并联式热风系统与热源联合干燥的挂面干燥设备的制作方法

本实用新型涉及食品干燥、工业产品干燥设备技术领域，具体为一种并联式热风系统与热源联合干燥的挂面干燥设备。

背景技术：

目前，挂面热泵干燥多采用空气源热泵，被加热的空气送入烘干车间内，与挂面换热后直接以废气的形式排出，但废气中含有蒸汽潜热和高温显热，这就造成大量能源的浪费，并且环境温度较低时，空气源热泵受环境温度的影响比较大，并且能效比较低，不利于全国大面积应用。

众所周知，热泵干燥设备是物料干燥的专用设备，热泵为干燥设备提供热量供给，把经过升温后的气流送入烘干车间内，高温干燥的气流把物料中的水汽带走，从而达到干燥的目的。随着高温气流不断带走水汽，气流的温度的逐渐降低，湿度增加，对物料的脱水能力逐渐降低；当气流湿度达到设定湿度目标后排出一部分烘干房内的热湿空气，引入环境中的干燥空气，继续进行脱水干燥过程。目前已有利用烘干挂面的排湿空气进行余热回收的热泵设备，可利用排湿空气中的大量热能，提高热泵能效比，解决了其在寒冷地区（如我国东北地区）的应用。但因为物料干燥过程受季节、环境温度影响，一年四季中烘干过程的热量需求差别较大，所以在选配热泵时，为保证全年正常运行，会按照最大热负荷进行匹配，此时热泵设备选配会很大，热泵干燥设备的初始投资很大，不利于全国大面积推广应用。

现有技术中，烘干间内分为多个温度区域，相邻温度区域温度相近，由高温到低温包括若干个温度不同的温度区域。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种降低挂面烘干成本、减少运行成本、降低能耗、利用热风系统与热源相互配合使用进行联合干燥、烘干效率高、烘干效果好、利用热风系统对烘干间内的空气进行烘干的并联式热风系统与热源联合干燥的挂面干燥设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：并联式热风系统与热源联合干燥的挂面干燥设备，包括烘干间和安装间，烘干间内部设有用于悬挂挂面并沿水平方向输送挂面的挂面输送线，烘干间内挂面输送线的上方设有散热管，散热管连接有外置的热源，烘干间内顶部沿水平方向设有新风风道，新风风道上开设有若干个新风风口，新风风道的一端穿出烘干间伸入安装间内，新风风道上安装有新风风机，烘干间内部设有位于散热管和新风风道之间且出风风向朝向挂面输送线的风扇，烘干间内底部设有排湿风道，排湿风道上开设有若干个排湿风口，排湿风道的一端穿出烘干间伸至安装间内，安装间内安装有热风系统，安装间内设有热量回收室，热量回收室设有进风口和出风口，热量回收室的进风口与排湿风道伸入安装间的一端相连接，热量回收室的出风口连接有排风风道，排风风道与大气相通，热量回收室的进风口处和/或排风风道内设有排湿风机；

以气流的方向为下游，热风系统设有若干组，热风系统包括通过冷媒管路循环连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，压缩机和膨胀阀位于安装间内，蒸发器安装在热量回收室内，冷凝器设置在烘干间内，冷凝器位于送风风道和吊扇之间，冷凝器上连接有冷凝风机。

各个蒸发器的周向外壁连接在热量回收室的内壁上。

各个蒸发器上游和下游的热量回收室内设有空腔段，热量回收室沿上下游方向交替间隔设有N+1个空腔段和N级蒸发器，N为正整数，沿气流由上游到下游的方向，N级蒸发器分别为第一级蒸发器至第N级蒸发器。

热量回收室的进风口处和排风风道内均设有排湿风机；热量回收室的进风口处的排湿风机为第一排湿风机，排风风道内的排湿风机为第二排湿风机。

各热泵系统中的冷凝器与冷凝风机组成热泵加热器，均设于烘干间内。

烘干间内设有N个温度区域，由低温到高温分别为第一级温度区域至第N级温度区域，每一温度区域内设有一级冷凝器，第一级温度区域内的冷凝器为第一级冷凝器，第N级温度区域内的冷凝器为第N级冷凝器；

