一种废气余热利用热泵干燥系统的制作方法

1.本实用新型用于烘干设备技术领域，特别是涉及一种废气余热利用热泵干燥系统。


背景技术：

2.物料干燥在工业和农产品应用最普遍的是热风对流干燥。热风对流干燥中，空气既要为物料提供水分汽化所需要的热量，又要带走所汽化的水分，因此空气既是载热体又是载湿体。物料中水分游离蒸发需要消耗较多的热量，这些热量会不断以气体显热和水蒸汽潜热的形式存在，如何除湿以及如何利用这些热量，对节能降耗和污染物排放影响很大。现有技术的工业生产中，通常采用换气除湿的方式进行物料烘干，即通过排湿直接将烘房内的湿热空气排至烘房外面，然后补充自然的新鲜空气。该换气除湿的烘干方式排出去的湿热空气在带走水分的同时也带走了热量，热损失大。此外，新风带着环境湿度进入烘干空间，在外界湿度大空气含水量高时，带入的水分显然不利于烘干过程的高效运行。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种废气余热利用热泵干燥系统，其能更为高效、彻底地回收废气余热，节能降耗，同时能够对新风进行除湿，提高烘干效果。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
5.一种废气余热利用热泵干燥系统，包括：
6.工作室，包括第一工作室和第二工作室，所述第一工作室设有新风入口，所述第一工作室于所述新风入口处设有第一气体换热器，所述第二工作室设有废气入口和废气出口，所述第二工作室中设有第二气体换热器，所述废气入口、第二气体换热器、废气出口依次连通形成废气通道；
7.第一热泵机组，包括依次用冷媒管线连接形成第一冷媒回路的第一换热部件、第一压缩机、第二换热部件和第一节流装置，所述第一换热部件位于所述第一工作室，所述第一气体换热器于所述第一工作室中形成第一风道和第二风道，所述新风入口、第一风道、第一换热部件、第二风道依次连通形成新风通道，所述第二气体换热器于所述新风通道的对立侧形成与所述新风通道连通的新风出口，所述第二换热部件位于所述新风出口处；
8.第二热泵机组，包括依次用冷媒管线连接形成第二冷媒回路的第三换热部件、第二压缩机、第四换热部件和第二节流装置，所述第三换热部件位于所述新风出口处；
9.第三热泵机组，包括依次用冷媒管线连接形成第三冷媒回路的第五换热部件、第三压缩机、第六换热部件和第三节流装置，所述第五换热部件位于所述废气出口处，所述第六换热部件的外部设有第一换热装置；
10.循环水回路，包括水箱和第七换热部件，所述水箱与第七换热部件连接形成水回路，所述水回路上设有循环水泵，所述第四换热部件位于所述水箱中，所述第七换热部件位
于所述第一换热装置中；
11.风机，包括第一风机和第二风机，所述第一风机位于所述新风出口处，所述第二风机位于所述废气出口处。
12.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第一气体换热器包括第一间壁式换热器，所述第一间壁式换热器于远离所述第二气体换热器的一侧设有所述第一换热部件，所述第一风道于所述新风入口处形成第一风道入口，所述第一风道于所述第一工作室中形成第一风道出口，所述第二风道于所述第一换热部件处形成第二风道出口，所述第二风道于所述第二气体换热器处形成第二风道出口。
13.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第一气体换热器包括通过连接管相连接的第一热管换热器和第二热管换热器，所述第一换热部件位于所述第一热管换热器和第二热管换热器之间，所述第一热管换热器于所述第一工作室中形成所述第一风道，所述第一风道于所述新风入口处形成第一风道入口，所述第一风道于所述第一换热部件处形成第一风道出口，所述第二热管换热器于所述第一工作室中形成所述第二风道，所述第二风道于所述第一换热部件处形成第二风道入口，所述第二风道于所述第二气体换热器处形成第二风道出口。
14.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第二气体换热器包括第三热管换热器或第二间壁式换热器。
15.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，还包括第二换热装置和冷却泵，所述第二换热装置中设有第八换热部件和第九换热部件，所述第八换热部件连接于所述第一冷媒回路中，并位于所述第二换热部件和第一节流装置之间，所述冷却泵用于向所述第九换热部件泵入冷却介质。
16.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第一换热装置和第二换热装置中均设有水或冷冻液。
17.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第一气体换热器和第一换热部件的底部设有冷凝水收集装置，所述冷凝水收集装置设有用于向外排水的通道。
18.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述第一风机和第二风机均包括变频风机。
