[发明专利]一种热泵与转轮联合的干燥装置

说明书

技术领域

本发明涉及适用化工、能源、食品，农业等行业的中低温干燥装置，具体涉及一种热泵与转轮联合的干燥装置。

背景技术

干燥广泛应用国民经济各个领域，同时也是耗能较大的工艺过程，在发达国家，大约10％的燃料用于干燥。在传统的干燥设备中，对流干燥以其结构简单、操作方便、适应性强得到普遍应用，是目前生产中使用最多的一种干燥设备。对流干燥的缺点是热效率很低，一般只有30％～60％。

热泵是一种本身消耗一部分能量从低温热源吸取热能，使其在高温度下放出可利用热量的装置。采用热泵技术来对物料进行干燥是近期发展起来的一种节能效果明显而又切实可行的新方法，和常规的对流干燥相比，热泵干燥具有节能、干燥产品质量高、干燥温度范围较宽、干燥速度快、环境友好等等优势。近几年来热泵技术得到广泛的应用和发展，涉及木材、种子、果蔬、药材等领域。美国1950年取得热泵干燥的专利权。法国在1970～1977年间安装近千台热泵木材干燥装置，到1980年大约有3千家木材干燥厂采用热泵干燥技术。日本从60年代开始研究热泵干燥技术，到1987年已有各种热泵干燥装置3千套左右，现有12％的干燥装置采用热泵干燥技术。加拿大的安大略省45％的木材采用热泵干燥技术，节能达60％。

但是对于热泵系统，当干燥介质的相对湿度很低时，制冷剂的蒸发温度有可能低于零度，这样蒸发器表面将有结冻危险；随着蒸发温度的降低，系统的COP将显著降低，导致系统的节能性大大降低；热泵干燥气流相对湿度的调节范围在15～80％，可见热泵干燥方式不适合用于物料的深度干燥。而且热泵干燥由于冷凝介质的限制，干燥温度一般固定，难以实现同一物料不同干燥阶段不同温度的要求。

转轮除湿机是一种干式除湿设备。主要是利用除湿剂的亲水性来吸收空气中的水分成为结晶水，而不变成水溶液。因而不会腐蚀设备，也不需要补充吸湿剂。而且由于某些除湿剂(例如氯化锂)具有强烈的杀菌作用。转轮除湿机对于低温高湿空气除湿效率最高可达75％，适用于深度除湿。目前的应用主要有两个方面，一是用于低温于热敏性物料的干燥。干燥制品原色原味、营养损失小、复水效果好。二是应用于中央空调系统，与冷冻除湿相结合，处理循环空气。但两种情况下，转轮除湿机进、出口的空气都需要换热器冷却，导致系统能耗增大，对于没有条件采用余热再生的系统，能耗增大幅度更大。这就限制了转轮除湿机的应用范围，尤其在物料干燥方面的应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种热泵与转轮联合的干燥装置，结合了热泵高温除湿节能与除湿转轮能进行深度除湿的优势，与热泵干燥系统相比，克服了干燥介质含湿量很小时系统蒸发器表面结霜的危险；在干燥温度相同时，可以得到相对湿度更小的干燥介质，提高了物料干燥速度，同时可以实现物料的深度干燥；通过气流的混合调节干燥介质的温度，可以方便实现同一物料在不同干燥阶段不同温度的要求。与转轮低温干燥相比，充分回收了热泵工质的热量，使转轮除湿机在没有余热利用的情况下，降低了再热能耗，从而有效降低了干燥系统能耗，扩大了它的应用范围。

本发明目的通过以下技术方案来实现：

一种热泵与转轮联合的干燥装置，包括依次连接的物料干燥室1、蒸发器6、除湿转轮7、主冷凝器3和循环风机10，循环风机10再与物料干燥室1连接构成循环；主冷凝器3与循环风机10连接的管路上设有混合阀14，除湿转轮7吸附区连接到主冷凝器6的管路上设有温控分流阀13，温控分流阀13通过管路连接到混合阀14，混合阀14出口处设有温度传感器15，温度传感器15输出端与温控分流阀13连接。

干燥介质通过温控分流阀13分为两股，一股流到主冷凝器3，吸收热泵工质放出的热而升温，另一股旁通至混合阀14，两股流在混合阀14中混合达到干燥温度，再由循环风机10引入物料干燥室1从而实现连续封闭物料干燥。混合阀14出口处设有温度传感器15，混合阀14出口处的温度通过温度传感器15传递给温控分流阀13。温控分流阀13将此温度与设定的温度进行比较后，自动调节干燥介质的两股流量，直到两股流在混合阀14中混合达到干燥介质的温度要求。本发明装置还包括热泵，热泵的主要设备包括依次连接的压缩机2、主冷凝器3、辅助冷凝器4、节流阀5和蒸发器6。