阅读说明：本技术 一种热泵烘干机组 (Heat pump drying unit ) 是由 刘岁 刘兆辉 于 2019-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热泵烘干机组,在导流风机的气流指引下,从烘干区进入风道腔室的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器的下半段和第二换热器,将水分凝结出后,再依次经过热管换热器的上半段与第一换热器被加热变成高温低湿空气；该热管换热器的结构简单紧凑,且制冷剂的蒸发、上升、冷凝及下降的过程均在换热直管内实现,制冷剂的流程短、压降小,换热效率有效提高,此发明用于烘干设备领域。(The invention discloses a heat pump drying unit.A high-temperature and high-humidity air entering an air duct chamber from a drying area sequentially flows through a lower half section of a heat pipe heat exchanger and a second heat exchanger according to a path under the guidance of airflow of a guide fan, and is heated to become high-temperature and low-humidity air after moisture is condensed out and sequentially passes through an upper half section of the heat pipe heat exchanger and the first heat exchanger; the heat pipe heat exchanger has a simple and compact structure, the evaporation, rising, condensation and falling processes of the refrigerant are all realized in the heat exchange straight pipe, the flow of the refrigerant is short, the pressure drop is small, and the heat exchange efficiency is effectively improved.)

一种热泵烘干机组

技术领域

本发明涉及烘干设备领域，特别是涉及一种热泵烘干机组。

背景技术

传统的烘干操作一般采用以煤炭为主、燃油和燃气为辅的干燥模式，该做法的对环境的影响大、能耗高、效率低，且烘干后的产品质量不高，故而随着技术的不断进步，替代传统操作的热泵烘干机组得以产生。现有的热泵烘干机组大多为开式循环的机组，其对于所烘干产品的香味不能实现留存，且烘干产品的外观较差；对于闭式循环机组，烘干产品的香味可被保留且外观较好，但其更多通过安装大功率的电加热装置辅助加热，能耗及运行费用比开式循环的机组更高。

专利CN108332518A提供了一种闭环热泵烘干机，其采用分离式的热管回热器，热管回热器的蒸发器和冷凝器相互分离，但二者共同作用才能够实现热管技术；同时冷媒在热管回热器的蒸发器、冷凝器流动的行程长，其冷凝器侧的压降偏大，也导致了热管回热器的整体换热效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能耗低且换热效率高的热泵烘干机组。

本发明所采取的技术方案是：

一种热泵烘干机组，包括通过压缩机、四通换向阀、第一换热器、第二换热器及一号节流结构组成的封闭回路形成的热泵系统，所述第一换热器和第二换热器分别位于一风道腔室内的彼此相通的上风道和下风道内，所述风道腔室的下风道为进风区，所述风道腔室的上风道为出风区，所述进风区和出风区连接烘干区，所述风道腔室内设有纵向贯穿上风道和下风道的热管换热器，所述热管换热器通过若干换热直管组成；各所述换热直管均竖直设置，进一步地可以倾斜设置，但以竖直设置的效果最好；所述第一换热器和第二换热器均位于热管换热器的出风侧，风道腔室内设有导流风机。

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管与竖直面之间的夹角均为0度，即呈竖直状态。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述换热直管的上方、下方分别设有一集气管，各所述换热直管的两端口分别与两集气管相连。

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管替换为至少一根两端封口的蛇形弯管，各所述蛇形弯管分为直管段与弯管段，各所述直管段呈竖直状态。

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管替换为若干U型管，所述U型管的上方设置一集气管，各所述U型管的开口朝上且两端接口分别连接至集气管上。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述热管换热器包括若干两端开口的竖直管，所述竖直管的上、下方分别设有一集气管，各所述竖直管的两端口分别与两集气管相连。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述压缩机的排气口、吸气口分别连通至四通换向阀的第1接口、第2接口，所述四通换向阀的第3接口、第4接口分别与第一换热器、第二换热器的第1接口相连，所述第一换热器与第二换热器的第2接口分别连接至一号节流结构的进口和出口。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括设置在风道腔室外的第三换热器，所述第三换热器位于烘干区之外。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述第三换热器采用风冷式换热器，所述第三换热器的旁侧设置有二号风机，所述二号风机的吹风口指向第三换热器。

进一步作为本发明技术方案的改进，还设有二号节流结构，所述二号节流结构的进口、出口分别连接至第一换热器的第2接口和第三换热器的第1接口，所述第三换热器的第2接口与四通换向阀的第4接口直接连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述压缩机与四通换向阀的第1接口连接的管路，或所述四通换向阀的第2接口连接至第一换热器的管路上连接一支管至二号节流结构与第三换热器相连的管路上，所述支管上安装有一号阀门。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述一号阀门进口旁侧的支管上装设一毛细管。

进一步作为本发明技术方案的改进，各所述换热直管、蛇形弯管、U型管的内径均大于10mm，各所述换热直管及蛇形弯管、U型管内充注有制冷剂，制冷剂可选为R134a或者R410A或者R1234yf或者R1234ze或者二氧化碳。

本发明的有益效果：此热泵烘干机组，在导流风机的气流指引下，从烘干区进入风道腔室的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器的下半段和第二换热器，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器的上半段与第一换热器被加热变成高温低湿空气；该热管换热器的结构简单紧凑，且制冷剂的蒸发、上升、冷凝及下降的过程均在换热直管内实现，制冷剂的流程短、压降小，换热效率有效提高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例一的机组结构示意图；

