一种热泵辅助型干燥系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种热泵辅助型干燥系统及方法，包括热泵、主热风管道、热风支路管、支路阀门、二次加热器、温度传感器、干燥箱、排气支路管、排气主管道、尾气净化器、空气预热器、进风管道、引风机。本发明一方面利用热泵和二次加热器进行分段加热，通过热泵提高加热效率，实现了系统的梯级优化加热，提高了系统的用能效率，降低了能耗；另一方面，通过支路二次加热的独立控制，满足了系统干燥温度差异化需求，提高了系统对干燥工艺的适应性水平，具有广泛的工业应用前景。
【专利说明】
一种热泵辅助型干燥系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种热栗辅助型干燥系统及方法，属于热栗干燥领域。
【背景技术】
[0002]热栗作为一种高效节能设备，在生活供暖、工业干燥等工业生产和生活中有着广泛的应用，对于提高用能效率，降低能耗水平具有重要的意义，是支撑我国节能减排发展战略的重要一环。
[0003]热栗设备的最大特点就是在消耗少量高品位能源(电能、高温蒸汽、烟气)的同时利用了低温热能(如空气能、地热、水源)，获得大量中低温热能。值得指出的是，尽管热栗系统获得的中低温热能具有广泛的应用前景，但是也存在一定的局限性。通常，热栗系统能够获得热能的温度为60°C左右，通过更加级数和改进制冷剂，可以获得的最高温度也仅为90°C。而且，随着温度的升高，热栗系统的⑶P会下降，经济性也会降低。然而，再诸多干燥领域，干燥温度要求达到120?150°C，甚至更高，此时，单一的热栗系统已经无法满足。但是，单纯的利用高品位的能源，系统能耗太高，不利于系统的经济性。因此，如何充分利用热栗系统节能特性的同时，又能提高高温干燥系统能效，降低能耗，成为干燥系统发展面临的关键问题。
[0004]于此同时，由于受到工艺的限制，不同工艺阶段的干燥温度是不同的，因此，对于一个大型的干燥系统而言，可能在同一时刻存在不同干燥温度的需求。因此，如何在满足同一时刻既不同温度需求，又能降低干燥系统的能耗，提高能效比，也成为新型干燥系统发展的方向。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服上述不足，提出一种热栗辅助型干燥系统及方法。
[0006]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种热栗辅助型干燥系统包括热栗、主热风管道、热风支路管、支路阀门、二次加热器、温度传感器、干燥箱、排气支路管、排气主管道、尾气净化器、空气预热器、进风管道、引风机。空气预热器、进风管道、热栗、主热风管道顺次相连，主热风管道上并联有若干热风支路管，每个热风支路管均分别与干燥箱入口相连，干燥箱出口分别与一条排气支路管相连，所有排气支路管汇集后与排气主管道(9)相连，排气主管道经尾气净化器后与空气预热器的加热侧入口相连，进风管道上安装有引风机，热风支路管沿流动方向依次安装有支路阀门、二次加热器、温度传感器。
[0008]所述的二次加热器采用电热管加热器、电热丝加热器、电磁加热器或翅片管加热器。
[0009]所述的热栗采用常用性热栗，如空气源、水源、地热源热栗、溴化锂吸收式热栗或太阳能热栗。
[0010]所述的热引风机为变频风机。
[0011]—种采用所述的热栗辅助型干燥系统的干燥方法，新空气首先通过空气预热器进行预热，预热后的空气通过热栗升温到50?70°C，利用热栗的较高的C0P，降低预热阶段升温的能耗水平;升温后的热空气经过主热风管道进入热风支路管，各个热风支路管内的二次加热器根据各自支路上干燥箱的干燥温度需求分别进行独立的升温加热，满足支路上干燥箱的不同温度需求，同时利用干燥箱的排气余热作为空气预热器的热源，实现不同加热阶段最大化提高加热效率，达到梯级优化加热的目的，提高系统的能量利用效率；与此同时，通过控制支路阀门的开闭以及阀门开度大小实现不同支路流量需求的独立控制。
[0012]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0013](I)本发明利用热栗解决了干燥系统中低温加热阶段的能耗问题，提高了加热的能效，最终通过梯级优化加热提高了系统的整体能效水平。
[0014](2)本发明通过支路系统上的独立加热，实现了加热系统同时满足不同加热温度需求，提高了加热系统对加热工艺的差异化的适应水平。
【附图说明】
[0015]图1是一种热栗辅助型干燥系统结构示意图
[0016]图中:热栗1、主热风管道2、热风支路管3、支路阀门4、二次加热器5、温度传感器6、干燥箱7、排气支路管8、排气主管道9、尾气净化器10、空气预热器11、进风管道12、引风机13ο
