[發(fā)明專利]一種基于CO2跨臨界熱泵循環(huán)的干燥系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107270696B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發(fā)明（設計）人: 楊魯偉;苑亞;張振濤;張沖;魏娟;肖波;毛祥;謝誠
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F26B21/00
• 分類號: F26B21/00;F25B30/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明涉及熱泵干燥技術領域，尤其涉及一種基于CO₂跨臨界熱泵循環(huán)的干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括干燥室、制冷劑回路及干燥介質回路：所述制冷劑回路上依次設有壓縮機、氣體冷卻器、回熱器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器；所述干燥介質回路上設有所述氣體冷卻器、所述干燥室、換熱器和所述蒸發(fā)器，換熱器包括互相換熱的第一管道和第二管道，氣體冷卻器的空氣出口連通干燥室的空氣入口，干燥室的空氣出口連通所述第一管道的入口，第一管道的出口連通蒸發(fā)器的空氣入口，蒸發(fā)器的空氣出口連通所述第二管道的入口，第二管道的出口連通所述氣體冷卻器的空氣入口。本發(fā)明節(jié)采用跨臨界循環(huán)，能夠適應較寬溫度范圍下的干燥工況，對廢熱進行了回收利用，大大提高了能效。

技術領域

本發(fā)明涉及熱泵干燥技術領域，尤其涉及一種基于CO₂跨臨界熱泵循環(huán)的干燥系統(tǒng)。

背景技術

干燥過程主要的能耗損失為濕空氣的排放，物料的干燥是工農業(yè)生產中廣泛使用且耗能巨大的加工工藝，據統(tǒng)計，在大多數發(fā)達國家物料干燥所消耗的能量約占全國總能耗的7％～15％，而熱效率僅為 25％～50％。自20世紀70年代初能源危機以來，世界各國均對干燥加工的節(jié)能技術展開了大量的研究，熱泵干燥就是在這種背景下產生的一種新型節(jié)能干燥技術。

熱泵可有效回收濕空氣中的潛熱和顯熱，顯著提高能源利用率。相較常規(guī)的氣流干燥，熱泵干燥技術具有能源消耗少、干燥成本低、環(huán)境污染小、烘干品質高、適用范圍廣等優(yōu)點，其優(yōu)異的節(jié)能效果已被國內外的各種試驗研究所證明。

但是，現(xiàn)有熱泵干燥系統(tǒng)采用的制冷工質(制冷劑)多為HFCs 和HCFCs，氟利昂對地球大氣臭氧有破壞作用，大量使用會引起全球氣候變暖，嚴重影響地球生態(tài)環(huán)境；而且，現(xiàn)有的制冷工質溫度適應范圍狹窄，在高溫工況下較難滿足干燥要求，在低溫工況下會降低熱泵的性能，甚至不能夠正常運行，因而嚴重阻礙了熱泵在高溫和寒冷地區(qū)的推廣應用。

發(fā)明內容

(一)要解決的技術問題

針對于上述問題，本發(fā)明提出了一種基于CO₂跨臨界熱泵循環(huán)的干燥系統(tǒng)，其以CO₂為制冷劑，能夠適應較寬溫度范圍下的干燥工況，且對廢熱進行了有效回收，提高了系統(tǒng)能效。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種基于CO₂跨臨界熱泵循環(huán)的干燥系統(tǒng)，其包括：

用于盛放待干燥物料的干燥室；

以CO₂為制冷劑的制冷劑回路，所述制冷劑回路上依次設有壓縮機、氣體冷卻器、節(jié)流裝置(優(yōu)選為節(jié)流閥)和蒸發(fā)器；以及，

以空氣為干燥介質的干燥介質回路，所述干燥介質回路上設有所述氣體冷卻器、所述干燥室、換熱器和所述蒸發(fā)器，所述換熱器包括互相換熱的第一管道和第二管道，所述氣體冷卻器的空氣出口連通所述干燥室的空氣入口，所述干燥室的空氣出口連通所述第一管道的入口，所述第一管道的出口連通所述蒸發(fā)器的空氣入口，所述蒸發(fā)器的空氣出口連通所述第二管道的入口，所述第二管道的出口連通所述氣體冷卻器的空氣入口。

進一步地，所述干燥介質回路上還設有旁通管路，所述旁通管路一端連通所述換熱器與干燥室的空氣出口之間的管路，另一端連通所述換熱器與氣體冷卻器的空氣入口之間的管路。

進一步地，所述旁通管路上設有第一風量調節(jié)閥。

進一步地，所述干燥室的空氣出口與換熱器之間的管路上設有除塵裝置，以對干燥室流出的空氣進行過濾，除去顆粒物。

進一步地，所述干燥介質回路上還設有風機，用于為系統(tǒng)提供干燥介質和為所述干燥介質的循環(huán)提供動力。