專利名稱：熱泵干燥系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱泵干燥系統(tǒng)，具體而言，涉及一種雙熱源熱泵干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于干燥物料需要耗費(fèi)巨大的熱能，所以如何能夠有效提高干燥物料的品質(zhì)、縮短干燥時(shí)間以及降低干燥能耗一直是國(guó)內(nèi)外研究的重要課題。在目前，常用的干燥系統(tǒng)大部分均使用熱泵。熱泵是一種通過(guò)消耗少量高品位能(如電能)來(lái)制取大量熱能的裝置，其能夠通過(guò)回收干燥室濕空氣中水蒸氣的潛熱達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)，其具有溫度控制準(zhǔn)確和溫度調(diào)節(jié)便捷的優(yōu)勢(shì)，從而為保證物料的品質(zhì)提供了基礎(chǔ)。目前國(guó)內(nèi)熱泵干燥技術(shù)主要用于木材干燥、食品工業(yè)(如茶葉、水產(chǎn)品、果制品等的干燥)、農(nóng)副產(chǎn)品加工(如蔬菜脫水)以及糧食、藥材、化工輕工產(chǎn)品的低溫干燥領(lǐng)域。熱泵干燥系統(tǒng)由熱泵和干燥兩大系統(tǒng)構(gòu)成。熱泵系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器并由管道組成封閉的循環(huán)系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)管道內(nèi)裝有熱泵工質(zhì)如氟利昂，在系統(tǒng)工作時(shí)，熱泵工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸收干燥室排出的熱空氣中的部分熱量而蒸發(fā)變成蒸氣，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器中冷凝放熱，并將熱量傳給空氣。從冷凝器處獲得熱量的熱空氣再進(jìn)入干燥室，對(duì)濕物料進(jìn)行干燥。干燥過(guò)程產(chǎn)生的高溫濕空氣經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器內(nèi)的熱泵工資吸收濕空氣中的熱量并由壓縮機(jī)傳遞給冷凝器，濕空氣的溫度降至露點(diǎn)從而析出冷凝水，進(jìn)而達(dá)到除去濕空氣中水分和回收余熱的目的。在上述過(guò)程中，冷凝器傳遞給干燥室內(nèi)空氣的熱量等于蒸發(fā)器從干燥室內(nèi)空氣吸收的熱量和壓縮機(jī)輸入的功。理論上壓縮機(jī)的做功可以用于干燥室內(nèi)空氣的升溫，然而考慮到干燥室圍護(hù)結(jié)構(gòu)的散熱以及加熱物料所需耗費(fèi)的熱量等因素，在實(shí)際情況下難以實(shí)現(xiàn)干燥室理想的升溫。當(dāng)干燥室需要升溫而不必除濕時(shí)，就需要增加其他的輔助熱源。以示區(qū)別，習(xí)慣將不帶輔助熱源的熱泵干燥系統(tǒng)稱為單熱源的，而將帶一個(gè)輔助熱源的熱泵干燥系統(tǒng)稱為雙熱源的，以此類推。已有文獻(xiàn)中提出了一種帶兩個(gè)蒸發(fā)器的雙熱源熱泵干燥系統(tǒng)，又稱為熱泵除濕干燥系統(tǒng)，它與單熱源的主要區(qū)別在于它具有除濕和熱泵兩個(gè)系統(tǒng)，有兩個(gè)蒸發(fā)器(除濕蒸發(fā)器和熱泵蒸發(fā)器)和兩個(gè)熱源(干燥室濕空氣和大氣環(huán)境)，具有使干燥室除濕和升溫兩種功能。當(dāng)干燥室需要排濕時(shí)，除濕系統(tǒng)工作，過(guò)程與單熱源除濕干燥系統(tǒng)相同。當(dāng)干燥室需要升溫時(shí)，啟動(dòng)熱泵系統(tǒng)，熱泵蒸發(fā)器內(nèi)的工質(zhì)從大氣環(huán)境采熱，通過(guò)壓縮機(jī)送至冷凝器放出熱量，加熱空氣使干燥室升溫。由于雙熱源熱泵干燥系統(tǒng)增加了一路工質(zhì)循環(huán)通道，使得系統(tǒng)的安裝和控制變得復(fù)雜，在干燥過(guò)程中由于需要頻繁在升溫和除濕工況之間進(jìn)行切換，因此容易造成上述系統(tǒng)的不穩(wěn)定，從而影響系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。為此，技術(shù)人員研發(fā)了一種單蒸發(fā)器雙熱源的熱泵干燥系統(tǒng)。此系統(tǒng)的冷凝器仍然位于干燥室內(nèi)，蒸發(fā)器則置于干燥室外靠近排濕口的地方，距離排濕口大約0.5米，蒸發(fā)器和排濕口之間沒有風(fēng)管連接。此方案的構(gòu)想為:在需要除濕時(shí)打開排濕口，讓干燥室內(nèi)濕空氣流過(guò)蒸發(fā)器除濕，同時(shí)濕空氣中的熱量被蒸發(fā)器回收；在需要升溫時(shí)關(guān)閉排濕口，蒸發(fā)器吸收大氣環(huán)境中的熱量。