一种集气式节能热泵机组的制作方法

本实用新型涉及一种热泵设备，尤其涉及一种集气式节能热泵机组。

背景技术：

在包装、印刷、涂料等行业中，其中一个必要的生产环节是对产品进行热烘，使产品上的油墨、涂料、胶体等干燥。热烘干燥的过程通常采用将热风通过风机、经送风管输送进入相应的热烘干燥设备，然后通过排风管将含有废热废气的热风排出。

目前，在热烘干燥的过程中所采用的热风，通常是将室外的新风通过热风机进行加热之后再对热烘设备进行送风。完成热烘工作之后，热烘设备排出的废气通常含有一定含量的杂质（通常为生产所需的挥发性有机溶剂）。在一些中小型生产企业中，通常采用一定数量的同类型热烘设备同时进行生产，这使得在实际的生产过程中，存在以下问题：

（一）由于多台热烘设备同时进行工作，需要对多台同时工作的热烘设备所需的新风进行预热，大大提高生产能耗；

（二）需要对废气的杂质进行统一的回收处理，需增加一些必要的生产处理工序，而且废热的回收效率也不高，同时多台设备同时进行废热排放，也对生产环境造成污染；

（三）多台热烘设备同时进行工作，生产环境的温度较高，通常需要采用空调等制冷设备对生产环境进行降温，用以改善生产人员的工作环境，使得企业反而需要在生产车间安装大量空调，反而提高制冷所需的能耗。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是提供一种集气式节能热泵机组，这种集气式节能热泵机组能够对多部热烘设备的废气进行集中处理，提高废气的利用率和废热的回收率，不仅能够对生产环境进行制冷，而且大大降低热烘设备所需供热的能耗。采用的技术方案如下：

一种集气式节能热泵机组，其特征在于：所述热泵机组包括多个热泵装置，每个热泵装置均包括送风管、回风管、风机、自然风输入管、冷风输出管和热循环机构，热循环机构是由蒸发器、冷凝器、压缩机通过管道依次连接而成的闭环回路，闭环回路供工作流体循环流动；每个热泵装置的送风管按照新风的输送方向依次连接相应的冷凝器、风机，每个热泵装置的自然风输入管与冷风输出管在相应的蒸发器处相通连接；前一个热泵装置的回风管的出风口与后一个热泵装置的送风管的进风口相通连接。

上述热泵机组中处于最前的热泵装置的送风管和各个热泵装置的自然风输入管均利用温度较高的生产环境外空气作为新风；上述各个热泵装置的送风管的出风口与所对接的热烘设备的进风口相连接；上述各个热泵装置的回风管的进风口与所对接的热烘设备的出风口相连接；上述各个热泵装置的冷风输出管的出风口设置在设备所在的生产环境内。

上述热循环机构为由蒸发器、冷凝器和压缩器依次连接而成的供工作流体循环流动的闭环回路，蒸发器吸收外部热量，将低温低压工作流体加热蒸发为高温低压的气体状态，然后通过压缩机转换为高温高压的气体状态，高温高压的工作流体经过冷凝器时释放热量，同时转换为低温低压的液体状态，再次流入蒸发器进行下一循环。

对于每个热泵装置来说，新风沿送风管进行输送，经过冷凝器时吸收冷凝器释放的热量而升温，升温后的新风通过风机送进热烘设备，供热烘设备进行工作；在每个热泵装置的热循环机构的闭环回路中，蒸发器所吸收的热量均来自生产环境外温度较高的空气，通过自然风输入管经过蒸发器后降温后，由冷风输出管将降温后的空气排放到生产环境中，对生产环境进行制冷；而压缩机将工作流体由低压压缩成高压，使工作流体经过冷凝器时释放大量热量，从而使新风受热升温到可供热烘设备使用的温度，降低了热烘设备所需供热的能耗。

而对于整个热泵机组而言，每个热泵装置所产生的回风不仅带有一定的废热，使后一个热泵装置的能耗需求得到降低，提高前一个热泵装置的回风中废热的利用率和回收率；单个热泵装置的回风中含有的杂质（通常为生产所需的挥发性有机溶剂）含量较低，这些杂质不会对后续热泵装置的热烘工作造成太大影响，而热风随着不断经过热泵装置的输送，热风中所含的杂质不断被收集累积，使得热泵机组中的最后一个热泵装置所排出的热风中含有高浓度的杂质，便于生产者进行更加有效的处理。

上述风机、热交换器、蒸发器、冷凝器、压缩机均为现有的常用装置。

上述热循环机构的数量可根据实际生产进行调整，可采用多条闭环回路同时工作，以满足不同热烘设备的热量使用需求。

上述冷凝器与蒸发器之间还可设置调压阀，降低工作流体进入蒸发器时的压强。

作为本实用新型的优选方案，所述热泵机组还包括废气预处理装置，废气预处理装置包括废气处理风机和废气处理冷凝器，废气处理风机和废气处理冷凝器按照废气输送方向设置在所述热泵机组的最后一个热泵装置的回风管之后。将各个热泵装置的废气集中之后，可通过废气预处理装置进行预处理，由废气处理风机进行风量调控，再经过废气处理冷凝器进行降温降压之后送出。而废气预处理装置的废气处理冷凝器放出的热量也可供生产环境的其他供热所需（比如生产环境中进行烧水等生活用热）。废气处理风机和废气处理冷凝器也均为现有的常用装置。

