CN103774396A - 热泵负压高效烘干机及其烘干方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热泵负压高效烘干机以及其烘干方法，其中所述烘干机包括箱体(1)、负压真空泵(9)、热泵压缩机(16)、蒸发器(12)、节流阀(15)、和冷凝水出口（11），其中箱体(1)内设置有控制***（19），滚筒(2)，冷凝器（6）和离心风机（7）。负压真空泵(9)的一端通过管道与箱体（1）连接，另一端通过管道与蒸发器(12)连接；节流阀（15）和热泵压缩机（16）都是一端通过管道与蒸发器（12）连接，另一端通过管道与冷凝器(6)连接；蒸发器（12）下部连接有冷凝水出口(11)。本发明的所述烘干机可以充分利用厨房、工业等废弃的热源，并利用负压技术加速水分得蒸发，减少热能耗、减少热排放。

Description

热泵负压高效烘干机及其烘干方法
技术领域
本发明涉及发一种节能烘干机，特别是涉及热泵负压高效烘干机。
本发明还涉及使用上述热泵负压高效烘干机的烘干方法。
背景技术
烘干机一般是用来除去洗涤后物品中的水分的一种装置，大多数烘干机包含旋转滚筒，在滚筒周围有热空气用来蒸发水分。传统的烘干机将滚筒中的待烘干物品加热到一个较高的温度例如100℃以上，通过高温将物品中水分蒸发。然而传统的烘干机存在以下缺陷：
1、                   耗能大，通过将水加热到沸点以上，通过高温使得水分挥发达到烘干目的，需要长时间提供较高温度，因此会消耗大量能源。
2、                   过高的温度容易对烘干的物品造成伤害，如有些物品在高温情况下结构组织容易损伤、变形从而造成损失。
3、                   环境不友好，排出大量高温水蒸气，不利于余热再回首。
4、    热源要求高，由于需要将温度加热到100℃以上，因此需要大功率电源持续提供热量或者需要高压锅炉提供高温水蒸气，因此使用不方便。
发明内容
本发明是为了解决以上现有技术中的不足而完成的，本发明的目的是提供节能耗、减热排、环境友好、成品低温、烘干速度快、不伤及烘干材料同时可以制备得到蒸馏水的一种热泵负压高效烘干机。
本发明的热泵负压高效烘干机其特征在于：该热泵负压高效烘干机包括箱体(1)、负压真空泵(9)、热泵压缩机(16)、蒸发器(12)、节流阀(15)、控制***(19)、温度传感器、湿度传感器、压力传感器，其中所述箱体(1)顶部外侧设置有控制***(19)，箱体内设置有滚筒(2)，滚筒(2)外侧设置有湿度传感器、压力传感器、温度传感器,滚筒(2)在箱体外侧设置有密封门(3),滚筒(2)上部设置有冷凝器(6)，冷凝器(6)上部设置有离心风机(7)，所述离心风机通过管道(5)和滚筒中的出风管(4)相连,箱体通过管道(8)和负压真空泵(9)相连，负压真空泵(9)通过管道(10)和蒸发器(12)连接，蒸发器(12)通过管道(14)和热泵压缩机（16）连接，热泵压缩机（16）通过管道(17)和冷凝器(6)连接，冷凝器(6)通过管道(18)和节流阀(15)连接，节流阀(15)通过管道(13)和蒸发器(12)连接，蒸发器下部设置有冷凝水出口(11)。
进一步的，上述出风管(4)上均匀分布出气孔。
更进一步，上述滚筒(2)上均匀分布出气孔。
本发明还包括使用上述热泵负压高效烘干机进行烘干的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，在滚筒(2)中加入待烘干物品，开通控制***，并设定温度上限和下限，设定压力上限和下限，并设定湿度下限，此时控制***开启热泵压缩机(16)将蒸发器(12)中热量传递给冷凝器(6)，冷凝器(6)上部的离心风机(7)通过管道(5)以及出风口(4)将热量送入滚筒(2)中，加热滚筒(2)中的物品，同时冷凝器(6)中的气体变为液体放出热量后通过管道(18)经过节流阀(15)以及管道（13）重新进入到蒸发器(12)中，并且在蒸发器(12)中再次吸收热量变成气体，通过管道(14)进入热泵压缩机(16)完成循环，当温度传感器测定温度达到设定的上限值则关闭热泵压缩机(16)，从而保持温度处于恒定状态，避免温度过高；