雖然這種方案系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單，但實(shí)際上除濕和熱量回收作用是很微弱的。由于排出的濕空氣不會(huì)全部流經(jīng)蒸發(fā)器，而是先和大氣接觸，將部分熱量傳給了環(huán)境空氣，并且會(huì)有一部分空氣并不流經(jīng)蒸發(fā)器。因此總的熱損失還是較大，濕空氣中的熱量沒有得到真正的回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明欲解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述缺陷，提供一種熱泵干燥系統(tǒng)，其僅使用單個(gè)蒸發(fā)器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，并且能夠有效回收能量，以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能之目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述的熱泵干燥系統(tǒng)包括:干燥室，設(shè)有第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口 ；熱泵系統(tǒng)，包括冷凝器和蒸發(fā)器；以及供空氣流通的管路；所述管路的兩端分別與所述干燥室的第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口連接，且第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口分別設(shè)有第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥，所述管路上還設(shè)有可與外界空氣連通的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口，它們分別安裝有第三風(fēng)閥和第四風(fēng)閥；所述冷凝器布置于干燥室內(nèi)，而所述蒸發(fā)器布置在所述管路上并位于管路的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口之間；以及所述熱泵干燥系統(tǒng)還包括用于控制所述熱泵系統(tǒng)的啟停以及所述第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥及第三風(fēng)閥和第四風(fēng)閥的開關(guān)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于測(cè)量干燥室內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器和用于測(cè)量干燥室內(nèi)空氣濕度的濕度傳感器。優(yōu)選地，所述冷凝器設(shè)置在第一進(jìn)風(fēng)口附近并與其相對(duì)。優(yōu)選地，在所述蒸發(fā)器附近設(shè)有風(fēng)機(jī)。優(yōu)選地，所述濕度傳感器設(shè)置于干燥室出風(fēng)口附近并與該出風(fēng)口相對(duì)。其中，所述干燥室內(nèi)設(shè)有用于放置干燥物料的物料車，該物料車包括多層隔板，相鄰的兩層隔板之間設(shè)有供空氣流通的空間，物料車的底部裝有車輪。本發(fā)明還涉及一種熱泵干燥系統(tǒng)的操作方法，包括加熱步驟、穩(wěn)溫步驟和除濕步驟，其中，所述加熱步驟包括:當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的干燥室溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，所述第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥關(guān)閉，第三風(fēng)閥和第四風(fēng)閥開啟，所述熱泵系統(tǒng)啟動(dòng)以將外界空氣的熱能轉(zhuǎn)移至干燥室內(nèi)；所述穩(wěn)溫步驟包括:當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的干燥室溫度高于目標(biāo)值范圍上限，同時(shí)，濕度傳感器檢測(cè)到的干燥室濕度低于目標(biāo)值上限時(shí)，第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥均關(guān)閉，并且熱泵系統(tǒng)停止工作；所述除濕步驟包括:當(dāng)濕度傳感器檢測(cè)到的干燥室濕度高于目標(biāo)值范圍上限時(shí)，所述第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥開啟，第三風(fēng)閥和第四風(fēng)閥關(guān)閉，所述熱泵系統(tǒng)啟動(dòng)以將干燥室內(nèi)的空氣中的水分析出。優(yōu)選地，在執(zhí)行除濕步驟時(shí)還包括維持干燥室的溫度高于所述目標(biāo)值范圍的下限，直至除濕步驟完成。