19.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述水箱设有进水阀和出水阀。
20.结合上述实现方式，在本实用新型的某些实现方式中，所述水箱的顶部还设有溢流出口。
21.上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：通过第一气体换热器和第一换热部件的结合，可对新风进行除湿；利用第二气体换热器和第五换热部件分别吸收废气余热后，再通过第二气体换热器和第三换热部件加热新风，达到高效利用余热的目的。其中，第五换热部件吸收余热热量后，通过第三冷媒回路、循环水回路将热量传递给第二冷媒回路进行热量传递，可有效回收高焓值废气的余热，更为彻底地回收废气余热并高效利用，节能降耗，提高新风除湿、烘干效果。
附图说明
22.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
23.图1是本实用新型一个实施例第一热管换热器、第二热管换热器和第三热管换热器运行的工作示意图；
24.图2是本实用新型一个实施例第一间壁式换热器和第三热管换热器运行的工作示意图；
25.图3是本实用新型一个实施例第一间壁式换热器、第二间壁式换热器运行的工作示意图。
具体实施方式
26.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
27.本实用新型中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本实用新型的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.本实用新型中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”“小于”“超过”等理解为不包括本数；“以上”“以下”“以内”等理解为包括本数。在本实用新型的描述中，如果有描述到“第一”“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”“安装”“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
30.参见图1至图3，本实用新型的实施例提供了一种废气余热利用热泵干燥系统，包括工作室、第一热泵机组、第二热泵机组、第三热泵机组、循环水回路和风机。工作室包括第一工作室11 和第二工作室12，第一工作室11设有新风入口111，第一工作室11于新风入口111处设有第一气体换热器，第二工作室12设有废气入口121和废气出口122，第二工作室12中设有第二气体换热器，废气入口121、第二气体换热器、废气出口122依次连通形成废气通道，废气即可在流经第二气体换热器时释放热量，再通过废气出口122流出。
31.第一热泵机组包括依次用冷媒管线连接形成第一冷媒回路的第一换热部件21、第一压缩机22、第二换热部件23和第一节流装置24，第一换热部件21位于第一工作室11，第一气体换热器于第一工作室11中形成第一风道和第二风道，新风入口111、第一风道、第一换热部件21、第二风道依次连通形成新风通道。第二气体换热器于新风通道的对立侧形成与新风通道连通的新风出口112，第二换热部件23位于新风出口112处，新风由新风通道流出后，与新风出口112处的第二换热部件23交换热量后即可流出。其中，新风出口112、废气入
口121均用于与室内烘干房连通，新风入口111、废气出口122均用于与室外连通。
32.第二热泵机组包括依次用冷媒管线连接形成第二冷媒回路的第三换热部件31、第二压缩机32、第四换热部件33和第二节流装置34，第三换热部件31位于新风出口112处，即可与新风出口112流出的新风进行热交换，达到加热新风的目的。
33.第三热泵机组包括依次用冷媒管线连接形成第三冷媒回路的第五换热部件41、第三压缩机42、第六换热部件43和第三节流装置44，第五换热部件41位于废气出口122处，第六换热部件43的外部设有第一换热装置51。由废气出口122流出的废气即可与第五换热部件41进行热交换，第五换热部件41吸收废气余热，第三冷媒回路中的冷媒即可在第三压缩机42的压缩作用下变成高温高压冷媒，并流至第六换热部件43。
34.循环水回路包括水箱6和第七换热部件7，水箱6与第七换热部件7连接形成水回路，水回路上设有循环水泵61。水回路中水即可通过循环水泵61在水箱6和第七换热部件7之间进行流动，保证换热效果。第四换热部件33位于水箱6中，第七换热部件7位于第一换热装置51中。第六换热部件43处的高温冷媒即可将热量传递给流经第七换热部件7中的水，再通过循环水回路将热量储存到水箱6中，以供第四换热部件33中的冷媒吸收，即可通过第二冷媒回路将热量传递到第三换热部件31处，以对新风出口112处的新风进行加热。
