[发明专利]一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统及工艺

说明书

本发明公开了一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，包括热泵机组、高温烘干房、冷凝回热器、间壁式预干燥器、气液分离器、风机和冷凝水储罐，系统具有三级冷凝和三级热回收单元。本发明基于空气源热泵干燥技术，提出了一种高效节能环保的闭式气体循环热泵烘干系统，采用闭式气体循环系统使得循环气体更加纯净，有利于提高产品干燥质量，同时解决了热泵系统冬季运行时因环境温度低，运行效率下降的问题；采用三级冷凝和三级余热回收，烘干效率更高，利用湿热气体的余热为即将进入蒸发器的气体和待烘干物料加热，减小资源浪费。

技术领域

本发明属于干燥设备技术领域，具体涉及一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统。

背景技术

干燥是指从湿料中除去水分或其他湿分的技术，广泛应用于食品、轻工、纺织、煤炭、农林产品加工和建材等各个工业领域，同时干燥过程也是一个高能耗过程。对流干燥方法是传统干燥设备中使用最广泛的一种，其具有操作便捷、结构简单、适应性强等优点，但是对流干燥也存在着热效率低的不足，主要原因就是干燥过程中产生的含有大量潜热的高含湿气体直接排放，不仅浪费了余热，还对环境造成了一定的影响。

空气源热泵干燥技术则是通过空气源热泵系统从低位热能吸取热量用来蒸发物件中的水分，相较于传统干燥技术，空气源热泵干燥系统能显著降低系统能耗。但传统的空气源热泵干燥机通常安装在干燥室外，通过冷凝器的送风风机向干燥室送入热风，干燥室的另一端安装排风扇将载湿空气抽出，但是高湿空气温度较高，直接排出仍将会造成大量的热量损失，且空气源热泵的运行受到环境温度影响较大，在我国北方地区的冬季使用受到限制。

专利号为CN 206131694 U、专利名称为热泵烘干系统以及热泵烘干循环总系统的专利中，空气流动方式为开式循环，烘干介质直接排入大气中，对环境产生污染；该系统包括工质循环系统和水循环系统，通过水循环系统回收部分余热，再将热量传递给空气，传热效率低；另外该系统无法实时判断物料烘干程度，工作效率低。鉴于此，有必要对传统的热泵干燥系统做出改进。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能高效的三级热回收闭式循环热泵干燥系统，同时解决了冬季运行时冷媒蒸发量减少，热泵运行效率下降的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，包括热泵机组、高温烘干房、冷凝回热器、间壁式预干燥器、气液分离器、风机和冷凝水储罐；系统包括一级冷凝-余热回收单元、二级冷凝-余热回收单元和三级冷凝-三级余热回收单元，一级冷凝-余热回收单元为冷凝回热器，二级冷凝-余热回收单元为间壁式预干燥器，三级冷凝-余热回收单元为热泵蒸发器。

一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，包括：

S1、热泵冷凝器内高温高压工质与循环气体换热，循环气体温度升高后经气体管道进入烘干房内；

S2、烘干房内高温气体与待烘干物料直接接触换热，物料中部分水分蒸发进入气体内，气体含湿量增加；

S3、热湿气体离开烘干房后进入冷凝回热器内，与来自热泵蒸发器中降温除湿后的气体换热，循环气体的温度降低，冷凝水冷凝，气体的余热被回收，完成循环气体的第一次降温除湿过程，通过气液分离器，冷凝水流入冷凝水储罐内；

S4、经过第一次降温除湿的循环气体进入间壁式预干燥器内，循环气体在气体通道内流动，待烘干物料置于物料腔中，通过间壁换热，余热烘干物料，循环气体的温度进一步降低，部分水分冷凝，冷凝水进入冷凝水储罐内，完成第二次降温除湿过程的循环气体进入热泵蒸发器；

S5、热泵蒸发器内循环气体蒸发液态工质，气体温度降低，冷凝水冷凝，冷凝水流入冷凝水储罐，第三次降温除湿后的气体循环进入冷凝回热器，冷凝回热器内第三次降温除湿的气体与高温载湿气体换热，低温气体被预热升温，升温后的气体进入到热泵冷凝器内被加热，完成气体闭式循环；