優(yōu)選地，在執(zhí)行所述穩(wěn)溫步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的干燥室溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟。優(yōu)選地，在執(zhí)行除濕步驟時(shí)，如干燥室的溫度低于所述目標(biāo)值范圍的下限時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行除濕步驟。優(yōu)選地，在執(zhí)行所述除濕步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器檢測(cè)到的干燥室溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟。綜上所述，本發(fā)明提出的單蒸發(fā)器雙熱源熱泵干燥系統(tǒng)通過(guò)合理布置熱泵系統(tǒng)和管路結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)蒸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程中升溫、穩(wěn)溫以及穩(wěn)態(tài)除濕三種模式，簡(jiǎn)化了帶兩個(gè)蒸發(fā)器的雙熱源熱泵工質(zhì)循環(huán)管路系統(tǒng)的安裝和控制，避免了干燥過(guò)程中由于上述三種模式的頻繁切換造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定，有利于熱泵干燥系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)避免了市面上已有同類系統(tǒng)在除濕模式下漏熱損失較大，無(wú)法達(dá)到高效回收排濕熱負(fù)荷的情況，因此具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種具體的熱泵干燥系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所述熱泵干燥系統(tǒng)中的熱泵系統(tǒng)的原理示意圖；圖3示出了圖1所述熱泵干燥系統(tǒng)在加熱工況下的示意圖；圖4示出了圖1所述熱泵干燥系統(tǒng)在除濕工況下的示意圖。以上附圖中所使用的附圖標(biāo)記分別為:1、干燥室；11、第一進(jìn)風(fēng)口 ；12、第一出風(fēng)口 ；13、殼體；14、大門；2、熱泵系統(tǒng)；21、冷凝器；211、風(fēng)機(jī)；212、支架；22、蒸發(fā)器；221、風(fēng)機(jī)；222、支架；23、壓縮機(jī)；24、節(jié)流閥；3、管路；31、第二進(jìn)風(fēng)口 ；32、第二出風(fēng)口 ；41、第一風(fēng)閥；42、第二風(fēng)閥；43、第三風(fēng)閥；44、第四風(fēng)閥；5、溫度傳感器；6、濕度傳感器；7、物料車；71、物料；72、隔板；73、車輪。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，該熱泵干燥系統(tǒng)包括干燥室I和熱泵系統(tǒng)2以及供空氣流通的管路3，該管路3的兩端分別與干燥室I的第一進(jìn)風(fēng)口 11和第一出風(fēng)口 12通過(guò)第一風(fēng)閥41連通，從而干燥室I內(nèi)的空氣可以通過(guò)管路3得以循環(huán)。所述干燥室I包括干燥室殼體13，該殼體13由內(nèi)嵌保溫材料的金屬板材組成，其中保溫材料可以選用巖棉、聚苯乙烯等，金屬板材為彩鋼板。所述殼體13設(shè)有干燥室大門14。干燥室I內(nèi)設(shè)有放置待干燥的物料71的物料車7，物料車7由多層載物隔板72組成，相鄰的兩層隔板72之間有供熱空氣流通的空間，物料車7的底部裝有車輪73，可以輕松方便地推動(dòng)。所述物料車7可通過(guò)干燥室大門14進(jìn)出干燥室I。所述管路3由多根外表面覆蓋有如橡塑等保溫材料的鋁制風(fēng)管連接而成，其具有良好的密封性和保溫性。管路3的兩個(gè)端口分別與干燥室I的第一進(jìn)風(fēng)口 11和第一出風(fēng)口12連通，并且在連通位置處設(shè)置第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42，從而可以通過(guò)控制該第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42的開閉來(lái)控制干燥室I內(nèi)部與管路3之間的空氣流通。在所述管路3上還設(shè)置有兩個(gè)可以與外界大氣連通的出口，其中一個(gè)是第二進(jìn)風(fēng)口 31，一個(gè)是第二出風(fēng)口32，并且在分別在所述第二進(jìn)風(fēng)口 31和第二出風(fēng)口 32處設(shè)置第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44。