作为本实用新型进一步的优选方案，所述蒸发器与压缩机之间的闭环回路上还设有用于对所述工作流体进行气液分离的气液分离器。由于液态的工作流体通过蒸发器时，回风的废热热量可能不足以使工作流体完全气化，使得工作流体在通过蒸发器之后处于气液混合体的状态。在蒸发器与压缩机之间增设气液分离器，使工作流体在进入压缩机之前进行气液分离，分离出的气态工作流体直接进入压缩机，而液态的工作流体则停留在气液分离器中进行自然气化。

作为本实用新型的优选方案，所述热循环机构中循环流动的工作流体为低沸点、强压缩性的制冷剂。使用低沸点、强压缩性的制冷剂作为工作流体，一方面提高压缩机的工作效率，另一方面低沸点的工作流体在蒸发器中气化所需热量更少，回风经过热交换器之后剩余的废热即可满足其蒸发气化的热量需求。另外，所述制冷剂还可采用使用寿命长的环保冷媒，比如由50%R32（二氟甲烷）和50%R125（五氟乙烷）组成的混合制冷剂R410A，其使用成本远远低于传统用电加热或用煤加热的成本。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

本实用新型集气式节能热泵机组采用前一个热泵装置的回风管的出风口与后一个热泵装置的送风管的进风口相通连接，热风随着不断经过各个热泵装置的输送，热风中所含的杂质不断被收集累积，使得热泵机组中的最后一个热泵装置所排出的热风中含有高浓度的杂质，便于生产者进行更加有效的处理，同时提高废气的利用率和废热的回收率；而采用由蒸发器、冷凝器和压缩机依次连接成供工作流体循环流动的闭环回路作为热循环机构，每个热泵装置的新风通过冷凝器的放热而升温，大大降低热烘设备所需供热的能耗；蒸发器所吸收的热量均来自生产环境外温度较高的空气，通过自然风输入管经过蒸发器后降温后，由冷风输出管将降温后的空气排放到生产环境中，对生产环境进行制冷，达到改善生产环境的效果。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式的结构示意图；

图2为图1中单个热泵装置的结构示意图。

其中，各标示为：1热泵装置；2废气处理风机；3废气处理冷凝器；4热烘设备；5废气管；101送风管；102回风管；103自然风输入管；104冷风输出管；105风机；106冷凝器；107蒸发器；108压缩机；109热循环机构的管道；110调压阀；111气液分离器；1051风机的进风口；1052风机的出风口；1061冷凝器的第一介质入口；1062冷凝器的第一介质出口；1063冷凝器的第二介质入口；1064冷凝器的第二介质出口；1071蒸发器的第一介质入口；1072蒸发器的第一介质出口；1073蒸发器的第二介质入口；1074蒸发器的第二介质出口；1081压缩机的介质入口；1082压缩机的介质出口；401热烘设备的进风口；402热烘设备的出风口。

具体实施方式

下面结合附图和本实用新型的优选实施方式做进一步的说明。

如图1、图2所示，一种集气式节能热泵机组，包括多个热泵装置1和废气预处理装置，废气预处理装置包括废气处理风机2和废气处理冷凝器3，每个热泵装置1均包括送风管101、回风管102、自然风输入管103、冷风输出管104、风机105和热循环机构，热循环机构是由冷凝器106、蒸发器107、压缩机1088通过管道109依次连接而成的闭环回路，闭环回路供工作流体循环流动，工作流体在管道109中沿输送方向D流动；热循环机构中循环流动的工作流体可采用低沸点、强压缩性的制冷剂，优选使用寿命长的环保冷媒，比如由50%R32（二氟甲烷）和50%R125（五氟乙烷）组成的混合制冷剂R410A；

在每个热泵装置1中，的送风管101按照新风的输送方向A依次连接相应的冷凝器106、风机105和所对接的热烘设备4；处于最前的热泵装置1的送风管101的起始端为新风入口，将新风从送风管101的起始端输送入冷凝器106的第一介质入口1061，然后送风管101分别连接冷凝器106的第一介质出口1062与风机105的进风口1051、风机105的出风口1052与所对接热烘设备4的进风口401；前一个热泵装置1的回风管102的出风口与后一个热泵装置1的送风管101的进风口相通连接，即完成热烘工作后的回风作为下一个热泵装置1的新风，通过前一个热泵装置1所对接的热烘设备4的出风口402按照输送方向B进入下一个热泵装置1；废气处理风机2和废气处理冷凝器3按照废气输送方向设置在最后一个热泵装置的回风管102之后，即最后一个热烘设备4所输出的废气通过废气管5依次经过废气处理风机2和废气处理冷凝器3后排出；

在每个热泵装置1中，自然风输入管103的末端与蒸发器107的第一介质入口1071连接，冷风输出管104的起始端与蒸发器107的第一介质出口1072连接，自然风从自然风输入管103的起始端进入，按照输送方向C进入蒸发器107，受到蒸发器107的吸热作用降温形成冷风，继续按照输送方向C由冷风输出管104的末端排出到生产环境中；

在每个热泵装置1的热循环机构的闭环回路中，冷凝器106的第二介质入口1063与压缩机108的介质出口1082连接，冷凝器106的第二介质出口1064与蒸发器107的第二介质入口1073连接，蒸发器107的第二介质出口1074与压缩机108的介质入口1081连接；冷凝器106与蒸发器107之间的闭环回路上设有用于降低工作流体进入蒸发器时的压强的调压阀110，蒸发器107与压缩机108之间的闭环回路上设有用于对工作流体进行气液分离的气液分离器111。

上述废气处理风机2、废气处理冷凝器3、风机105、冷凝器106、蒸发器107、压缩机108、调压阀110、气液分离器111均采用现有的常用装置；热循环机构的数量可根据实际生产进行调整，可采用多条闭环回路同时工作，以满足不同热烘设备的热量使用需求。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。