一种热泵烘干机组及其控制方法

文档序号:1919156 发布日期:2021-12-03 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种热泵烘干机组及其控制方法 (Heat pump drying unit and control method thereof ) 是由 林创辉 张学伟 周伟强 陆家文 覃家海 于 2021-07-21 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种热泵烘干机组及其控制方法,所述热泵烘干机组包括控制装置、空气处理装置和热泵装置,所述空气处理装置包括壳体,所述壳体内沿着进出风方向依次设置有第一热风盘管、蒸发器、风机、电加热器、第二热风盘管,所述第一热风盘管与所述第二热风盘管连接;所述热泵装置与所述蒸发器连接,所述蒸发器用于对空气降温除湿;所述风机、电加热器和热泵装置分别与所述控制装置电性连接;本申请公开的热泵烘干机组,通过第一热风盘管回收回风的热量,第二热风盘管采用所回收的热量对空气进行加温,提高了能源利用率;第二热风盘管与所述电加热器配合工作,可提高热泵烘干机组的烘干效率和烘干效果,从而提高用户的使用体验。(The invention discloses a heat pump drying unit and a control method thereof, wherein the heat pump drying unit comprises a control device, an air treatment device and a heat pump device, the air treatment device comprises a shell, a first hot air coil, an evaporator, a fan, an electric heater and a second hot air coil are sequentially arranged in the shell along the air inlet and outlet directions, and the first hot air coil is connected with the second hot air coil; the heat pump device is connected with the evaporator, and the evaporator is used for cooling and dehumidifying air; the fan, the electric heater and the heat pump device are respectively electrically connected with the control device; according to the heat pump drying unit, the heat of return air is recovered through the first hot air coil pipe, and the second hot air coil pipe heats air by adopting the recovered heat, so that the energy utilization rate is improved; the hot-blast coil pipe of second with electric heater cooperation work can improve heat pump drying unit&#39;s drying efficiency and stoving effect to improve user&#39;s use and experience.)

一种热泵烘干机组及其控制方法

技术领域

本发明涉及热泵烘干技术领域,特别涉及一种热泵烘干机组及其控制方法。

背景技术

现有的单热风烘干热泵机组,不具备热回收功能,对于干燥难度较高的物品而言,在无法有效回收回风中的热量的前提下,直接降温除湿,会消耗大量能量,大大提高了热风烘干热泵机组的工作能耗;此外,单纯依靠热风进行烘干,存在烘干效率低、烘干时间长、功耗严重的问题,若烘干时间过短,对于难以烘干的物品而言,存在实际烘干效果无法达到烘干目标效果的问题。

可见,现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处,本发明的目的在于提供一种热泵烘干机组,可有效回收回风的热量并利用回风的热量对空气进行加热,提高能源利用率。

为了达到上述目的,本发明采取了以下技术方案:

一种热泵烘干机组,包括控制装置、空气处理装置和热泵装置,所述空气处理装置包括壳体,所述壳体内沿着进出风方向依次设置有第一热风盘管、蒸发器、风机、电加热器、第二热风盘管,所述第一热风盘管与所述第二热风盘管连接;所述热泵装置与所述蒸发器连接,所述蒸发器用于对空气降温除湿;所述风机、电加热器和热泵装置分别与所述控制装置电性连接。

所述的热泵烘干机组中,还包括设置于壳体进风侧的第一温度传感器和第一湿度传感器,以及设置于壳体出风侧的第二温度传感器和第二湿度传感器;所述第一温度传感器、第一湿度传感器、第二温度传感器、第二湿度传感器分别与所述控制装置电性连接。

所述的热泵烘干机组中,所述热泵装置包括压缩机、换热器、干燥过滤器、膨胀阀和气液分离器;所述压缩机的输出端与所述换热器的输入连接,所述换热器的输出端与所述干燥过滤器的输入端连接,所述干燥过滤器的输出端与所述膨胀阀的输入端连接,所述膨胀阀的输出端与所述蒸发器的一端连接,所述蒸发器的另一端与所述气液分离器的输入端连接,所述气液分离器的输出端与所述压缩机的输入端连接。

