一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统

1.本实用新型涉及一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，属于干燥技术领域。


背景技术：

2.干燥技术的应用涉及很多领域，如食品加工、烟叶烘烤、药物及生物制品的灭菌与干燥等诸多领域，几乎所有产业的生产过程都有干燥工序，而且干燥工序已成为生产过程中的关键环节，对干燥物料的最终品质起着固定和彰显作用，恰到的干燥室温度、湿度、风速，使得干燥物料品质得到最佳呈现。
3.现有的干燥设备在干燥过程中多采用向外界空气间断排出带高水分的热湿空气实现降低干燥室内相对湿度以达到干燥除湿目的，此类排湿型干燥设备会造成热量损失。少部分除湿型干燥设备通过热泵蒸发器冷凝除湿实现干燥除湿目的，但目前除湿型热泵干燥依然存在一些缺点。
4.未设置热交换器的情况下，无热回收功能，热泵蒸发器除湿能效较差。
5.功能单一，只有加热除湿一种功能，在此功能除湿过程中，干燥室内温度会不断升高，为稳定干燥室内温度，需通过不断启停热泵机组，致使系统整体能效降低。此外，系统无法同时调节干燥室内温度和湿度，更不能同时稳定干燥室内温度和湿度，而干燥过程长时间处于稳温阶段，最终导致干燥物料品质变差。
6.因此，急需一种新型、高效、节能、提质的干燥系统，解决上述问题，提高干燥物料品质。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，可以在干燥过程中实现多种烘烤模式，系统干燥过程在密闭环境中进行，热量损失小，提高系统能效的同时保证了干燥物料的品质。系统设置热交换器，实现热湿气流中余热回收，提高节能效果。最终实现干燥过程精准化、节能化、高效化，提高干燥物料品质。
8.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，包括干燥室13、压缩机1、室内冷凝器3、室内蒸发器5、电磁膨胀阀ⅰ4、室内循环风机17、进风口14、回风口12、冷凝水盘15，还包括室外换热器8、室外风机16、三通阀2、电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7、电磁膨胀阀ⅳ9、热交换器10、回风阀11；
9.所述室外换热器8通过三通阀2与压缩机1连接，所述室外换热器8与室内冷凝器3通过电磁膨胀阀ⅱ6连接，所述室外换热器8与室内蒸发器5通过电磁膨胀阀ⅲ7连接，室外换热器8还通过电磁膨胀阀ⅳ9与压缩机1连接；所述室外风机16与室外换热器8相连，所述热交换器10分别与回风阀11、室内蒸发器5、室内冷凝器3相连接。
10.进一步地，所述室外换热器8与压缩机1排气端通过三通阀2连接，所述室外换热器8与压缩机1吸气端通过电磁膨胀阀ⅳ9连接。
11.进一步地，所述室内冷凝器3与室内蒸发器5通过电磁膨胀阀ⅰ4连接，干燥室13的
回风口12通过回风阀11与室内冷凝器3相连接，干燥室13的进风口14也与室内冷凝器3相连接。
12.进一步地，所述蒸发器5下端设有冷凝水盘15。
13.本实用新型通过调节三通阀2及电磁膨胀阀ⅰ4、电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7、电磁膨胀阀ⅳ9的开闭，系统可实现多种干燥模式，包括加热模式、除湿模式、加热除湿模式、调温除湿模式。
14.所述加热模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，打开电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，关闭电磁膨胀阀ⅰ4和电磁膨胀阀ⅲ7，打开回风口12和进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部进入室内冷凝器3吸收热量后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，此模式下室外换热器8充当系统蒸发器，在室外风机16的作用下从外界环境吸收热量供给系统室内循环气流，室内蒸发器5不工作，系统不除湿。
15.所述除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和c，打开电磁膨胀阀ⅲ7，关闭电磁膨胀阀ⅰ4、电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室内13的气流从回风口12经回风阀11全部通过热交换器10预冷后进入室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室内冷凝器3不工作，系统内循环空气不加热，室外换热器8充当系统冷凝器，在室外风机16的作用向外界环境放热。
16.所述加热除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，打开电磁膨胀阀ⅰ4，关闭电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部或部分通过热交换器10预冷后经室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后经室内冷凝器3加热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室外换热器8及室外风机16不工作。
17.所述调温除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，a和c，打开电磁膨胀阀ⅰ4和电磁膨胀阀ⅲ7，关闭电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部或部分通过热交换器10预冷后经室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后经室内冷凝器3加热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室外换热器8充当系统冷凝器，根据系统干燥工艺曲线及干燥室13内温度、湿度改变室外风机16的转速来调节室外换热器8与室内冷凝器3的换热负荷比例，达到调温除湿。
18.本实用新型的有益效果是：
19.本实用新型提供的一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，可根据干燥工艺曲线及干燥室内实际温度、湿度实现四种干燥模式，分别为：加热模式、除湿模式、加热除湿模式、调温除湿模式，且多种模式之间可自由转换。实现干燥过程精准化、节能化、高效化，提高干燥物料品质。
20.本实用新型系统干燥过程在全密闭环境中进行，无热量损失，避免了烟叶致香物
质的流失，提高了干燥品质。
21.本实用新型系统设置热交换器，实现干燥室回风的热回收，较少了热量损失，提高了系统能效。
附图说明
22.为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施案例及附图作以详细描述。
23.图1为本实用新型处于加热模式的系统原理图；
24.图2为本实用新型处于加热模式的结构示意图；
25.图3为本实用新型处于除湿模式的系统原理图；
26.图4为本实用新型处于除湿模式的结构示意图；
27.图5为本实用新型处于加热除湿模式的系统原理图；
28.图6为本实用新型处于加热除湿模式的结构示意图；
29.图7为本实用新型处于调温除湿模式的系统原理图；
30.图8为本实用新型处于调温除湿模式的结构示意图。
31.图中各标号：1
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压缩机，2
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三通阀，3
