[发明专利]一种热泵自呼吸式干燥装置及其干燥控制方法

说明书

本申请实施例公开了一种热泵自呼吸式干燥装置及其干燥控制方法，包括干燥窑、气体循环系统、冷凝排水系统、供热系统、控制系统，所述供热系统包括热泵机，所述干燥窑内的调湿介质流经所述热泵机。其具有相对较高的干燥质量，能够较为有效地降低干燥能耗、实现热能的回收利用，且处理过程相对较为安全、环保。

技术领域

本申请涉及干燥装备技术领域，具体涉及一种热泵自呼吸式干燥装置，同时还涉及该种干燥装置的干燥控制方法。

背景技术

传统地，木材、果品、农作物(例如花生等)的干燥或水分平衡处理中，为使干燥窑内调湿介质(例如湿空气)的湿度达到干燥基准或平衡基准的设定值，常采用喷蒸的方式以提高干燥窑内调湿介质(例如湿空气)的湿度。然而，喷蒸的方式会增加调湿介质的水蒸气分压力，从而减慢了干燥速度。

与此同时，随着干燥或水分平衡处理的进行，处理材料受热，其表面的水分蒸发并进入调湿介质，引起调湿介质温度、湿度的增高，使干燥窑内的实时温度、湿度高于干燥基准或平衡基准的设定温度、湿度，而影响干燥或平衡质量。传统地，采用排放干燥窑的湿热介质、并引入新风的方式，以使干燥窑内调湿介质的实时温度、湿度相对较快地回复设定值。然而上述方式具有以下缺陷：

(1)湿热介质的排放量不易控制，且当湿热介质被排出而新风被引入后，引起调湿介质的温度、湿度的降低，使干燥窑内的实时温度、湿度低于干燥基准或平衡基准的设定值，造成调湿介质的温湿度波动，而影响干燥或平衡质量；

(2)引入新风后，需要对新风再次加热，而增加了能耗；另一个方面，具有热量的湿热介质未经回收再利用而直接排放，浪费了能源；

(3)干燥窑中排放的湿热介质往往携有VOC等污染气体，对环境造成污染。

现有技术中，公开有回收并再利用湿热介质中余热以提高能源利用效率的技术方案。例如中国发明专利CN201811075276.0“一种木材干燥窑及其控制方法”，其设置有余热回收排湿装置，余热回收排湿装置的显热换热器对湿热介质的余热实现回收并再利用，显热换热器两侧的一对双向风机排除湿气并引入新风。然而，上述技术方案仅解决了余热的回收利用，而其对高湿环境的调控仍采用排除湿气并引入新风的方式，因此，上述技术方案仍存在高湿调控易出现介质温湿度波动、能耗相对较大、VOC等污染气体排放的问题。

发明内容

本发明的第一个技术目的旨在克服上述技术问题，从而提供一种热泵自呼吸式干燥装置，其具有相对较高的干燥质量，能够较为有效地提高干燥效率、降低干燥能耗、实现热能的回收利用，且处理过程相对较为安全、环保。本发明的第二技术目的旨在提供一种利用了该种热泵自呼吸式干燥装置的干燥控制方法。

为实现上述第一个技术目的，本发明提供了一种热泵自呼吸式干燥装置，包括干燥窑、气体循环系统、冷凝排水系统、供热系统、控制系统，所述供热系统包括热泵机，所述干燥窑内的调湿介质流经所述热泵机。

借由上述结构，通过采用热泵机作为供热热源，湿热的调湿介质流经热泵机，在热泵机的蒸发器表面遇冷而温度降至露点温度、形成冷凝水，而后干冷的调湿介质重新进入气体循环路径中。从而，能够不排出由处理材料受热而蒸发的水分，并利用该种水分以维持干燥窑中的调湿介质的湿度。由此，能够较为有效地避免因维持调湿介质的湿度而引起的调湿介质的水蒸气分压力的升高，从而能够相对地提高干燥或平衡处理的效率。另一个方面，在上述过程中，能够促使处理材料内部的水分向表面迁移，以达到消除干燥应力的目的，意即在此过程中，能够同时完成对处理材料的中间处理，从而相对有效地提高了干燥质量。并且，湿热的调湿介质温度降至露点后，其中的余热热能通过热泵机回收并再送入干燥窑内以用于加热调湿介质，从而能够较为有效地实现热能的回收利用、降低干燥能耗。