所述的热泵烘干机组中,还包括调节阀和旁通阀,以及设置于壳体内的辅助表冷器和油冷却器;所述辅助表冷器设置于所述蒸发器的出风侧,所述调节阀与所述辅助表冷器的接口连接;所述油冷却器设置于所述第二热风盘管的出风侧,所述油冷却器的进口管与所述压缩机的油路出口连接,所述油冷却器的出口管与所述压缩机的油路进口连接;所述旁通阀的一端与所述进口管连接,另一端与所述出口管连接;所述调节阀以及所述旁通阀分别与所述控制装置电性连接。

所述的热泵烘干机组中,所述热泵装置还包括第一通断阀、第一节流装置、第二通断阀和第二节流装置;所述第一通断阀的一端通过所述第一节流装置与所述压缩机的低压喷液口连接,所述第一通断阀的另一端分别与所述干燥过滤器的输出端以及所述膨胀阀的输入端连接;所述第二通断阀的一端通过所述第二节流装置与所述压缩机的中间喷液口连接,所述第二通断阀的另一端分别与所述干燥过滤器的输出端以及所述膨胀阀的输入端连接。

所述的热泵烘干机组中,所述热泵装置还包括分别与所述控制装置电性连接的高压保护器、排气压力传感器、低压保护器和吸气压力传感器,所述高压保护器和排气压力传感器设置于所述压缩机与所述换热器的连接管路上;所述低压保护器和吸气压力传感器设置于所述气液分离器与所述压缩机的连接管路上。

所述的热泵烘干机组中,所述第一热风盘管和第二热风盘管的连接管路上设置有逆止阀。

本发明还相应地提供了一种热泵烘干机组的控制方法,所述控制方法用于实现如上任一所述的热泵烘干机组的工作控制,所述控制方法包括步骤:

控制装置获取第一温度传感器所反馈的实时进风温度T10、第一湿度传感器所反馈的实时进风湿度Φ10、第二温度传感器所反馈的实时出风温度T20、第二湿度传感器所反馈的实时出风湿度Φ20,并分别比较T10与预设的进风温度T11和第一温度精度ΔT11、Φ10与预设的进风湿度Φ11和湿度精度ΔΦ11以及T20与预设的出风温度T21和第二温度精度ΔT21之间的大小;

控制装置根据比较结果调整热泵装置和风机的工作状态。

所述的热泵烘干机组的控制方法中,所述热泵装置包括压缩机、膨胀阀、气液分离器、第一通断阀、第二通断阀和排气温度传感器,所述壳体内还设置有油冷却器,所述油冷却器设置于所述第二热风盘管的出风侧;所述压缩机、膨胀阀和气液分离器首尾连接;所述压缩机通过旁通阀与所述油冷却器连接,所述第一通断阀设置于所述压缩机的低压喷液口与所述膨胀阀的连接管路上;所述第二通断阀设置于所述压缩机的中间喷液口与所述膨胀阀的连接管路上;所述控制方法还包括步骤:

控制装置获取排气温度传感器实时反馈的排气温度值T30,并分别比较T30与预设的第一动作温度T31、预设的第一复位温度T32、预设的第二动作温度T33和预设的第二复位温度T34之间的大小;

控制装置根据比较结果调整第一通断阀和第二通断阀的通断状态。

所述的热泵烘干机组的控制方法中,所述控制方法还包括步骤:

控制装置获取排气温度传感器实时反馈的排气温度值T30,并分别比较T30和预设的第三动作温度T35和第三复位温度T36之间的大小;

控制装置根据比较结果调整旁通阀的通断状态。

有益效果:

本发明提供了一种热泵烘干机组,其具有以下优点:

(1)通过第一热风盘管回收回风的热量,第二热风盘管采用所回收的热量对空气进行加温,提高了能源利用率;

(2)第二热风盘管与所述电加热器配合工作,可提高热泵烘干机组的烘干效率和烘干效果,从而提高用户的使用体验;

(3)第一热风盘管设置于蒸发器的进风侧,第一热风管对回风进行预降温,可降低蒸发器对空气进行降温除湿时所需要的能耗,从而降低热泵烘干机组的工作能耗,提高热泵烘干机组的工作效果。

附图说明

图1为本发明提供的热泵烘干机组的结构示意图;

