专利名称：热泵干燥器的制作方法
技术领域：
本发明属于干燥设备，具体涉及一种采用热泵方式进行干燥的装置。
背景技术：
热泵式干燥设备具有封闭、干净、 一次能源利用率高、供热温度高、易于实现容量 调节等特点而得到迅速发展。但目前有关热泵干燥器系统的应用均是常规工质。制冷热 泵行业普遍使用的工质是CFCs (氯氟烃)与HCFCs (氢氯氟烃)物质。由于它们对臭 氧层有破坏作用以及产生温室效应，世界各国的科学家正在着重研究其替代工作。其中 二氧化碳以其优良的环保特性、良好的传热和流动性质被重新引入到制冷热泵行业中来，目前自然工质C02被誉为最有潜力的替代工质之一。本方案根据自然工质C02热泵的特点，设计C02热泵两级干燥器，同时也可应用于R410A工质系统，在满足系统要 求的同时提高系统的效率。发明内容本发明的目的是提供一种以二氧化碳和R410A为循环工质的热泵干燥器。以下结合附图1对本发明的系统流程进行说明。本发明包括压縮机1、空气源气体冷 却器2、内部热交换器3、电子膨胀阀4、蒸发器5、外部热交换器6、干燥室7、传送 带8和电机9等。热泵干燥器的循环工质为二氧化碳，也可以采用R410A。循环工质 R410A由二氟甲烷(HFC-32，分子式CH2F2)和五氟乙烷(HFC-125,分子式CHF2CF3) 组成，HFC-32/ HFC-125的质量百分比为50/50%。系统具体的连接方案压縮机1高 压端接于第一个空气源气体冷却器2-1工质侧的进口 ，空气源气体冷却器2-1工质侧的 出口接于第二个空气源气体冷却器2-2工质侧的进口，空气源气体冷却器2-2工质侧的 出口接于内部换热器3的高压工质侧进口 ，内部换热器3高压工质侧的出口经电子膨胀 阀4接于蒸发器5工质侧，蒸发器5工质侧与内部换热器3的低压工质侧串接后接于压 縮机1的低压端，构成工质循环系统。蒸发器5空气侧出口与第二个空气源气体冷却器 2-2空气侧串接后接于第一级干燥室7-1的进口 ，第一级干燥室7-1的出口与第一个空气 源气体冷却器2-1空气侧串接后接于第二级干燥室7-2的进口，第二级干燥室7-2的出 口与外部热交换器6空气侧串接后接于所述蒸发器5空气侧进口，构成空气循环系统。第一级干燥室7-1与第二级干燥室7-2之间用软帘隔开。两个干燥室设有同一传送带8，传送带8由电机9驱动。压縮机1开启后，工质经压缩机1压縮成高温高压工质进入空气源气体冷却器2-1加热空气，换热后再进入空气源气体冷却器2-2进一步降温，降热后工质进入内部换热器3与低温低压工质换热，冷却后的工质进入电子膨胀阀4节流降压，低温低压的工质进入蒸发器5进行蒸发换热，低温低压工质进入内部换热器3被过热，过热的低温低压工质进入压縮机l压縮，完成一个循环。二氧化碳工质运行的同时，空气进入蒸发器5降温除湿，进入空气源气体冷却器2-2 进行第一次加热升温，进入干燥室7-1进行吸湿干燥，随后进入空气源气体冷却器2-1 进行第二次加热升温，之后干燥室7-2进行吸湿干燥，干燥后进入外部热交换器6与外 部空气进行换热，换热后再进入蒸发器5降温除湿，完成一个循环。本发明的特点是设有两个空气源气体冷却器，使工质进行两次降温，而使空气两次 加热，温度不断升高。如此设计使换热器的换热温差减小，使热泵干燥效率得到提高。
附图为本发明的系统流程及各部件连接示意图。
具体实施方式
下面以白菜种子干燥为具体实施例，对本发明的内容作进一步的说明 被干燥物料白菜种子置于干燥室内的传送带上，白菜种子的初始含水量为30%，要 干燥脱水至含水量为5%。压縮机l开启后，C02工质经压縮机l压縮成高温高压工质压力9MPa，温度75。C 后进入空气源气体冷却器2-1进行第一次降温降至45°C;同时将温度为3(TC、湿度为 80免的空气加热至温度45"C、湿度下降为35%， C02工质与空气换热后再进入第二个空 气源气体冷却器2-2进行第二次降温降至25°C，同时将温度为20°C、湿度为100%的空 气加热至35'C、湿度下降为55%。此时C02工质进入内部换热器3与低温低压工质换 热，冷却后的C02工质进入电子膨胀阀4节流降压降至5MPa，温度15'C。低温低压的 C02工质进入蒸发器5进行蒸发换热，然后进入内部换热器3被过热，工质温度被提升 至25。C。过热的低温低压工质进入压縮机l压縮，完成一个循环。二氧化碳工质运行的 同时，空气进入蒸发器5降温除湿。