一种负压热泵烘干装置及其工作方法与流程

本发明属于干燥领域，具体涉及一种用于物料烘干的负压热泵烘干装置。

背景技术：

烘干是指通入热空气将物料中水分蒸发并带走的过程，广泛应用于烟草、农副产品、药材、食品、纺织、化工、电镀、城市公用事业、采暖、屠宰、养殖、酒店、学校、医院、工程等行业和领域。将物料中的水分从液态加热为气态的蒸发烘干过程耗能巨大，据不完全统计，大多数发达国家用于烘干物料所消耗的能量占全国总耗能的7％～15％，而热效率仅为20％～50％，能耗巨大。

相比于传统的低效率、高成本、污染大的传统烘干技术，热泵烘干因其节能环保、烘干品质高、适用范围广等特点给烘干行业带来重大的技术革命。现有的热泵烘干装置主要包括排湿型和除湿型两种：(1)前者通过加热烘房内部空气，待烘房内湿度达到一定量时，利用外部低湿度空气带走高湿度空气，从而通过排湿实现烘干物料的目的；(2)后者同样通过加热烘房内部空气，同时在烘房内置蒸发器，烘房内湿热空气经蒸发器吸热降温后，冷凝成小水珠从导管中流出，以实现烘干物料的目的。此外，公告号为CN204346019U的专利还公开了一种以蒸发器进风口作为烘房新风口的空气源热泵烘房，该方案兼具排湿和除湿的功能，通过将热泵机壳分割为两个内腔拓展烘房的烘干能力和节能潜力，以解决现有排湿型以及除湿型热泵烘干机烘干过程中的能耗损失问题。然而，上述现有热泵烘干机均是在常压下实现排湿和/或除湿，在加热烘房时，烘房内空气强度不改变，无论是排湿或者除湿均需在固定的气化温度或者液化温度下进行，耗能较大。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种热泵和抽气机“同步启动”的负压热泵烘干装置及其工作方法，通过加热和排气同步操作，在不改变原有设备结构的基础上，实现负压除湿，具有节能、高效、操作方便、作用效果显著和适用范围广等特点。

本发明所述的一种负压热泵烘干装置，其特征在于，包括微电脑控制器、烘房、热泵主机、抽气机、冷凝器、进风门和两个以上循环风机，所述的抽气机与烘房相连通，抽气机内部至少设置一个循环风机，在抽气机上设置排气口；所述的冷凝器设置在烘房下部，所述的进风门设置在烘房底部，在冷凝器和进风门之间至少设置一个循环风机；所述的热泵主机通过冷媒循环管与冷凝器相连接，热泵主机、抽气机、循环风机均与微电脑控制器电连接，所述的微电脑控制器控制热泵主机和抽气机同步启动。

上述装置工作时，其工作方法为：通过微电脑控制器控制热泵主机和抽气机同步启动，与热泵主机相连接的冷凝器向烘房供热，同时抽气机抽取烘房内空气，使烘房内气压下降到设定值，热泵主机和抽气机同步停止工作，烘房物料中的水份吸热蒸发；当烘房内温度下降到预定值时，打开进风门放进外部空气，微电脑控制器启动循环风机，带动烘房内湿空气经排气口排出后，关闭进风门；如此周而复始，直至物料达到设定干燥程度，热泵主机和抽气机停止工作。

如背景部分所述，无论是排湿型烘干机、除湿型烘干机，还是排湿和除湿一体化烘干机，其均需要设置抽气机，但是抽气机均与热泵不同时启动，均是热泵先启动加热空气，直至在烘房内空气在环境大气压下蒸发后，抽气机再启动，实现烘干，即现有技术是热泵和抽气机“异步启动”的技术方案，而本发明是热泵和抽气机“同步启动”的技术方案，本发明不仅无需改变原有烘干装置的机构，操作方便，而且具有耗能少、物料烘干速度快、适用范围广等特点。具体地，该技术方案通过同步启动热泵和抽气机，在给烘房供热的同时，抽气机抽取烘房内空气，使烘房内气压下降、低于环境大气压，从而使得位于烘房内的物料中的水的沸点降低，实现负压烘干。相比于在环境大气压下实现烘干的现有技术方案，该技术方案由于气压下降，相应的，水的沸点降低，从而烘房内无需达到较高的温度即可实现水的蒸发，烘房所需供热较少，即可实现快速去除物料中水份的目的，可适用于各种类型的烘干装置，应用范围广。

本发明还可以通过以下技术方案进一步完善：

作为优选，包括设置在烘房内部的压力传感器和温度传感器，所述的压力传感器和温度传感器均与微电脑控制器有线或者无线连接，微电脑控制器通过获取压力传感器获知烘房内的气压值、通过温度传感器实时获知烘房内的温度值，从而动态监测烘房内的气压和温度，根据反馈结果实时调控热泵主机、抽气机、进风门以及循环风机，确保烘房处于理想的烘干环境中。

作为优选，包括进风门电机，所述的进风门电机与微电脑控制器有线电连接或者有线连接，所述的进风门电机与进风门电连接；在微电脑控制器的控制下，所述的进风门电机控制进风门电动开启和关闭。