步骤2，当滚筒(2)外侧温度传感器测定温度达到设定温度下限时，则通过控制***打开负压真空泵(9)开始抽取箱体(1)中的气体，当压力传感器测定到压力小于压力下限值，则控制***关闭负压真空泵(9),当测定压力大于上限值测再次开启真空压力泵(9)从而保持箱体中负压状态；
步骤3，负压真空泵(9)抽取的箱体(1)中的气体通过管道(10)传送到蒸发器(12)中，并放出热量变为液体，液体从冷凝水出口(11)排出得到蒸馏水，
步骤4，当湿度传感器测定滚筒中湿度值达到设定下限值，通过控制***关闭热泵压缩机(16)以及负压真空泵(9)，完成物品烘干。
进一步，上述蒸发器的热源选自厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、太阳能热源。
更进一步，从负压真空泵(9)抽出的热蒸汽通过管道(10)进入蒸发器(12)，热蒸汽变为液体，放出热量，并成为蒸馏水从冷凝水出口(11)排出。
本发明由于采用厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、太阳能热源以及负压真空泵(9)抽出的热蒸汽等低温热源，并通过负压促进水蒸气蒸发，因此使得滚筒中待烘干物品所带有的水在较低温度下快速蒸发，因此其节约能耗、减少热排放、环境友好、烘干速度快、并且不伤及待烘干材料，并且充分利用了从箱体(1)中经过负压真空泵(9)抽出的热蒸汽中带有的部分热量提高热利用率，同时由于负压真空泵(9)中的热蒸汽通过蒸发器(12),放出热量变为液体因此还得到了蒸馏水，可以进一步利用以节约水源。
 
附图说明
图1   本发明热泵负压高效烘干机主视图
图 2   本发明热泵负压高效烘干机侧视图
图号说明
1…箱体            2…滚筒      3…密封门       
4…出风管           5…管道     6…冷凝器
7…离心风机         8…管道     9…负压真空泵
10…管道    11…冷凝水出口   12…蒸发器
13…管道   14…管道     15…节流阀
16…热泵压缩机      17…管道     18…管道
19…控制***
具体实施方式
下面结合附图的图1、图2对本发明的热泵负压高效烘干机和利用该加热器进行加热的方法作进一步详细说明。
本发明的热泵负压高效烘干机，请参考图1，图2，其包括箱体1、负压真空泵9、热泵压缩机16、蒸发器12、节流阀15、控制***19、温度传感器、湿度传感器、压力传感器（图中未画出），其中所述箱体1顶部外侧设置有控制***19，箱体内设置有滚筒2，滚筒2外侧设置有湿度传感器、压力传感器、温度传感器,滚筒2在箱体外侧设置有密封门3,滚筒2上部设置有冷凝器6，冷凝器6上部设置有离心风机7，所述离心风机通过管道5和滚筒中的出风管4相连,箱体通过管道8和负压真空泵9相连，负压真空泵9通过管道10和蒸发器12连接，蒸发器12通过管道14和热泵压缩机16连接，热泵压缩机16通过管道17和冷凝器6连接，冷凝器6通过管道18和节流阀15连接，节流阀15通过管道13和蒸发器12连接，蒸发器下部设置有冷凝水出口11。
本发明的热泵负压高效烘干机的出风管4以及滚筒2上均设有均匀分布的小孔，其具体数量和孔径并不做特别限定，其作用是使得热风均匀吹进到滚筒中，并使得滚筒中的水蒸气顺利从滚筒中排出并被负压真空泵抽出，本领域技术人员可以根据其具体需要选择合适的孔径以及分布。
本发明还公开了利用上述的热泵负压高效烘干机进行烘干的烘干方法，参考图1、图2，其包括以下步骤：
