[實用新型]一種旋流式熱泵干燥器

有效

• 申請號: 201320512143.1
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN203432262U
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 李永存;夏國青;高旭;林愛暉;王海橋;鄒聲華;王衛軍;劉榮華
• 申請（專利權）人: 湖南科技大學
• 主分類號: F26B21/00
• 分類號: F26B21/00;F26B25/00
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所 43108
• 代理人: 宋向紅

技術領域

本實用新型屬于干燥器技術領域，具體涉及一種可用于食品加工、木材干燥、文物保護等領域的旋流式熱泵干燥器。

背景技術

由于熱泵干燥器能夠有效地回收利用空氣中的熱量，減少循環空氣的直接排放，在節能減排方面有明顯的經濟效益和社會效益，因此熱泵干燥器的運用越來越廣泛。但是，熱泵干燥器仍存在能源利用效率較低的問題。目前大多從系統結構部件的改造（如：蒸發器、冷凝器的結構優化、空氣處理通道的改造等）、熱泵循環工質的選取以及利用自動控制等幾方面來提高熱泵干燥器的干燥效果和干燥效率。

熱泵系統結構的改造主要分為兩大類。第一類，單獨改造蒸發器；通過在蒸發器入口前外接換熱器的方法，即采取蒸發器輔助冷卻的方式，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，通過改進蒸發器來優化熱泵干燥系統，以提高熱泵干燥器的干燥效率。也有的系統采用了回熱器，即利用蒸發器出來的冷空氣預冷入口前的高溫高濕蒸汽。專利CN201072287Y公開了一種帶有回熱裝置的熱泵干燥器。此專利將回熱器的熱端和冷端分別設置于熱泵的蒸發器的入口前和蒸發器與冷凝器之間的干燥介質流動通道內，以提高除濕效率、降低除濕能耗。第二類，單獨改造冷凝器；即將冷凝器分成兩個部分，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，因各具優勢，故均有一定的使用。開放式系統的改造，主要是將原先直接由干燥室出口排入到環境內的廢氣，先經過蒸發器與其中的制冷劑工質之間進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。半開放式系統的改造，是將干燥室排出的一部分空氣經過二次旁通。一部分空氣進入蒸發器降溫除濕后，與進入系統中的外界空氣混合，另外一部分不經過蒸發器降溫除濕直接與進入系統的外界空氣混合，三股氣流混合后，再經過冷凝器升溫后進入干燥室干燥物料，但是系統則需要保證適當的旁通率。全封閉式系統的改造，是將部分由干燥室排出的廢氣不經過蒸發器，直接通過旁通進入冷凝器，但是此種熱泵干燥系統也需要保證適當的旁通率。

在熱泵系統循環工質選取方面，主要通過選擇適當的混合制冷劑工質代替單一制冷劑工質。因為在熱泵干燥器中，蒸發器和冷凝器的熱傳遞情況對裝置的效率有很大的影響。當蒸發器和冷凝器中工質側和空氣側的溫度變化匹配良好時，傳熱過程的不可逆熱損失相對比較小，熱力循環的效率相對較高。由于單一制冷劑工質在物性方面的局限性，采用混合制冷劑能夠較大范圍內調整工況，同時也為熱泵系統循環工質的選取提供了更多的選擇。

通過有效的自動控制，也能提高熱泵干燥器的效率。由于干燥室內的干燥過程復雜多變，則需要根據干燥室內的物料的脫水情況和環境情況，實時調控干燥的參數。將由感應裝置、傳遞裝置和控制裝置組成的控制系統應用于熱泵干燥器，可以實現干燥過程的智能化與自動化，并且能提高干燥的品質和能源的利用效率。

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，其結構對于熱泵干燥器的干燥效率和干燥品質有著顯著的影響。因此，熱泵干燥系統效率的提高和干燥品質的提升可著眼于為熱泵干燥器匹配高效且性能優良的干燥室。

目前，傳統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，對物料進行干燥后，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。這勢必會導致熱泵干燥器的干燥效果不理想。同時，由于干燥室內的空氣速度較低，干燥室內的空氣與待干燥物料之間的熱質傳遞效率較低，導致所需要的干燥時間相對較長，因此干燥效率偏低，且能耗較大。另外，由于干燥室內的溫度分布不均勻，也會影響物品的干燥品質。若干燥物品的過程中會產生一些粉塵和有毒有害物，由于傳統熱泵干燥器干燥室內的氣流速度偏低，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沉積于干燥物料上和干燥室內，且難以實現有效地捕集和集中處理。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術中存在的上述缺陷，提供一種能有效地改善干燥室內的氣流組織、使氣流能夠均勻分布且干燥室內的風速得以較大地提高、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。