如圖2所述，所述熱泵系統(tǒng)2主要由蒸發(fā)器22、壓縮機(jī)23、冷凝器21和節(jié)流閥24組成，所述各個(gè)部件通過(guò)管道構(gòu)成封閉的循環(huán)系統(tǒng)，管道內(nèi)設(shè)有制冷劑，熱泵系統(tǒng)2工作時(shí)，制冷劑在管道內(nèi)循環(huán)流通。其中所述冷凝器21裝在支架11內(nèi)并懸掛于干燥室內(nèi)靠近第一進(jìn)風(fēng)口 11的地方，所述冷凝器21還設(shè)有風(fēng)機(jī)211。其中風(fēng)機(jī)211的軸向和第一進(jìn)風(fēng)口11軸向重合，風(fēng)機(jī)211徑向面和第一進(jìn)風(fēng)11 口徑向面平行。該風(fēng)機(jī)211 —方面為干燥室I內(nèi)空氣提供循環(huán)動(dòng)力，另一方面風(fēng)道內(nèi)空氣在第一風(fēng)閥41開啟時(shí)也能被吸入干燥室I內(nèi)。所述蒸發(fā)器22具有風(fēng)機(jī)221，裝在支架222上。所述蒸發(fā)器22安裝于管路3上，并且位于第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44之間，從而當(dāng)所述第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44開啟時(shí)，室外空氣能夠從第二進(jìn)風(fēng)口 31進(jìn)入管路3，在流經(jīng)蒸發(fā)器22后從第二出風(fēng)口 32流出。所述壓縮機(jī)23既可以采用變頻的也可以采用定頻的，類型可以是活塞壓縮機(jī)、渦旋壓縮機(jī)、轉(zhuǎn)子壓縮機(jī)以及螺桿壓縮機(jī)中任意一種。所述節(jié)流閥24可以是毛細(xì)管、熱力膨脹閥以及電子膨脹閥中的任意一種。所述干燥系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)包括控制器(未示出)以及與該控制器相連的溫度傳感器5和濕度傳感器6。其中溫度傳感器5位于冷凝器21的出風(fēng)口處風(fēng)機(jī)的前方，用于測(cè)量干燥室內(nèi)經(jīng)冷凝器加熱后的空氣溫度。該溫度傳感器5也可以布置干燥室內(nèi)的其他合適的位置，以能更為方便準(zhǔn)確地測(cè)量出干燥室內(nèi)的總體溫度，比如，還可以設(shè)置在干燥室的靠近底部的位置。該熱泵干燥系統(tǒng)還可以具有位于靠近干燥室的上述熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器的一端的溫度傳感器以及位于遠(yuǎn)離干燥室的上述熱泵子系統(tǒng)蒸發(fā)器機(jī)組的一端的溫度傳感器，分別用于測(cè)量流經(jīng)蒸發(fā)器機(jī)組前后的空氣溫度。所述溫度傳感器可以采用熱電偶、鉬電阻以及熱敏電阻溫度傳感器中的任意一種。濕度傳感器6設(shè)置在干燥室I內(nèi)靠近第一出風(fēng)口的地方，用于測(cè)量干燥室內(nèi)和物料發(fā)生熱濕交換后空氣的濕度。同樣地，該濕度傳感器6也可以設(shè)置在其他合適的位置，比如管路的其它位置或者干燥室內(nèi)。所述濕度傳感器5可以是氯化鋰濕度計(jì)、碳濕敏元件、氧化鋁濕度計(jì)以及陶瓷濕度傳感器中的任意一種。所述控制器還和上述各個(gè)相連。在所述溫度傳感器5和濕度傳感器6測(cè)得相應(yīng)的溫度和濕度后，其將相應(yīng)的信號(hào)傳遞至控制器，控制器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的數(shù)值范圍作出相應(yīng)的判斷，從而確定上述熱泵系統(tǒng)的啟停以及上述各風(fēng)閥和風(fēng)機(jī)的開閉。所述風(fēng)閥采用百葉窗形式。從圖1可以看出，通過(guò)控制各風(fēng)閥的開閉，所述熱泵系統(tǒng)將構(gòu)成不同的流通循環(huán)。當(dāng)關(guān)閉第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42時(shí)，干燥室I的第一進(jìn)風(fēng)口 11及第一出風(fēng)口 12均關(guān)閉，從而干燥室I內(nèi)的空氣在殼體內(nèi)循環(huán)，不會(huì)與外界空氣發(fā)生流通。如果在關(guān)閉第一和第二風(fēng)閥并且打開第三和第四風(fēng)閥，第二出風(fēng)口 32和第二進(jìn)風(fēng)口 31打開，從而室外的空氣將從第二進(jìn)風(fēng)口 31進(jìn)入管路3并流經(jīng)蒸發(fā)器后從第二出風(fēng)口 32流出。當(dāng)打開第一和第二風(fēng)閥并且關(guān)閉第三和第四風(fēng)閥時(shí)，干燥室內(nèi)的空氣將分成兩部分，其中一部分在干燥室內(nèi)循環(huán)，另一部分將在干燥室與管路溝通的循環(huán)通道循環(huán)。