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室内冷凝器，4
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电磁膨胀阀ⅰ，5
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室内蒸发器，6
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电磁膨胀阀ⅱ,7
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电磁膨胀阀ⅲ,8
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室外换热器，9
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电磁膨胀阀ⅳ,10
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热交换器，11
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回风阀，12
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回风口，13
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干燥室，14
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进风口，15
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冷凝水盘，16
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室外风机，17
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室内循环风机。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
33.实施例1：如图1
‑
8所示，一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，一种多功能密闭式空气源热泵干燥系统，包括干燥室13、压缩机1、室内冷凝器3、室内蒸发器5、电磁膨胀阀ⅰ4、室内循环风机17、进风口14、回风口12、冷凝水盘15，还包括室外换热器8、室外风机16、三通阀2、电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7、电磁膨胀阀ⅳ9、热交换器10、回风阀11；
34.所述室外换热器8通过三通阀2与压缩机1连接，所述室外换热器8与室内冷凝器3通过电磁膨胀阀ⅱ6连接，所述室外换热器8与室内蒸发器5通过电磁膨胀阀ⅲ7连接，室外换热器8还通过电磁膨胀阀ⅳ9与压缩机1连接；所述室外风机16与室外换热器8相连，所述热交换器10分别与回风阀11、室内蒸发器5、室内冷凝器3相连接。
35.进一步地，所述室外换热器8与压缩机1排气端通过三通阀2连接，所述室外换热器8与压缩机1吸气端通过电磁膨胀阀ⅳ9连接。通过改变三通阀及四个电磁膨胀阀的开闭，可使室外换热器句蒸发和冷凝作用。
36.进一步地，所述室内冷凝器3与室内蒸发器5通过电磁膨胀阀ⅰ4连接，干燥室13的回风口12通过回风阀11与室内冷凝器3相连接，干燥室13的进风口14也与室内冷凝器3相连接。
37.进一步地，所述蒸发器5下端设有冷凝水盘15。
38.本实用新型通过调节三通阀2及电磁膨胀阀ⅰ4、电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7、电磁膨胀阀ⅳ9的开闭，系统可实现多种干燥模式，包括加热模式、除湿模式、加热除湿模式、调温除湿模式。
39.如图1
‑
2所示，在干燥物料开始干燥之前，需要将干燥室13内的空气温度快速升温
至起始干燥温度，该过程干燥物料不需除湿。系统运行加热模式，所述加热模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，打开电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，关闭电磁膨胀阀ⅰ4和电磁膨胀阀ⅲ7，打开回风口12和进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部进入室内冷凝器3吸收热量后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，此模式下室外换热器8充当系统蒸发器，在室外风机16的作用下从外界环境吸收热量供给系统室内循环气流，室内蒸发器5不工作，系统不除湿。
40.如图3
‑
4所示，当干燥室13内干燥物料析出大量水分，急需系统除湿时，系统运行除湿模式，所述除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和c，打开电磁膨胀阀ⅲ7，关闭电磁膨胀阀ⅰ4、电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室内13的气流从回风口12经回风阀11全部通过热交换器10预冷后进入室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室内冷凝器3不工作，系统内循环空气不加热，室外换热器8充当系统冷凝器，在室外风机16的作用向外界环境放热。
41.如图5
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6所示，当干燥室13内温湿度升至干燥工艺要求后，若继续升温将会使干燥室13内的湿球温度升高，导致干燥室13内湿度过大，此时需要在升温的同时对循环空气进行除湿。系统运行加热除湿模式，所述加热除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，打开电磁膨胀阀ⅰ4，关闭电磁膨胀阀ⅱ6、电磁膨胀阀ⅲ7和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部或部分通过热交换器10预冷后经室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后经室内冷凝器3加热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室外换热器8及室外风机16不工作。
42.如图7
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8所示，当热泵机组除湿过程吸收的热量大于干燥室13内维持干燥工艺要求的干球温度所需供给的热量时，若持续运行加热除湿模式，干燥室13内干球温度降不断升高，此时需要调节三通阀2及电磁膨胀阀的开闭，将室外换热器8转变为冷凝器，将多余的热量散发到室外空气中。系统运行调温除湿模式，
43.所述调温除湿模式为在外接系统控制器的控制下或人为控制下三通阀2连通节点a和b，a和c，打开电磁膨胀阀ⅰ4和电磁膨胀阀ⅲ7，关闭电磁膨胀阀ⅱ6和电磁膨胀阀ⅳ9，打开回风口12与进风口14，干燥室13内的气流从回风口12经回风阀11全部或部分通过热交换器10预冷后经室内蒸发器5冷凝除湿，除湿后气流又经热交换器10预热后经室内冷凝器3加热后在室内循环风机17的牵引下经进风口14进入干燥室13，除湿后凝结成的冷凝水经室内蒸发器5下端的冷凝水盘15排出，此模式下室外换热器8充当系统冷凝器，根据系统干燥工艺曲线及干燥室13内温度、湿度改变室外风机16的转速来调节室外换热器8与室内冷凝器3的换热负荷比例，达到调温除湿目的。
44.上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。