图2为本发明提供的热泵烘干机组的系统结构图;

图3为本发明提供的控制方法的第一逻辑流程图;

图4为本发明提供的控制方法的第二逻辑流程图;

图5为本发明提供的控制方法的第三逻辑流程图。

主要元件符号说明:1-控制装置、2-壳体、21-第一热风盘管、22-蒸发器、23-风机、24-电加热器、25-第二热风盘管、26-辅助表冷器、261-调节阀、27-油冷却器、28-空气过滤器、29-逆止阀、31-压缩机、32-换热器、33-干燥过滤器、34-膨胀阀、35-气液分离器、36-旁通阀、371-第一通断阀、372-第一节流装置、373-第二通断阀、374-第二节流装置、381-高压保护器、382-排气压力传感器、391-低压保护器、392-吸气压力传感器、41-第一温度传感器、42-第一湿度传感器、43-第二温度传感器、44-第二湿度传感器、45-排气温度传感器、5-显示操作面板。

具体实施方式

本发明提供了一种热泵烘干机组及其控制方法,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“安装”、“连接”等应做广义理解,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1和图2,本发明提供了一种热泵烘干机组,包括控制装置1、空气处理装置和热泵装置,所述空气处理装置包括壳体2,所述壳体2内沿着进出风方向依次设置有第一热风盘管21、蒸发器22、风机23、电加热器24、第二热风盘管25,所述第一热风盘管21与所述第二热风盘管25连接;所述热泵装置与所述蒸发器22连接,所述蒸发器22用于对空气降温除湿;所述风机23、电加热器24和热泵装置分别与所述控制装置1电性连接;在一个实施例中,所述控制装置1通过风机调节器调整所述风机23的转速。

本申请公开的热泵烘干机组,回风从壳体2上所开设的进风口输入壳体2内,先经过第一热风盘管21,第一热风盘管21对回风进行预降温,有效回收回风的热量,预降温后的回风在蒸发器22内进一步降温除湿,由于回风先降温了一次,降低了蒸发器22所需要的能耗,从而降低了热泵烘干机组的工作能耗;降温除湿后的回风依次通过电加热器24和第二热风盘管25进行加热,第二热风盘管25与第一热风盘管21连接,利用第一热风盘管21所回收的热量对空气进行加热,提高了能源利用率,且电加热器24和第二热风盘管25配合,可提高烘干温度,从而提高烘干效率和烘干效果,间接提高用户的使用体验;在风机23的作用下,加热后的空气从壳体2上所开设的出风口输出。

在一个实施例中,请参阅图1,所述壳体2的进风侧设置有空气过滤器28,所述空气过滤器28位于所述第一热风盘管21的进风侧,空气过滤器28对回风进行过滤,可提高热泵烘干机组所输出的空气的洁净程度。

进一步地,请参阅图1和图2,所述的热泵烘干机组还包括设置于壳体2进风侧的第一温度传感器41和第一湿度传感器42,以及设置于壳体2出风侧的第二温度传感器43和第二湿度传感器44;所述第一温度传感器41、第一湿度传感器42、第二温度传感器43、第二湿度传感器44分别与所述控制装置1电性连接,控制装置1可根据第一温度传感器41、第一湿度传感器42、第二温度传感器43和第二湿度传感器44所反馈的实时数据调整热泵装置的工作状态。

进一步地,请参阅图1和图2,所述热泵装置包括压缩机31、换热器32、干燥过滤器33、膨胀阀34和气液分离器35;所述压缩机31的输出端与所述换热器32的输入连接,所述换热器32的输出端与所述干燥过滤器33的输入端连接,所述干燥过滤器33的输出端与所述膨胀阀34的输入端连接,所述膨胀阀34的输出端与所述蒸发器22的一端连接,所述蒸发器22的另一端与所述气液分离器35的输入端连接,所述气液分离器35的输出端与所述压缩机31的输入端连接;压缩机31所输出的高温制冷剂在换热器32内降温后,依次经过干燥过滤器33和膨胀阀34后进入蒸发器22;在蒸发器22内吸热后的制冷剂经过气液分离器35返回至压缩机31,实现制冷剂循环。