同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1。

采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

（1）本实用新型的烘干间内挂面输送线的上方设有散热管，本实用新型的冷凝器设置在烘干间内散热管的上方，冷凝器连接有冷凝风机，本实用新型与将散热管设置在新风风道内相比，本实用新型将散热管设置在挂面输送线的上方便于将新风风道内送入烘干间的新风以及烘干间内的空气加热的更为均匀，也便于升高烘干间内的温度，加快烘干；本实用新型的安装间内未设置加热室，各冷凝器沿气流方向并联设置在烘干间内散热管的上方，与在安装间内设置加热室、各级冷凝器沿气流方向串联、然后新风通过加热室后再进入烘干间相比，本实用新型同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1，各个冷凝器的换热效率很高，热风系统的能效比较高，将热量回收的比较充分，节约了能源，热风系统的运转效率高，产生同样热量的情况下耗电成本远远低于原有耗能成本。

各组热风系统的冷凝器并联设置在烘干间内与各组热风系统的冷凝器串联设置在新风风路上相比的不同之处在于：

将各组热风系统的冷凝器串联设置在新风风路上时，新风逐级通过各组热风系统的冷凝器，得到逐级加热，因而最终的风温较高，新风得到更高的温度进入烘干间，避免烘干间内的热湿空气遇到冷新风后的凝露现象，气流与挂面的换热速度加快，烘干效率提高，在旧有设备基础上改造时，无需改动烘干间内的原有设施，改造简单快捷；

而将各组热风系统的冷凝器并联设置在烘干间内对空气进行加热时，各组热风系统的冷凝器均对烘干间内的空气进行加热，相较于将各组热风系统的冷凝器串联设置在风路上能够释放更多的热量，各个热泵系统的工况均更好，提高热风系统的整体的能效比，相对更加节能；

（2）本实用新型的热风系统的热量通过冷凝器将烘干间内的空气进行加热，热量直接用于烘干挂面，不改变烘干间内原有的散热管以及与散热管连接的热源，烘干间内部设有位于散热管和新风风道之间且出风风向朝向挂面输送线的风扇，吊扇将热源加热的热风和通过冷凝器后被加热的热风吹向挂面，对挂面进行烘干，设备简单，使热风系统与原有的热源联合提供热能对挂面进行烘干，节约了能源，减少了原有的热源的投入，原有的热源一般采用燃烧天然气等来进行加热，减少了原有热源的投入，相应的减少了污染，降低了成本；

（3）本实用新型在原有的热源的基础上引进了热风系统，采用热风系统与原有的热源联合提供能量对挂面进行烘干，烘干效率高，烘干效果好，减少了运行成本，降低能耗，降低了原有的热源烘干的成本；

（4）本实用新型各个蒸发器的周向外壁连接在热量回收室的内壁上，各个热风系统的蒸发器并排间隔设置在热量回收室内，排湿风道内的热湿空气依次通过各蒸发器，从而逐级降低热风的温度，相比热风只通过一级蒸发器，本实用新型将排湿空气中的能量（显热和潜热）利用的更加充分，使热风的温度得到了更大程度的降低，并且将热风中含有的水分由气态凝结为液态，冷凝器和冷凝风机吸收利用这个过程中由相变放出大量的汽化潜热和温度降低放出的显热，从而更高效地回收利用热湿空气中的废热，节约能源；

（5）本实用新型的各个蒸发器的周向外壁连接在热量回收室的内壁上，保证所有的气流都通过蒸发器，防止气流从蒸发器与热量回收室内壁之间的间隙处流过，从而导致部分气流未经过蒸发器被吸热；