所述三種不同的空氣流通循環(huán)將構(gòu)成本熱泵干燥系統(tǒng)的不同工作模式(將于下文給予細(xì)述)。從圖1還可以看出，熱泵系統(tǒng)2的工作可以有兩種不同的熱源。在關(guān)閉第一和第二風(fēng)閥而打開第三和第四風(fēng)閥時(shí)，室外空氣將流動(dòng)通過(guò)蒸發(fā)器，從而熱泵系統(tǒng)能夠以室外空氣為熱源工作，進(jìn)而將室外空氣中的熱能由蒸發(fā)器傳遞給干燥室內(nèi)的氣流，從而使干燥室內(nèi)溫度升高。在關(guān)閉第三和第四風(fēng)閥并打開第一和第二風(fēng)閥時(shí)，干燥室內(nèi)的空氣將流經(jīng)蒸發(fā)器，從而熱泵以干燥室內(nèi)的氣流為熱源進(jìn)行工作。本熱泵系統(tǒng)2即以溫度傳感器5和濕度傳感器6的溫度信號(hào)確定所述各個(gè)風(fēng)閥的開閉以及熱泵的啟停。以下將詳細(xì)描述本熱泵干燥系統(tǒng)的工作模式。熱泵干燥系統(tǒng)運(yùn)行之前，熱泵系統(tǒng)2的壓縮機(jī)23、風(fēng)機(jī)211、風(fēng)機(jī)221處于停止?fàn)顟B(tài)，各個(gè)風(fēng)閥都處于關(guān)閉狀態(tài)。
當(dāng)溫度傳感器5感測(cè)到的室內(nèi)溫度比目標(biāo)值范圍低時(shí)，說(shuō)明干燥室內(nèi)需要升溫。如圖3所示，此時(shí)溫度傳感器5將信號(hào)傳遞給控制器(未圖示)，控制器發(fā)出指令開啟壓縮機(jī)23、風(fēng)機(jī)221和風(fēng)機(jī)211，同時(shí)打開第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42，保持第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)室外空氣不斷地吸入蒸發(fā)器22被除濕，蒸發(fā)器22內(nèi)的熱泵工質(zhì)吸收大氣環(huán)境中的熱量而蒸發(fā)由低溫低壓的液體變成低溫低壓的氣體，經(jīng)壓縮機(jī)23升壓后變成高溫高壓的氣體，在冷凝器21中高溫高壓的熱泵工質(zhì)氣體放出熱量加熱干燥室內(nèi)的循環(huán)空氣，工質(zhì)自身冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流閥24節(jié)流后變成低溫低壓的液體進(jìn)入蒸發(fā)器22開始下一次循環(huán)。干燥室I的空氣升溫后被送去加熱物料71。當(dāng)溫度傳感器5感測(cè)到的室內(nèi)溫度達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值的上限，但濕度傳感器6感測(cè)到的室內(nèi)濕度還未達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值的上限時(shí)，說(shuō)明干燥室內(nèi)需要穩(wěn)溫。此時(shí)溫度傳感器5將信號(hào)傳遞給控制器(未圖示)，控制器發(fā)出指令關(guān)閉壓縮機(jī)23、各個(gè)風(fēng)機(jī)、第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44，并保持第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42處于關(guān)閉狀態(tài)。此時(shí)室內(nèi)循環(huán)空氣不斷地吸收物料中的水分，自身濕度增大而溫度降低。當(dāng)溫度傳感器5感測(cè)到的溫度小于目標(biāo)設(shè)定值的下限時(shí)，此時(shí)溫度傳感器5又將信號(hào)傳遞給控制器(未圖示)，控制器發(fā)出指令開啟壓縮機(jī)23、各個(gè)風(fēng)機(jī)、第三風(fēng)閥43和第四風(fēng)閥44，同時(shí)保持第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42處于關(guān)閉狀態(tài)。熱泵系統(tǒng)2又從室外環(huán)境中吸收熱量供干燥室升溫，從而使干燥室內(nèi)的溫度始終維持在目標(biāo)設(shè)定值范圍的上下限之間。系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后，當(dāng)濕度傳感器5感測(cè)到的室內(nèi)濕度達(dá)到目標(biāo)設(shè)定值的上限時(shí)，說(shuō)明干燥室需要排濕，此時(shí)濕度傳感器5將信號(hào)傳遞給控制器(未圖示)，控制器發(fā)出指令關(guān)閉第三風(fēng)閥(43)和第四風(fēng)閥44，開啟第一風(fēng)閥41和第二風(fēng)閥42、仍然保持壓縮機(jī)23、各個(gè)風(fēng)機(jī)處于開啟狀態(tài)，熱泵系統(tǒng)2將干燥室I內(nèi)的空氣中的水分析出進(jìn)而達(dá)到除濕的效果。