步骤1，在滚筒2中加入待烘干物品，开通控制***，并设定温度上限和下限，设定压力上限和下限，并设定湿度下限，此时控制***开启热泵压缩机16将蒸发器12中热量传递给冷凝器6，冷凝器6上部的离心风机7通过管道5以及出风口4将热量送入滚筒2中，加热滚筒2中的物品，同时冷凝器6中的气体变为液体放出热量后通过管道18经过节流阀15以及管道13重新进入到蒸发器12中，并且在蒸发器12中再次吸收热量变成气体，通过管道14进入热泵压缩机16完成循环，当温度传感器测定温度达到设定的上限值则关闭热泵压缩机16，从而保持温度处于恒定状态，避免温度过高；
步骤2，当滚筒2外侧温度传感器测定温度达到设定温度下限时，则通过控制***打开负压真空泵9开始抽取箱体1中的气体，当压力传感器测定到压力小于压力下限值，则控制***关闭负压真空泵9,当测定压力大于上限值测再次开启真空压力泵9从而保持箱体中负压状态；
步骤3，负压真空泵9抽取的箱体1中的气体通过管道10传送到蒸发器12中，并放出热量变为液体，液体从冷凝水出口11排出得到蒸馏水，
步骤4，当湿度传感器测定滚筒中湿度值达到设定下限值，通过控制***关闭热泵压缩机16以及负压真空泵9，完成物品烘干。
进一步，上述蒸发器的热源选自厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、太阳能热源。
更进一步，从负压真空泵9抽出的热蒸汽通过管道10进入蒸发器12，热蒸汽变为液体，放出热量，并成为蒸馏水从冷凝水出口11排出。
本发明的热泵负压高效烘干机中使用的湿度传感器、压力传感器、温度传感器（以上传感器在图中未画出）、控制***、都为本领域中常用电子器件，本领域技术人员可以根据具体需要，通过设定一定温度、压力、湿度条件使得控制***控制开动或者关闭烘干机滚筒、负压真空泵以及热泵压缩机完成烘干过程。在本发明的一个技术方案中将待烘干物品放入滚筒中后，关闭密封门，通过控制***设定一个温度的上限，一个温度下限，一般为50-70摄氏度，设定一个压力下限值一个上限值，设定一个湿度下限值。当温度达到设定下限后，待烘干物品具有一定温度，可以达到预先高温消毒的效果，然后控制***打开负压真空泵16进行抽真空，当烘干机箱体内压力低于压力下限时***会自动停止抽真空，当压力再次升高到上限值以上控制***打开负压真空泵继续抽真空，这样可以保持烘干机中的负压状态，但是又不会使烘干机中成为真空状态，可以做到保护待烘干物品组织结构不被真空破坏。该压力下限值可以根据实际需要，例如烘干时间、待烘干物品易损坏程度进行设定。如果需要快速烘干并且待烘干物品不易损坏则可设定较低的压力下限，如果反之则设定较高的压力下限。在抽真空的同时当温度超过上限值时控制***关闭热泵压缩机，停止加热，防止温度过高。温度上下限的选择可以根据实际需要合理选择，如果待烘干物品在高温下容易损伤，则可以设置较低的上下限温度。如果反之则可以设置较高的上下限温度。当烘干机内湿度降低到一定程度或者保持恒定不变时证明烘干已经完成，此时控制***结束对待烘干物品的加热和抽真空，完成烘干过程。
上述蒸发器的热源（图中未画出）选自厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源太阳能等，上述低温废弃热源如果为液体，则通过回路引入到蒸发器中，在蒸发器中完成热量交换。例如各种厨房废水、工业废水、工业废油、太阳能热水等。如果是气体热源则可以通过回路引入蒸发器，或者直接将蒸发器与热源气体接触，完成热量交换。如蒸发器可以置于空气中，在温度较高情况下直接利用空气中热量，或者通过回路将工厂中废蒸汽、厨房中废蒸汽通过回路引入蒸发器中。并且同时从负压真空泵9抽出的热蒸汽通过管道10进入蒸发器12，将热量释放后变为蒸馏水从冷凝水管11流出，其中蒸发器中的废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、太阳能热源等和负压真空泵抽出的蒸汽为各自独立的两个热源回路，互不干扰。因此本发明的热泵负压高效烘干机可以在利用各种低温热源的同时有效利用负压真空泵9中抽出的热蒸汽的热量，节约能耗，减少排放，并且热蒸汽变为的蒸馏水可以作为副产品进一步利用。
