器的干燥效率和干燥效果的旋流式熱泵干燥器。