此時(shí)干燥室內(nèi)濕空氣流經(jīng)蒸發(fā)器22除濕后重新被送回干燥室I內(nèi)加熱，又升到原來(lái)的溫度。此時(shí)干燥室內(nèi)經(jīng)歷的是一個(gè)穩(wěn)態(tài)除濕的過(guò)程。此外，上述熱泵干燥系統(tǒng)還可以包括以下控制程序，比如，在執(zhí)行除濕步驟時(shí)還包括維持干燥室I的溫度高于所述目標(biāo)值范圍的下限，直至除濕步驟完成。又比如，在執(zhí)行所述穩(wěn)溫步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到的干燥室I溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟?；蛘撸绺稍锸襂的溫度低于于所述目標(biāo)值范圍的下限時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行除濕步驟?；蛘?，在執(zhí)行所述除濕步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器5檢測(cè)到的干燥室I溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟。綜上所述，本發(fā)明提出的單蒸發(fā)器雙熱源熱泵干燥系統(tǒng)通過(guò)合理布置熱泵系統(tǒng)和管路結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)蒸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程中升溫、穩(wěn)溫以及穩(wěn)態(tài)除濕三種模式，簡(jiǎn)化了帶兩個(gè)蒸發(fā)器的雙熱源熱泵工質(zhì)循環(huán)管路系統(tǒng)的安裝和控制，避免了干燥過(guò)程中由于上述三種模式的頻繁切換造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定，有利于熱泵干燥系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)避免了市面上已有同類系統(tǒng)在除濕模式下漏熱損失較大，無(wú)法達(dá)到高效回收排濕熱負(fù)荷的情況，因此具有高效節(jié)能的特點(diǎn)。 上文已參照具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，在不背離本發(fā)明的基本構(gòu)思和操作原理的精神或范圍的前提下，可以對(duì)如具體實(shí)施例所示的發(fā)明進(jìn)行多種變型和/或替換，各個(gè)具體實(shí)施方式
或特征還可以重新組合。本發(fā)明將包括所有所述變型、替換及組合。因此，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明所描述的所有具體實(shí)施例均只為示例而非限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種熱泵干燥系統(tǒng)，包括: 干燥室(I)，設(shè)有第一進(jìn)風(fēng)口(11)和第一出風(fēng)口(12)； 熱泵系統(tǒng)⑵，包括冷凝器(21)和蒸發(fā)器(22);以及 供空氣流通的管路(3)； 其特征在于， 所述管路(3)的兩端分別與所述干燥室(I)的第一進(jìn)風(fēng)口(11)和第一出風(fēng)口(12)連接，且第一進(jìn)風(fēng)口(11)和第一出風(fēng)口(12)分別設(shè)有第一風(fēng)閥(41)和第二風(fēng)閥(42)，所述管路(3)上還設(shè)有可與外界空氣連通的第二進(jìn)風(fēng)口(31)和第二出風(fēng)口(32)，它們分別安裝有第三風(fēng)閥(43)和第四風(fēng)閥(44)； 所述冷凝器(21)布置于干燥室(I)內(nèi)，而所述蒸發(fā)器(22)布置在所述管路(3)上并位于管路的第二進(jìn)風(fēng)口(31)和第二出風(fēng)口(32)之間；以及 所述熱泵干燥系統(tǒng)還包括用于控制所述熱泵系統(tǒng)(2)的啟停以及所述第一風(fēng)閥(41)和第二風(fēng)閥(42)及第三風(fēng)閥(43)和第四風(fēng)閥(44)的開關(guān)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括用于測(cè)量干燥室內(nèi)空氣溫度的溫度傳感器(5)和用于測(cè)量干燥室內(nèi)空氣濕度的濕度傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的熱泵干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器(21)設(shè)置在第一進(jìn)風(fēng)口(11)附近并與其相對(duì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵干燥系統(tǒng)，其特征在于，在所述蒸發(fā)器(22)附近設