一种具有高效废热回收功能的节能热泵装置的制作方法

本实用新型涉及一种热泵装置，尤其涉及一种具有高效废热回收功能的节能热泵装置。

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，而热烘设备所需的热风温度通常远远高于新风温度，比较常见的最低热烘要求的热风温度至少也需要达到80℃，而生产环境的室外空气温度通常在30℃以下，这样由于热风与新风之间存在较大的温差，因此，需要在生产中对不断输入的新风保持长时间的加热，极大的提高生产能耗。

另一方面，经过热烘设备排出的废气通常带有一定的废热，对于某些中小型生产企业而言，废热如果直接排放会造成环境污染，但是对废热的处理和利用也需要花费一定的生产成本，而且废热的处理途径少、处理效率也不高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的问题是提供一种具有高效废热回收功能的节能热泵装置，这种节能热泵装置能够提高废热的回收效率，大幅度降低热烘设备所需供热的能耗。采用的技术方案如下：

一种具有高效废热回收功能的节能热泵装置，其特征在于：包括风机、送风管、回风管、热交换器和热循环机构，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；送风管按照新风的输送方向依次连接热交换器、冷凝器、风机；回风管按照回风的输送方向依次连接热交换器、蒸发器。

上述送风管的起始端为新风入口，上述送风管的末端为出风口，出风口与所对接的热烘设备的进风口相连接；上述回风管的起始端为回风入口，回风入口与所对接的热烘设备的出风口相连接，上述回风管的末端为废气最终的排放口。

上述热交换器、冷凝器和蒸发器均设有第一介质入口、第一介质出口、第二介质入口和第二介质入口；送风管按照新风的输送方向，将新风从送风管的起始端输送入热交换器的第一介质入口，然后分别连接热交换器的第一介质出口与冷凝器的第一介质入口、冷凝器的第一介质出口与风机的进风口、风机的出风口与所对接热烘设备的进风口，使新风最终送入所对接的热烘设备；回风管按照回风的输送方向，分别连接所对接热烘设备的出风口与热交换器的第二介质入口、热交换器的第二介质出口与蒸发器的第一介质入口，最后将回风从蒸发器的第二介质出口输送到回风管的末端进而排出；冷凝器的第二介质入口与压缩机的介质出口连接，冷凝器的第二介质出口与蒸发器的第二介质入口连接，蒸发器的第二介质出口与压缩机的介质入口连接，从而形成上述闭环回路。

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。

新风（温度通常为外界温度）从外界送进本节能热泵装置沿送风管进行输送，经过热交换器吸收回风部分热量而升温，再经过冷凝器时吸收冷凝器释放的热量而进一步升温，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；热烘设备排出的回风带有废热，回风经过热交换器时，与后续送入的新风发生热交换，使回风所带的热量一部分通过热交换传递给后续送入的新风，而完成热交换后的回风另一部分热量则再经过蒸发器时由蒸发器进行吸收，使得最终排出的废气温度接近于外界温度。

由于热循环机构的闭环回路中，蒸发器所吸收的热量均来自回风中所带的废热，并不需要向蒸发器额外提供热源，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。随着新风的不断流入和回风的不断排出，一方面新风和回风在热交换器中不断的进行热交换，另一方面热循环机构不断的通过冷凝器对新风释放热量，对输入的新风进行预热，大大降低了热烘设备所需供热的能耗。回风中的废热一方面通过热交换器交换给后续的新风，另一方面作为热循环机构中蒸发器的热源，也提高了废热的回收效率，使废热的利用更加充分。

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。

上述热交换器的热交换芯可采用热交换性能较强的材料制成，比如铝箔等。

另外，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慢慢的自然气化。气液分离器也为现有的常用装置。

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：

本实用新型具有高效废热回收功能的节能热泵装置采用由蒸发器、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，通过回风与新风的热交换进行新风的初步加热和回风废热的初步回收，再由热循环机构中的冷凝器的放热对新风进行再次加热、蒸发器的吸热对回风废热的再次回收，对输入的新风进行预热，一方面能够大大降低热烘设备所需供热的能耗，另一方面能够提高废热的回收效率。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式的结构示意图，其中各标示为：

A新风流向；B回风流向；C工作流体流向；1送风管；2回风管；3闭环回路的管道；4热交换器；5风机；6冷凝器；7蒸发器；8压缩机；9热烘设备；10调压阀；11气液分离器；401热交换器的第一介质入口；402热交换器的第一介质出口；403热交换器的第二介质入口；404热交换器的第二介质出口；501风机入口；502风机出口；601冷凝器的第一介质入口；602冷凝器的第一介质出口；603冷凝器的第二介质入口；604冷凝器的第二介质出口；701蒸发器的第一介质入口；702蒸发器的第一介质出口；703蒸发器的第二介质入口；704蒸发器的第二介质出口；801压缩机的介质入口；802压缩机的介质出口；901热烘设备的进风口；902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所示，一种具有高效废热回收功能的节能热泵装置，包括送风管1、回风管2、热交换器4、风机5和热循环机构，热循环机构是由冷凝器6、蒸发器7、压缩机8通过管道3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3中沿输送方向C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；

送风管1按照新风的输送方向A依次连接热交换器4、冷凝器6、风机5和所对接的热烘设备9，送风管1的起始端为新风入口，将新风从送风管1的起始端输送入热交换器4的第一介质入口401，然后分别连接热交换器4的第一介质出口402与冷凝器6的第一介质入口601、冷凝器6的第一介质出口602与风机5的进风口501、风机5的出风口502与所对接热烘设备9的进风口901，使新风最终送入所对接的热烘设备9；

回风管2按照回风的输送方向B依次连接所对接的热烘设备9、热交换器4、蒸发器7，具体为分别连接所对接热烘设备9的出风口902与热交换器4的第二介质入口403、热交换器4的第二介质出口404与蒸发器7的第一介质入口701，最后将回风从蒸发器7的第二介质出口702输送到回风管2的末端进而排出；

在热循环机构的闭环回路中，冷凝器6的第二介质入口603与压缩机8的介质出口802连接，冷凝器6的第二介质出口604与蒸发器7的第二介质入口703连接，蒸发器7的第二介质出口704与压缩机8的介质入口801连接；冷凝器6与蒸发器7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10，蒸发器7与压缩机8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11。

上述热交换器4、风机5、冷凝器6、蒸发器7、压缩机8、调压阀10、气液分离器11均采用现有的常用装置；热交换器4的热交换芯可采用热交换性能较强的材料制成，比如铝箔等；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。