（6）同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1，各组热泵系统中，蒸发器中的蒸发压力和冷凝器中的冷凝压力的差值最为均衡，这样各组热泵系统中压缩机的功率（负荷）最为平均。在整体功率一定的条件下，多个压缩机的功率越平均，整体能耗越低。因此，同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1，就从整体上降低了热泵系统的能耗。

综上所述，本实用新型具有降低挂面烘干成本、减少运行成本、降低能耗、利用热风系统与热源相互配合使用进行联合干燥、烘干效率高、烘干效果好、利用热风系统对烘干间内的空气进行烘干等优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中烘干间的截面图；

图3是热风系统的原理示意图。

具体实施方式

图1-图3中的箭头方向为该处流体的流动方向。

如图1-3所示，本实用新型的并联式热风系统（热风系统即热泵系统）与热源联合干燥的挂面干燥设备，包括烘干间1和安装间10，烘干间1内部设有用于悬挂挂面并沿左右水平方向输送挂面的挂面输送线19，烘干间1内挂面输送线19的上方设有散热管5，散热管5连接有外置的热源（热源为现有技术，图未示），烘干间1内顶部沿左右水平方向设有新风风道3，新风风道3上开设有若干个新风风口2，新风风道3的一端穿出烘干间1伸入安装间10内，新风风道3上安装有新风风机7（安装间10不是密闭的空间，新风风机7将安装间的新风送入新风风道3内，安装间10外的空气由安装间10的非密封处如结构缝隙进入安装间10），烘干间1内部设有位于散热管5和新风风道3之间且出风风向朝向挂面输送线19的风扇4，烘干间1内底部设有排湿风道16，排湿风道16上开设有若干个排湿风口17，排湿风道16的一端穿出烘干间1伸至安装间10内，安装间10内安装有热风系统，安装间10内设有热量回收室14，热量回收室14设有进风口和出风口，热量回收室14的进风口与排湿风道16伸入安装间10的一端相连接，热量回收室14的出风口连接有排风风道11，排风风道11与大气相通，热量回收室的进风口处和/或排风风道内设有排湿风机。

本实用新型适于在旧有挂面干燥设备的基础上进行改进。外置的热源指旧有的挂面干燥设备固有的热源，如燃烧天然气的热源等等。散热管5内可为热蒸汽、导热油或热水等传热介质，均为导热（传热）常用技术，具体不再详述。

以气流的方向为下游方向，热风系统设有若干组，热风系统包括通过冷媒管路循环连接的压缩机20、冷凝器6、膨胀阀22和蒸发器13，压缩机20和膨胀阀22位于安装间10内，蒸发器13安装在热量回收室14内，冷凝器6设置在烘干间1内，冷凝器6位于送风风道3和吊扇4之间，冷凝器6上连接有冷凝风机23；

各个蒸发器13的周向外壁连接在热量回收室14的内壁上；

各个蒸发器13上游和下游的热量回收室14内设有空腔段9，热量回收室14沿上下游方向交替间隔设有N+1个空腔段9和N级蒸发器13，N为正整数，沿气流由上游到下游的方向，N级蒸发器分别为第一级蒸发器至第N级蒸发器。每级蒸发器的蒸发器数量大于等于1。

热量回收室14的进风口处和排风风道16内均设有排湿风机；热量回收室的进风口处的排湿风机为第一排湿风机15，排风风道11内的排湿风机为第二排湿风机12。

热量回收室14的底部设有凝结水盘，凝结水盘上连接有排水管，排水管穿出设备间10（凝结水盘和排水管均为现有技术，图未示）。

各热泵系统中的冷凝器与冷凝风机组成热泵加热器，均设于烘干间内。图1中冷凝风机与冷凝器的位置重合在一起，不再对冷凝风机另外单独标注附图标记。

烘干间内设有N个温度区域，由低温到高温分别为第一级温度区域至第N级温度区域，每一温度区域内设有一级冷凝器，第一级温度区域内的冷凝器为第一级冷凝器，第N级温度区域内的冷凝器为第N级冷凝器；每级冷凝器的冷凝器数量大于等于1。