(shè)有風(fēng)機(jī)(221)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱泵干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度傳感器(6)設(shè)置于干燥室出風(fēng)口(12)附近并與該出風(fēng)口(12)相對(duì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的熱泵干燥系統(tǒng)，其特征在于，所述干燥室(I)內(nèi)設(shè)有用于放置干燥物料(71)的物料車(7)，該物料車(7)包括多層隔板(72)，相鄰的兩層隔板(72)之間設(shè)有供空氣流通的空間，物料車(7)的底部裝有車輪(73)。
6.—種如權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的熱泵干燥系統(tǒng)的操作方法，包括加熱步驟、穩(wěn)溫步驟和除濕步驟， 其中，所述加熱步驟包括: 當(dāng)溫度傳感器(5)檢測(cè)到的干燥室(I)溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，所述第一風(fēng)閥(41)和第二風(fēng)閥(42)關(guān)閉，第三風(fēng)閥(43)和第四風(fēng)閥(44)開啟，所述熱泵系統(tǒng)(2)啟動(dòng)以將外界空氣的熱能轉(zhuǎn)移至干燥室(I)內(nèi)； 所述穩(wěn)溫步驟包括: 當(dāng)溫度傳感器(5)檢測(cè)到的干燥室溫度高于目標(biāo)值范圍上限，同時(shí)，濕度傳感器(6)檢測(cè)到的干燥室濕度低于目標(biāo)值上限時(shí)，第一風(fēng)閥(41)和第二風(fēng)閥(42)均關(guān)閉，并且熱泵系統(tǒng)⑵停止工作； 所述除濕步驟包括: 當(dāng)濕度傳感器(6)檢測(cè)到的干燥室濕度高于目標(biāo)值范圍上限時(shí)，所述第一風(fēng)閥(41)和第二風(fēng)閥(42)開啟，第三風(fēng)閥(43)和第四風(fēng)閥(44)關(guān)閉，所述熱泵系統(tǒng)(2)啟動(dòng)以將干燥室(I)內(nèi)的空氣中的水分析出。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行除濕步驟時(shí)還包括維持干燥室(I)的溫度高于所述目標(biāo)值范圍的下限，直至除濕步驟完成。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行所述穩(wěn)溫步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器(5)檢測(cè)到的干燥室(I)溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行除濕步驟時(shí)，如干燥室⑴的溫度低于所述目標(biāo)值范圍的下限，繼續(xù)進(jìn)行除濕步驟。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行所述除濕步驟過(guò)程中，當(dāng)溫度傳感器(5)檢測(cè)到的干燥 室(I)溫度低于目標(biāo)值范圍下限時(shí)，重新開始加熱步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱泵干燥系統(tǒng)，其包括干燥室、熱泵系統(tǒng)以及供空氣流通的管路；所述管路的兩端分別與所述干燥室的第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口連接，且第一進(jìn)風(fēng)口和第一出風(fēng)口分別設(shè)有第一風(fēng)閥和第二風(fēng)閥，所述管路上還設(shè)有可與外界空氣連通的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口，它們分別安裝有第三風(fēng)閥和第四風(fēng)閥；所述冷凝器布置于干燥室內(nèi)，而所述蒸發(fā)器布置在所述管路上并位于管路的第二進(jìn)風(fēng)口和第二出風(fēng)口之間；以及所述熱泵干燥系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用一個(gè)蒸發(fā)器就可以實(shí)現(xiàn)干燥過(guò)程中升溫、穩(wěn)溫以及穩(wěn)態(tài)除濕三種模式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效節(jié)能。
文檔編號(hào)F25B30/02GK103175382SQ20111044046
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者楊魯偉, 呂君, 張振濤, 王傳奇, 龐衛(wèi)科 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所