35.风机包括第一风机81和第二风机82，第一风机81位于新风出口112处，可为由第二气体换热器向新风出口112流动的新风提供动力。第二风机82位于废气出口122处，可为由第二气体换热器向废气出口122流动的废气提供动力。
36.通过第一气体换热器和第一换热部件21的结合，可对新风进行除湿；利用第二气体换热器和第五换热部件41分别吸收废气余热后，再通过第二气体换热器和第三换热部件31加热新风，达到高效利用余热的目的。其中，第五换热部件41吸收余热热量后，通过第三冷媒回路、循环水回路将热量传递给第二冷媒回路进行热量传递，可有效回收高焓值废气的余热，更为彻底地回收废气余热并高效利用，节能降耗，提高新风除湿、烘干效果。
37.第一气体换热器可采用间壁式换热方式或热管换热的方式。可采用间壁式换热方式时，参见图2和图3，在一些实施例中，第一气体换热器包括第一间壁式换热器53，第一间壁式换热器 53于远离第二气体换热器的一侧设有第一换热部件21，第一风道于新风入口111处形成第一风道入口，第一风道于第一工作室 11中形成第一风道出口，第二风道于第一换热部件21处形成第二风道入口，第二风道于第二气体换热器处形成第二风道出口。
38.采用热管换热方式时，参见图1，在一些实施例中，第一气体换热器包括通过连接管56相连接的第一热管换热器54和第二热管换热器55，第一热管换热器54和第二热管换热器55即可实现热量交换。第一换热部件21位于第一热管换热器54和第二热管换热器55之间，第一热管换热器54于第一工作室11中形成第一风道，第一风道于新风入口111处形成第一风道入口，第一风道于第一换热部件21处形成第一风道出口，第二热管换热器55于第一工作室11中形成第二风道，第二风道于第一换热部件21处形成第二风道入口，第二风道于第二气体换热器处形成第二风道出口。
39.工作时，新风依次经第一风道入口、第一气体换热器形成的第一风道、第一风道出口、第一换热部件21、第二风道入口、第一气体换热器形成的第二风道、第二风道出口进入第二气体换热器，再由新风出口112流出。期间，新风经过第一风道时，与第一气体换热器进行热交换并将热量释放给第一气体换热器，达到预冷析水的目的；新风经过第一换热部件
21时进一步释放热量，达到二次预冷析水的目的，除湿效果极佳，降温更彻底；新风依次经过第二风道、第二气体换热器时，吸收第一气体换热器以及第二气体换热器的热量，换热更彻底，余热利用效果更佳。流至新风出口112的新风经第二换热部件23和第三换热部件31 加热后流入室内，达到升温除湿的目的。
40.参见图1，在一些实施例中，废气余热利用热泵干燥系统还包括第二换热装置52和冷却泵91，第二换热装置52中设有第八换热部件92和第九换热部件93，第八换热部件92连接于第一冷媒回路中，并位于第二换热部件23和第一节流装置24之间，冷却泵91用于向第九换热部件93泵入冷却介质，冷却介质包括水或气体等。通过冷却泵91的设置方便调控第一冷媒回路中冷媒的过冷度。具体地，第一冷媒回路中的冷媒在第一压缩机22 的作用下变成高温冷媒，并依次流经第二换热部件23和第八换热部件92处释放热量。第九换热部件93中的冷却介质与第八换热部件92处的冷媒间接进行热交换，以带走第一冷媒回路中的冷媒热量，从而增加冷媒的过冷度，减少对新风的加热，满足不同的烘干需求。
41.参见图1至图3，在一些实施例中，第一气体换热器和第一换热部件21的底部设有冷凝水收集装置94，以收集新风在第一气体换热器和第一换热部件21处预冷除湿后形成的冷凝水。冷凝水收集装置94设有用于向外排水的通道，有利于废气余热利用热泵干燥系统的正常进行。
42.参见图1至图3，在一些实施例中，第二气体换热器包括第三热管换热器95或第二间壁式换热器96，使用时可根据废气入口121的设置位置进行选择。参见图3，当从废气入口121流入的废气经过新风流经的途径时，可将第二气体换热器设置成第二间壁式换热器96，即可与新风达到间壁式换热的效果；参见图1 和图2，当从废气入口121流入的废气不经过新风流经的途径时，可将第二气体换热器设置成第三热管换热器95，使得废气与新风能够完成远距离换热，从而达到较佳的换热效果。
43.在一些实施例中，第一换热装置51和第二换热装置52中均设有水或冷冻液，以提高第六换热部件43和第七换热部件7之间的换热效果。
44.在一些实施例中，第一风机81和第二风机82均包括变频风机，方便调控气体流速，满足烘干需求。
45.参见图1至图3，在一些实施例中，水箱6设有进水阀62 和出水阀63，方便向水箱6中注入水或排出水，满足水箱6的补水、换水需求。
46.参见图1至图3，在一些实施例中，水箱6的顶部还设有溢流出口64，方便控制水箱6中的水位高低及水压大小，满足换热需求。
47.在一些实施例中，第一压缩机22、第二压缩机32和第三压缩机42均包括变频压缩机，方便控制压缩机的转速，满足不同烘干阶段对温度的要求。
48.在本说明书的描述中，参考术语“示例”、“实施例”或“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请
权利要求所限定的范围内。