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，一种热栗辅助型干燥系统，包括热栗1、主热风管道2、热风支路管3、支路阀门4、二次加热器5、温度传感器6、干燥箱7、排气支路管8、排气主管道9、尾气净化器10、空气预热器11、进风管道12、引风机13。空气预热器11、进风管道12、热栗1、主热风管道2顺次相连，主热风管道2上并联有若干热风支路管3，每个热风支路管3均分别与干燥箱7入口相连，干燥箱7出口分别与排气支路管8相连，若干并联的排气支路管8汇集后与排气主管道9相连，排气主管道9经尾气净化器10后与空气预热器11的加热侧入口相连，进风管道12上安装有引风机13，热风支路管3沿流动方向依次安装有支路阀门4、二次加热器5、温度传感器6 ο
[0018]所述的二次加热器5包括电热管加热器、电热丝加热器、电磁加热器和翅片管加热器。所述的热栗I包括常用性热栗，如空气源、水源、地热源热栗、溴化锂吸收式热栗、太阳能热栗。所述的热引风机13为变频风机。
[0019]基于所述一种热栗辅助型干燥系统的干燥方法，新空气首先通过空气预热器11进行预热，预热后的空气通过热栗I升温到50?70°C，由于热栗的COP相对于系统中的其他部件CPO较高，从而大大降低了这一阶段升温的能耗水平，升温后的热空气经过主热风管道2进入热风支路管3，各个热风支路管3内的二次加热器5根据各自支路上干燥箱7的干燥温度需求分别进行独立的升温加热，满足支路上干燥箱7的不同温度需求，同时利用干燥箱7的排气余热作为空气预热器11的热源，实现不同加热阶段最大化提高了加热的效率，达到梯级优化加热的目的，提高了系统的能量利用效率。与此同时，支路阀门4的开闭以及阀门开度大小实现了不同支路流量需求的独立控制的目的。
[0020]本发明的具体工作过程如下:
[0021]系统根据支路干燥箱的风量需求，开启支路上工作干燥箱相连的电动阀，形成换热通路，通过变频器调节引风机的风量，新空气通过热栗加热升温到50?70°C;系统根据各个支路上的风量需求特点，单独控制各个支路上的阀门开度大小，使得进入各支路的风量达到要求;被加热后的空气进入支路以后，系统根据各支路干燥箱的干燥温度需求，分别控制支路上二次加热器的加热功率，并通过干燥箱入口的温度传感器反馈控制加热器的功率及启停过程，使得进入干燥箱的温度达到干燥工艺需求。于此同时，干燥箱出口的烟气经过尾气净化器净化以后，流入预热器作为空气预热器的热源，对新空气进行余热，进一步回收部分热量。
[0022]通过本发明的实施，首先，利用热栗系统提高了干燥箱初级共性升温阶段的加热效率，对不同加热器的差异性温度，实现了单独二次加热，使得整个系统实现了梯级优化加热，提高了系统的用能效率，降低了能耗，而且，满足了个支路干燥器的干燥温度差异化需求。此外，本系统在实施过程中，还充分利用了干燥箱尾部的余热，进一步实现了降低能耗的目的。
[0023]本发明的对于满足不同温度工艺需求的特别是单个加热适中(小于1MW)的分布式干燥加热系统，例如多台不同或相同温度需求的塑料干燥过程、烟草干燥、木材干燥等等，具有广泛的工业应用前景。
【主权项】
1.一种热栗辅助型干燥系统，其特征在于包括热栗(I)、主热风管道(2)、热风支路管(3)、支路阀门(4)、二次加热器(5)、温度传感器(6)、干燥箱(7)、排气支路管(8)、排气主管道(9)、尾气净化器(10)、空气预热器(11)、进风管道(12)和引风机(13);空气预热器(11)、进风管道(12)、热栗(I)、主热风管道(2)顺次相连，主热风管道(2)上并联有若干热风支路管(3)，每个热风支路管(3)均分别与干燥箱(7)入口相连，干燥箱(7)出口分别与排气支路管(8)相连，所有排气支路管(8)汇集后与排气主管道(9)相连，排气主管道(9)经尾气净化器(10)后与空气预热器(11)的加热侧入口相连，进风管道(12)上安装有引风机(13)，热风支路管(3)沿流动方向依次安装有支路阀门(4)、二次加热器(5)和温度传感器(6)。2.根据权利要求1所述的一种热栗辅助型干燥系统，其特征在于所述的二次加热器(5)包括电热管加热器、电热丝加热器、电磁加热器或翅片管加热器。3.根据权利要求1所述的一种热栗辅助型干燥系统，其特征在于所述的热栗(I)为常用性热栗，包括空气源、水源、地热源热栗、溴化锂吸收式热栗或太阳能热栗。4.根据权利要求1所述的一种热栗辅助型干燥系统，其特征在于所述的热引风机(13)为变频风机。5.一种利用权利要求1所述的热栗辅助型干燥系统的干燥方法，其特征在于:新空气首先通过空气预热器(11)进行预热，预热后的空气通过热栗(I)升温到50?70°C，利用热栗的较高的⑶P，降低预热阶段升温的能耗水平;升温后的热空气经过主热风管道(2)进入热风支路管(3)，各个热风支路管(3)内的二次加热器(5)根据各自支路上干燥箱(7)的干燥温度需求分别进行独立的升温加热，满足支路上干燥箱(7)的不同温度需求，同时利用干燥箱(7)的排气余热作为空气预热器(11)的热源，实现不同加热阶段最大化提高加热效率，达到梯级优化加热的目的，提高系统的能量利用效率;与此同时，通过控制支路阀门(4)的开闭以及阀门开度大小实现不同支路流量需求的独立控制。
【文档编号】F26B21/12GK105953566SQ201610312964
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月11日
【发明人】张良, 范利武, 郑梦莲, 俞自涛, 胡亚才
【申请人】浙江大学