图2是本发明实施例的一种热管换热器的结构图；

图3是本发明实施例的另一种热管换热器的结构图；

图4是本发明实施例的又一种热管换热器的结构图；

图5是本发明实施例二的机组结构示意图；

图6是本发明实施例三的机组结构示意图；

图7是本发明实施例四的机组结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图1、图5至图7，本发明的实施例均为热泵烘干机组，包括通过压缩机21、四通换向阀22、第一换热器23、第二换热器24及一号节流结构25组成的封闭回路形成的热泵系统，第一换热器23和第二换热器24分别位于一风道腔室1内的彼此相通的上风道和下风道内，风道腔室1的下风道为进风区，风道腔室1的上风道为出风区，进风区和出风区连接烘干区，风道腔室1内设有纵向贯穿上风道和下风道的热管换热器3；如图2，该热管换热器3通过若干换热直管31组成，各换热直管31与水平面的夹角为90度，即呈竖直状态；第一换热器23和第二换热器24均位于热管换热器3的出风侧，下风道内设有导流风机4。进一步地，第一换热器23与第二换热器24均为风冷式换热器。在某些实施例中，各换热直管31可倾斜设置，且与竖直方向的倾斜角为锐角，但以本实施例中竖直设置的换热效果最佳。

此热泵烘干机组，在导流风机4的气流指引下，从烘干区进入风道腔室1的高温高湿空气按路径依次流经热管换热器3的下半段和第二换热器24，将水分凝结出后，再依次经过热管换热器3的上半段与第一换热器23被加热变成高温低湿空气；该热管换热器3的结构简单紧凑，且制冷剂的蒸发、上升、冷凝及下降的过程均在换热直管31内实现，制冷剂的流程短、压降小，换热效率有效提高。

在某些实施例中，作为优选的实施方式，在某些实施例中，热管换热器3的各换热直管31替换为至少一根两端封口的蛇形弯管，各蛇形弯管分为直管段与弯管段，各直管段均呈竖直状态。

参考图3，在某些实施例当中，作为优选地，热管换热器3的换热直管31替换成若干U型管32，U型管32的上方设置一集气管33，各U型管32的开口朝上且两端接口分别连接至集气管33；集气管33将从各U型管32底端上浮的制冷剂气体进行收集，制冷剂气体在集气管33放热冷凝后转化形成的制冷剂液体可落入任意U型管32内，制冷剂的流动范围不再受限。进一步地，如图4所示，在某些实施例中，热管换热器3的换热直管31的上方、下方分别设有一集气管33，各换热直管31的两端口分别与两集气管33相连。

以上实施例中各形式的热管换热器，均将热管的蒸发器、热管的气体上浮管路、热管的冷凝器、热管的液体下降管全部合成一体，其中上端和下端及分别构成热管换热器的冷凝器和热管换热器的蒸发器，整体构造简单且结构紧凑，加工难度低，泄漏的风险小，同时由于制冷剂在热管换热器内流动的流程短、压降小，故换热效率得到了进一步提高。

进一步具体说明地，各换热直管31、蛇形弯管、U型管32的内径均大于10mm，同时，各换热直管31、蛇形弯管、U型管32内充注有制冷剂，制冷剂可根据实际需要选择采用R134A或者R410a或者R1234zf或者二氧化碳。

参考图5至图7，实施例二、三、四的热泵烘干机组中均包括设置在风道腔室1及烘干区之外的第三换热器5。进一步地，各实施例中的第三换热器5均采用风冷式换热器，且第三换热器5的旁侧设置有二号风机6，此二号风机6的吹风口指向第三换热器5。在实施例二和三的热泵系统中，还设有二号节流结构26，该二号节流结构26的进口与出口分别连接至第一换热器的第2接口和第三换热器5的第1接口，而第三换热器5的第2接口则直接连接至四通换向阀22的第4接口。此各实施例的机组中增设第三换热器5后，使烘干区能够从外界吸收热量，以保障烘干区自身的热量补充或者释放，同时实现升温速度的加快。特别是机组刚开始工作或者中途需补充热量时，可实现烘干区内改变目标温度的功能，即可根据烘干物品的不同，实现温度工况的转变；其原理在于：以该第三换热器5作为蒸发器，结合系统内原有的冷凝器、压缩机21和四通换向阀22组成封闭回路，可实现压缩制冷循环，从而实现将外部空间的热量传输补充到烘干区内，从而改变烘干区内的目标温度。

如图6所示，本发明实施例三所示的热泵烘干机组中，在压缩机21与四通换向阀22的第1接口连接的管路上接通一支管至第二号节流结构26与第三换热器5相连的管路上，且该支管上安装有一号阀门27，进一步地，该一号阀门27为电动阀门。可选地，该支管的一端连接至四通换向阀22的第2接口与第一换热器23相连的管路上，而另一端连通至第二号节流结构26与第三换热器5相连的管路上。进一步作为优选地，某些实施例中，该一号阀门27的进口旁侧的支管上装设有毛细管。支管的设置，增加了制冷剂在系统内的流路，通过对支管上的一号阀门27进行开关调节或者开合度调整，即可对热泵系统进行多元化调整操作，以适应各种不同的烘干需求。

参考图7，本发明的实施例四中，第三换热器5的第2接口连通至四通换向阀22的第四接口，其第1接口连通至第二换热器24与四通换向阀22相连的连通管上，该连通管上装有二号阀门28。作为优选地，该二号阀门28采用电动阀门，以便于远程操控，及时进行开关调整，无需人力调节，更好地解放了劳动力，提高该热泵烘干机组的调节效率。

实施例二、三、四显示了第三换热器5与热泵系统主体部分的不同连接方法，各种情况的考虑均实现了热泵烘干机组的整体运行更加稳定、可靠，同时也有效解决了机组运行回油等问题。

当然，本发明的设计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发明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。