进一步地,请参阅图1和图2,所述的热泵烘干机组还包括调节阀261和旁通阀36,以及设置于壳体2内的辅助表冷器26和油冷却器27;所述辅助表冷器26设置于所述蒸发器22的出风侧,所述调节阀261与所述辅助表冷器26的接口连接;所述油冷却器27设置于所述第二热风盘管25的出风侧,所述油冷却器27的进口管与所述压缩机31的油路出口连接,所述油冷却器27的出口管与所述压缩机31的油路进口连接;所述旁通阀36的一端与所述进口管连接,另一端与所述出口管连接;所述调节阀261以及所述旁通阀36分别与所述控制装置1电性连接;设置辅助表冷器26对空气进行降温,可进一步降低蒸发器22对空气降温除湿时所需要的能耗,进一步降低热泵烘干机组的工作能耗;设置油冷却器27,通过压缩机31所输出的高温润滑油对空气进行加热,在实现润滑油温度降低的同时提高了能源利用率。

进一步地,请参阅图1和图2,所述热泵装置还包括第一通断阀371、第一节流装置372、第二通断阀373和第二节流装置374;所述第一通断阀371的一端通过所述第一节流装置372与所述压缩机31的低压喷液口连接,所述第一通断阀371的另一端分别与所述干燥过滤器33的输出端以及所述膨胀阀34的输入端连接;所述第二通断阀373的一端通过所述第二节流装置374与所述压缩机31的中间喷液口连接,所述第二通断阀373的另一端分别与所述干燥过滤器33的输出端以及所述膨胀阀34的输入端连接;设置第一通断阀371和第二通断阀373,压缩机31可输出高温制冷剂至蒸发器22内,避免蒸发器22出现冰堵问题,提高热泵烘干机组工作时的稳定性和安全性。

进一步地,请参阅图1和图2,所述热泵装置还包括分别与所述控制装置1电性连接的高压保护器381、排气压力传感器382、低压保护器391和吸气压力传感器392,所述高压保护器381和排气压力传感器382设置于所述压缩机31与所述换热器32的连接管路上;所述低压保护器391和吸气压力传感器392设置于所述气液分离器35与所述压缩机31的连接管路上。

进一步地,请参阅图1,所述热泵装置还包括与所述控制装置1电性连接的排气温度传感器45,所述排气温度传感器45用于检测压缩机31的排气温度,所述排气温度传感器45设置于所述压缩机31与所述高压保护器381的连接管路上;所述控制装置1可根据排气温度传感器45所反馈的实时数据调整第一通断阀371、第二通断阀373和旁通阀36的工作状态。

进一步地,请参阅图1和图2,所述第一热风盘管21和第二热风盘管25的连接管路上设置有逆止阀29;设置逆止阀29,可防止液体倒流,提高热泵烘干机组工作时的安全度。

请参阅图3至图5,本发明还相应地提供了一种热泵烘干机组的控制方法,所述控制方法用于实现如上任一所述的热泵烘干机组的工作控制,所述控制方法包括步骤:

S100、控制装置1获取第一温度传感器41所反馈的实时进风温度T10、第一湿度传感器42所反馈的实时进风湿度Φ10、第二温度传感器43所反馈的实时出风温度T20、第二湿度传感器44所反馈的实时出风湿度Φ20,并分别比较T10与预设的进风温度T11和第一温度精度ΔT11、比较Φ10与预设的进风湿度Φ11和湿度精度ΔΦ11以及比较T20与预设的出风温度T21和第二温度精度ΔT21之间的大小;在一个实施例中,所述热泵烘干机组还包括与所述控制装置1电性连接的显示操作面板5,用户或工作人员可通过所述显示操作面板5,根据热泵烘干机组的工作条件和工作环境等,预先在控制装置1内输入T11、ΔT11、Φ11、ΔΦ11、T21和ΔT21的大小。

S200、控制装置1根据比较结果调整热泵装置和风机23的工作状态;具体的,在一个实施例中,请参阅图3,所述步骤S200具体包括以下步骤:

S210、若Φ11-ΔΦ11≤Φ10≤Φ11+ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31保持原有的工作状态;此外,当壳体2内设置有辅助表冷器26时,若Φ11-ΔΦ11≤Φ10≤Φ11+ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31和调节阀261保持工作状态不变。

