[實用新型]一種基于閉式循環原理的熱管換熱烘干機

有效

• 申請號: 201721173086.3
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN207147099U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 郭慶;羅凱;馮凱
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: F26B9/06
• 分類號: F26B9/06;F26B21/04;F26B21/08;F25B30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種烘干機，具體地說，是涉及一種基于閉式循環原理的熱管換熱烘干機。

背景技術

烘干機是一種通過加熱被烘干物，使被烘干物水分蒸發而達到烘干目的的機器。在工業上，烘干機被廣泛應用于食品、飼料、化工、醫藥、礦山等行業。例如：木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形，陶瓷坯料在煅燒前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運輸和貯存，如將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下，以防霉變。

一般地，烘干機通過加熱空氣并以其為介質烘干物料，按照空氣的流動方式可分為排氣式和冷凝式兩種。排氣式烘干機從外界吸入冷空氣并加熱，熱空氣通過烘干室吸收物料水分之后直接排出到外部環境，這種烘干機結構比較簡單，但排出的廢氣溫度高，有較大的能量損失，效率低；冷凝式烘干機通過熱交換器/冷凝器使排出的高溫廢氣冷卻，在凝結水分的同時亦回收廢熱，廢氣在冷卻除水后可排出機外或循環復用，回收的廢熱可用于預加熱烘干機入口空氣，這種烘干機回收利用了廢熱，效率更高。

另外，熱泵技術已作為一種新型加熱方式應用于烘干機領域，其制冷劑通過蒸發器吸熱，經壓縮機壓縮，于冷凝器放熱以加熱空氣，放熱后的制冷劑經過熱力膨脹閥和集液器回到蒸發器進行下一次循環。熱泵烘干機可采用排氣式構型以簡化結構，也可采用冷凝式構型以減少能耗。

發明專利CN104697304A公開了一種用于烘干農產品的熱泵烘干機，其將加熱與換氣結構集成于一個箱體，相比傳統的農產品烘干機體積大幅縮小且有著較好的節能效果；發明專利CN102337664B公開了一種電加熱型烘干機，其采用抽氣方式降低烘干室壓強，從而降低水的飽和溫度，使烘干機可用較低加熱功率達到較好地烘干效果；發明專利CN1746418B公開了一種烘干機，其采用了熱泵原理，制冷劑利用額外供水進行冷卻，蒸發器的蒸發溫度可精確調節以實現細致烘干。

熱泵烘干機的最大優勢就是效率高，能耗小，如何進一步減少能耗并提升烘干效果是熱泵烘干機的發展方向。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于閉式循環原理的烘干機方案，外部空氣循環與內部制冷劑循環均使用封閉循環設計，并采用熱管進行換熱，以減少能量的損耗以及工質通過換熱器的壓力損失，提升烘干機效率，有助于節能減排。

本發明達成目的的技術方案是：

一種基于閉式循環原理的熱管換熱烘干機，包括空氣循環回路以及熱泵循環回路，兩回路之間設置第一換熱器與第二換熱器以形成傳熱通道。空氣循環回路的工質是空氣，通過對空氣加熱以烘干物料，通過對空氣降溫以冷凝析出水分。熱泵循壞回路的工質是制冷劑R134a，該回路通過熱泵循環以熱源和冷源的形式向烘干機提供烘干物料所需的能量。第一換熱器和第二換熱器分別是在冷凝器和加熱器之間設置第一熱管以及在蒸發器和冷凝儲液器之間設置第二熱管形成，相比傳統的換熱器構型提升了換熱效率，降低了壓力損失。

所述空氣循環回路由烘干室保溫壁、烘干室、柵門、進氣風扇、空氣循環管路、加熱器、冷凝儲液器、排氣風扇、排水管以及截止閥組成。柵門可開啟與關閉以方便將需烘干的物料放入烘干室。當柵門與截止閥均關閉時，各部件形成一個循環的封閉空間，空氣作為工質于其中循環流動。烘干機運行時，低溫飽和濕空氣從冷凝儲液器流出，經管路進入加熱器，經過加熱后成為高溫未飽和濕空氣，由進氣風扇推動進入烘干室，在烘干室中以其較高的溫度以及較低的濕度加熱蒸發并吸收物料的水分。當吸水飽和后，空氣由排氣風扇抽吸進入冷凝儲液器，于冷凝儲液器中降溫并析出水分，得到低溫飽和濕空氣并進行下一次循環。所析出的水存于冷凝儲液器中，達到一定量后開啟截止閥，使水從排水管排出烘干機外。

所述熱泵循環回路由冷凝器、儲液器、熱力膨脹閥、蒸發器、熱泵循環管路以及壓縮機組成。各部件形成一個循環的封閉空間，制冷劑R134a作為工質于其中循環流動。烘干機運行時，低溫低壓的飽和氣體經壓縮機壓縮成為高溫高壓的過熱氣體，經冷凝器向加熱器等壓放熱后成為中溫高壓飽和液體，通過儲液器后進入熱力膨脹閥膨脹成為低溫低壓的氣液混合物，經蒸發器從冷凝儲液器等壓吸熱成為低溫低壓的飽和氣體并進行下一次循環。

所述第一換熱器由冷凝器、第一熱管和加熱器組成。烘干機運行時，制冷劑R134a由冷凝器放熱，熱量經第一熱管傳至加熱器，被加熱器內的空氣吸收以將其加熱。

所述第二換熱器由蒸發器、第二熱管和冷凝儲液器組成。烘干機運行時，空氣由冷凝儲液器放熱，熱量經第二熱管傳至蒸發器，被蒸發器內的制冷劑R134a吸收以將其加熱。

相比現有烘干機，本發明具有如下優點：