温度为2(TC、湿度为100%的低温高湿度空气进入 空气源气体冷却器2-2进行第一次加热，使其温升至35"、相对湿度降至55%，进入干 燥室7-l对种子进行吸湿干燥。此时空气温度降低至3(TC、而相对湿度增大至80%，随后空气进入空气源气体冷却器2-1进行第二次加热升温，空气温度进一步升高至45'C相 对湿度减小为35%，然后再进入干燥室7-2对种子进行吸湿干燥。干燥后的空气为33 "C湿度为80%，空气进入外部热交换器6与外部空气进行换热降温，换热后再进入蒸 发器5'降温除湿，空气降至2(TC、相对湿度100%，完成一个循环。干燥室7-l与干燥 室7-2中间有软帘隔开，白菜种子分别在高温的干燥室7-2和中温的干燥室7-1中进行 干燥，电机带动干燥室7-1和干燥室7-2的传送带缓慢移动。白菜种子初始含水量为30%， 在中温干燥室7-1中干燥，当白菜种子含水量达到12%时，进入到高温干燥室7-2中继 续干燥，直至含水量达到5%。本发明的优点及有益效果在于，系统采用自然工质C02为工作介质，在系统设计上， 整个系统高温放热部分设置了两个高低温不同的空气源气体冷却器并分别对应两个高 低温不同的干燥室，有利于系统气体冷却器出口工质温度的降低，使能量得到合理的利 用，达到提高系统效率的目的，同时干燥物连续在两个温度下同时进行干燥，可减小干 燥时间。本发明具有结构简单、调节方便的特点。对C02工质在热泵干燥系统的推广应用与节能起到积极的促进作用。
权利要求
1.热泵干燥器，具有压缩机(1)、空气源气体冷却器(2)、内部热交换器(3)、电子膨胀阀(4)、蒸发器(5)、外部热交换器(6)、干燥室(7)、传送带(8)和电机(9)，其特征在于压缩机(1)高压端接于第一个空气源气体冷却器(2-1)工质侧的进口，所述空气源气体冷却器(2-1)工质侧的出口接于第二个空气源气体冷却器(2-2)工质侧的进口，所述空气源气体冷却器(2-2)工质侧的出口接于内部换热器(3)的高压工质侧进口，所述内部换热器(3)高压工质侧的出口经电子膨胀阀(4)接于蒸发器(5)工质侧，所述蒸发器(5)工质侧与内部换热器(3)的低压工质侧串接后接于压缩机(1)的低压端，构成工质循环系统；所述蒸发器(5)空气侧出口与所述第二个空气源气体冷却器(2-2)空气侧串接后接于第一级干燥室(7-1)的进口，所述第一级干燥室(7-1)的出口与所述第一个空气源气体冷却器(2-1)空气侧串接后接于第二级干燥室(7-2)的进口，所述第二级干燥室(7-2)的出口与外部热交换器(6)空气侧串接后接于所述蒸发器(5)空气侧进口，构成空气循环系统。
2. 按照权利要求1所述的热泵干燥器，其特征在于所述第一级干燥室(7-1)与第二 级干燥室(7-2)之间用软帘隔开，两个干燥室设有同一传送带(8)，所述传送带(8) 由电机(9)驱动。
3. 按照权利要求1所述的热泵干燥器，其特征在于所述热泵循环工质为二氧化碳， 也可以采用R410A作为所述热泵干燥器的循环工质。
4. 按照权利要求3所述的热泵干燥器，其特征在于所述循环工质R410A是由二氟 甲烷(HFC-32)和五氟乙烷(HFC-125)组成，HFC-32/HFC-125的质量百分比为50/50 %。
全文摘要
本发明公开了一种以高效环保CO<sub>2</sub>为工质的热泵干燥器。压缩机高压端与二个空气源气体冷却器工质侧串接后接于内部换热器，内部换热器的高压工质侧、经电子膨胀阀、蒸发器后再与内部换热器的低压工质侧相接后与压缩机低压端相连，构成工质循环系统。蒸发器空气侧与第二个空气源气体冷却器串接后接于第一级干燥室的进口，第一级干燥室的出口与第一个空气源气体冷却器串接后接于第二级干燥室的进口，第二级干燥室的出口与外部热交换器串接后接于蒸发器空气侧进口，构成空气循环系统。本发明的特点通过利用CO<sub>2</sub>工质热泵换热特点，设计两级干燥，降低了工质在气体冷却器出口温度，使能量得到合理的利用，同时使干燥连续运行并能缩短干燥时间。
文档编号F26B21/04GK101216245SQ20071006054
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月28日 优先权日2007年12月28日
发明者李敏霞, 苏维诚, 马一太 申请人:天津大学