S220、若Φ10>Φ11+ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31加载;此外,当壳体2内设置有辅助表冷器26时,若Φ10>Φ11+ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31和调节阀261加载。

S230、若Φ10<Φ11-ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31卸载;此外,当壳体2内设置有辅助表冷器26时,若Φ10<Φ11-ΔΦ11,控制装置1控制压缩机31和调节阀261卸载,以调整蒸发器22的除湿效果。

S240、若T11-ΔT11≤T10≤T11+ΔT11,控制装置1控制风机23和压缩机31保持原有的工作状态;

S250、若T10>T11+ΔT11,控制装置1先控制风机23加载,当风机23加载至与预设的风机23加载最大值一致时,控制装置1控制压缩机31卸载;

S260、若T10<T11-ΔT11,控制装置1先控制压缩机31加载,当压缩机31加载至与预设的压缩机31加载最大值一致时,控制装置1控制风机23卸载,以调整热泵烘干机组的加热效果。

S270、若T21-ΔT21≤T20≤T21+ΔT21,控制装置1控制压缩机31保持原有的工作状态;

S280、若T20>T21+ΔT21,控制装置1控制压缩机31卸载;

S290、若T20<T21-ΔT21,控制装置1控制压缩机31加载,以调整热泵烘干机组的加热效果。

本申请公开的控制方法,控制装置1可根据第一温度传感器41、第一湿度传感器42和第二温度传感器43所反馈的实时数据调整压缩机31、风机23和调节阀261的工作状态,提高热泵烘干机组工作时的稳定性和可靠性。

进一步地,请参阅2和图4,所述热泵装置包括压缩机31、膨胀阀34、气液分离器35、第一通断阀371、第二通断阀373和排气温度传感器45,所述壳体2内还设置有油冷却器27,所述油冷却器27设置于所述第二热风盘管25的出风侧;所述压缩机31、膨胀阀34和气液分离器35首尾连接;所述压缩机31通过旁通阀36与所述油冷却器27连接,所述第一通断阀371设置于所述压缩机31的低压喷液口与所述膨胀阀34的连接管路上;所述第二通断阀373设置于所述压缩机31的中间喷液口与所述膨胀阀34的连接管路上;所述控制方法还包括步骤:

S310、控制装置1获取排气温度传感器45实时反馈的排气温度值T30,并分别比较T30与预设的第一动作温度T31、预设的第一复位温度T32、预设的第二动作温度T33和预设的第二复位温度T34之间的大小;

S320、控制装置1根据比较结果调整第一通断阀371和第二通断阀373的通断状态,具体的,请参阅图4,在一个实施例中,所述步骤S320具体包括步骤:

S321、若T30≥T31,控制装置1控制第一通断阀371接通;

S322、若T30<T32,控制装置1控制第一通断阀371断开;

S323、若T30≥T33,控制装置1控制第二通断阀373接通;

S324、若T30<T34,控制装置1控制第二通断阀373断开。

用户或工作人员可通过所述显示操作面板5预先在控制装置1内设定T31、T32、T33和T34的大小;控制装置1根据T30与T31、T32、T33和T34的比较结果调整第一通断阀371和第二通断阀373的通断状态,可避免蒸发器22出现冰堵问题,且可避免压缩机31的工作温度过高,提高热泵烘干机组工作时的安全度。

进一步地,请参阅图5,所述控制方法还包括步骤:

S410、控制装置1获取排气温度传感器45实时反馈的排气温度值T30,并分别比较T30和预设的第三动作温度T35和第三复位温度T36之间的大小;

S420、控制装置1根据比较结果调整旁通阀36的通断状态;在一个实施例中,请参阅图5,所述步骤S420具体包括步骤:

S421、若T30≤T35,控制装置1控制旁通阀36接通;

S422、若T30>T36,控制装置1控制旁通阀36断开。

用户或工作人员可通过所述实现操作面板预先在控制装置1内设定T35和T36的大小;控制装置1根据T30与T35和T36的比较结果调整旁通阀36的通断状态,可充分利用压缩机31的高温润滑油对空气进行加热,提高能源利用率,且可避免压缩机31的工作温度过高,提高热泵烘干机组工作时的安全度。

可以理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。

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