同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1。即：第一级蒸发器的级数为1，第N级蒸发器的级数为N，第一级冷凝器的级数为1，第N级冷凝器的级数为N。同一热泵系统中，如果其中的蒸发器为第一级蒸发器，则其中的冷凝器为第N级冷凝器。这样设置的优点在于：各组热泵系统中，蒸发器中的蒸发压力和冷凝器中的冷凝压力的差值最为均衡，这样各组热泵系统中压缩机的功率（负荷）最为平均。在整体功率一定的条件下，多个压缩机的功率越平均，整体能耗越低。因此，同一热泵系统中的冷凝器与蒸发器的级数和为N+1，就从整体上降低了热泵系统的能耗。

其原理在于：本领域技术人员均知，对于压缩式制冷系统中的制冷剂来说，制冷剂压力越高，温度也越高。

空气由上游向下游依次通过第一级蒸发器至第N级蒸发器时，气流温度逐渐降低。第一级蒸发器处的气流温度最高，第一级蒸发器中的制冷剂压力（即蒸发压力）也最高。第N级蒸发器处的气流温度经过多级蒸发器降温后其温度最低，第N级蒸发器中的制冷剂压力（即蒸发压力）也最低。

类似的道理，空气由上游向下游依次通过第一级冷凝器至第N级冷凝器时，气流温度逐渐升高。第一级冷凝器处的气流温度最低，第一级冷凝器中的制冷剂压力（即冷凝压力）也最低。第N级冷凝器处的气流温度经过多级冷凝器升温后其温度最高，第N级冷凝器中的制冷剂压力（即冷凝压力）也最高。

因此，第一级蒸发器与第N级冷凝器属于同一热泵系统，就能够使最高的蒸发压力与最高的冷凝压力相对应；同理，第N级蒸发器与第一级冷凝器属于同一热泵系统，就能够使最低的蒸发压力与最低的冷凝压力相对应。同理，第N-1级蒸发器与第二级冷凝器属于同一热泵系统，就能够使次低的蒸发压力与次低的冷凝压力相对应。这样，就保证了多个压缩机的进出口（压缩机进口连接蒸发器，进口压力反应蒸发压力；压缩机出口连接冷凝器，出口压力为冷凝压力）的制冷剂压力差最为平均，从整体上降低了热泵系统的能耗。

本实用新型的具体使用方法如下：

本实用新型用于挂面生产线，挂面生产线为成熟的现有技术。

使用本实用新型时，先打开新风风机7，新风风机7将安装间10内的新风抽进新风风道3内，新风风道3通过新风风口2将新风排进烘干间1内，与此同时，风扇和热源启动，热源通过散热管5对进入烘干间1内的新空气进行加热，风扇4转动将新风向挂面输送线19吹动。挂面生产线刚开机，挂面输送线19刚开始启动将挂面输送到烘干间1内或者烘干间1内的挂面比较少时，烘干间1内的湿度较小，暂时不需要排湿，此时热风系统暂时不使用。一段时间后，进入烘干间1内的挂面较多时，热风系统开始工作，第一排湿风机15、第二排湿风机12和冷凝风机23启动，进入烘干间1内的新风被加热后与潮湿的挂面进行湿热交换变成湿热空气，湿热空气经排湿风道16上的排湿风口17进入排湿风道16，第一排湿风机15抽取湿热空气使湿热空气依次经过热量回收室14的各级蒸发器13，最终湿热空气经过各级蒸发器13后经第二排湿风机12排进排风风道11后排出安装间10，在此过程中，热风系统通过压缩机20的运行，系统冷媒经膨胀阀22在蒸发器13中蒸发吸热逐级将湿热空气降温，同时水蒸气被冷凝成水，热风系统通过蒸发器13吸收了湿热空气中大部分的显热和潜热。同样在压缩机20的作用下，冷媒由低压状态变为高压状态。高压冷媒在冷凝器6中由气态相变为液态，将其从湿热空气中吸收的热量释放到经过冷凝器6的新风中对新风进行加热。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。