本发明中，上述的气压设定值低于环境气压，所述的温度预定值是指低于上述气压设定值下水的沸点的温度。例如，预先在微电脑控制器中设定一气压值，例如设定气压值为0.1Mpa，其对应的的水的沸点为99.1度，可将温度预定值设置低于99.1度的温度，如98度、97度或者其它温度。

作为一种技术方案，所述的烘房由三面烘房体和活动门组成，所述的烘房体由内层、保温层和外层组成，保温烘房体可减少烘房能量损耗，实现节能、高效烘干；活动门包括在其上两面设置的弹簧拉杆。活动门包括在其上两面设置的弹簧拉杆；当活动门闭合时，拉钩落入槽内，把门固定；当抬起时，达到一定高度时，弹簧拉杆位移至向上撑住门的状态。

作为一种技术方案，还包括排气管和蒸发器，所述的排气管的一端与排气口相连接，在排气管内设置至少一个循环风机，所述的蒸发器与排气管的另一端相连接，蒸发器与烘房相连通。在排气口上连接排气管，排气管在循环风机的作用下，将烘房内排出的高温水蒸气导入到蒸发器中，蒸发器将高温水蒸气放热液化成液体并排出、同时将液化放出的热量导入到烘房中供热，最大化能量利用率。

综上所述，本发明公开的负压热泵烘干装置及其工作方法，创新性地公开了热泵和抽气机“同步启动”的技术方案，通过同步启动热泵和抽气机，抽气机抽取烘房内空气，使烘房内气压下降、低于环境大气压，从而使得位于烘房内的物料中的水的沸点降低，实现负压烘干。相比于热泵和抽气机“异步启动”的现有技术方案，本发明不仅无需改变原有烘干装置的机构，操作方便，而且具有耗能少、物料烘干速度快、适用范围广等特点。

【附图说明】

附图1是实施例1的结构示意图；

附图2是实施例2的结构示意图。

1-微电脑控制器；2-烘房；2-1-内层；2-2-保温层；2-3-外层；3-热泵主机；4-抽气机；5-冷凝器；6-进风门；7-循环风机；8-排气口；9-冷媒循环管；10-压力传感器；11-温度传感器；12-进风门风机；13-活动门；13-1-弹簧拉杆；14-排气管；15-蒸发器。

【具体实施方式】

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种负压热泵烘干装置及其工作方法，包括微电脑控制器1、烘房2、热泵主机3、抽气机4、冷凝器5、进风门6、进风门电机12、三个循环风机7、压力传感器10和温度传感器11。

烘房2由三面烘房体和活动门13组成，烘房体由内层2-1、保温层2-2和外层2-3组成一个盒式箱体，活动门13包括在其上两面设置的弹簧拉杆13-1。热泵主机3设置在烘房2外部，热泵主机3通过冷媒循环管9与设置在烘房2内部的冷凝器5相连接，冷凝器5设置在烘房2内部的下半部；进风门6设置在烘房2底部，在冷凝器5和进风门6之间设置两个循环风机7；抽气机4设置在烘房体的顶部、并与烘房2相连通，抽气机4内部设置一个循 环风机7，在抽气机4侧面上设置排气口8；压力传感器10和温度传感器11均设置在烘房2顶部；热泵主机3和抽气机4均与微电脑控制器1电连接，此外，循环风机7、压力传感器10、温度传感器11和进风门电机12均与微电脑控制器1电连接(连接关系图1中未画出)，进风门电机11与进风门12电连接(连接关系图1中未画出)。

工作时，具体包括以下步骤：

(1)抬起弹簧拉杆13-1到一定高度时，弹簧拉杆13-1位移至向上撑住活动门，打开活动门13，在烘房2内放入多层物料架，将物料放置在物料架上；然后将弹簧拉杆13-1的拉钩落入槽内，把活动门13固定住；

(2)打开电源，启动仪器，在微电脑控制器中设置好低于环境大气压的气压设定值0.1Mpa、以及温度预定值98度；

(3)通过微电脑控制器1控制热泵主机3和抽气机4同步启动，冷凝器5向烘房2内部供热，同时抽气机4抽取烘房2内空气，压力传感器10动态监测烘房2内的气压、并将探测结果实时反馈至微电脑控制器1，待烘房2内气压下降到0.1Mpa，热泵主机3和抽气机4同步停止工作，烘房2内的物料中的水份吸热蒸发；

(4)温度传感器11动态监测烘房2内的温度、并将探测结果实时反馈至微电脑控制器1，当烘房2内温度下降到98度时，微电脑控制器1控制进风门电机12自动打开进风门6放进外部空气，同时微电脑控制器1启动三个循环风机7，带动烘房2内湿空气经排气口8排出后，压力传感器10监测到烘房2内的气压等于环境大气压时，微电脑控制器1控制进风门电机12关闭进风门6；

(5)如此周而复始，直至物料达到设定干燥程度。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同的是，本实施例还包括排气管14和蒸发器15，排气管14的一端与排气口8相连接，在排气管14内设置两个循环风机7，循环风机7与微电脑控制器1电连接，蒸发器15与排气管14的另一端相连接，蒸发器15与烘房2相连通。在排气口8上连接排气管14，排气管14在循环风机7的作用下，将烘房2内排出的高温水蒸气导入到蒸发器15中，蒸发器15将高温水蒸气放热液化成液体并排出、同时将液化放出的热量导入到烘房2中供热，最大化能量利用率。