从上述实施方式来看，通过本发明的技术方案，采用厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、以及负压真空泵9抽出的热蒸汽等低温热源，并通过负压促进水蒸气蒸发，因此使得滚筒中待烘干物品所带有的水在较低温度下快速蒸发，因此其节约能耗、减少热排放、环境友好、烘干速度快、并且不伤及待烘干材料，并且充分利用了从箱体1中经过负压真空泵9抽出的热蒸汽中带有的部分热量提高热利用率，同时由于负压真空泵9中的热蒸汽通过蒸发器12,放出热量变为液体因此还得到了蒸馏水，可以进一步利用以节约水源。
上述仅对本发明中的几种具体实施例加以说明，但并不能作为本发明的保护范围，凡是依据本发明中的设计精神所作出的等效变化或修饰或等比例放大或缩小等，均应认为落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种热泵负压高效烘干机，其特征在于：该热泵负压高效烘干机包括箱体(1)、负压真空泵(9)、热泵压缩机(16)、蒸发器(12)、节流阀(15)、控制***(19)、温度传感器、湿度传感器、压力传感器，其中所述箱体(1)顶部外侧设置有控制***(19)，箱体内设置有滚筒(2)，滚筒(2)外侧设置有湿度传感器、压力传感器、温度传感器,滚筒(2)在箱体外侧设置有密封门(3),滚筒(2)上部设置有冷凝器(6)，冷凝器(6)上部设置有离心风机(7)，所述离心风机通过管道(5)和滚筒中的出风管(4)相连,箱体通过管道(8)和负压真空泵(9)相连，负压真空泵(9)通过管道(10)和蒸发器(12)连接，蒸发器(12)通过管道(14)和热泵压缩机（16）连接，热泵压缩机（16）通过管道(17)和冷凝器(6)连接，冷凝器(6)通过管道(18)和节流阀(15)连接，节流阀(15)通过管道(13)和蒸发器(12)连接，蒸发器下部设置有冷凝水出口(11)。
2.根据权利要求1所述的热泵负压高效烘干机，其特征在于：所述出风管(4)上均匀分布出气孔。
3.根据权利要求1所述的热泵负压高效烘干机，其特征在于：所述出风管(4)上均匀分布出气孔。
4.利用权利要求1-3任一权利要求所述的热泵负压高效烘干机进行烘干的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，在滚筒(2)中加入待烘干物品，开通控制***，并设定温度上限和下限，设定压力上限和下限，并设定湿度下限，此时控制***开启热泵压缩机(16)将蒸发器(12)中热量传递给冷凝器(6)，冷凝器(6)上部的离心风机(7)通过管道(5)以及出风口(4)将热量送入滚筒(2)中，加热滚筒(2)中的物品，同时冷凝器(6)中的气体变为液体放出热量后通过管道(18)经过节流阀(15)以及管道（13）重新进入到蒸发器(12)中，并且在蒸发器(12)中再次吸收热量变成气体，通过管道(14)进入热泵压缩机(16)完成循环，当温度传感器测定温度达到设定的上限值则关闭热泵压缩机(16)，从而保持温度处于恒定状态，避免温度过高；
步骤2，当滚筒(2)外侧温度传感器测定温度达到设定温度下限时，则通过控制***打开负压真空泵(9)开始抽取箱体(1)中的气体，当压力传感器测定到压力小于压力下限值，则控制***关闭负压真空泵(9),当测定压力大于上限值测再次开启真空压力泵(9)从而保持箱体中负压状态；
步骤3，负压真空泵(9)抽取的箱体(1)中的气体通过管道(10)传送到蒸发器(12)中，并放出热量变为液体，液体从冷凝水出口(11)排出得到蒸馏水，
步骤4，当湿度传感器测定滚筒中湿度值达到设定下限值，通过控制***关闭热泵压缩机(16)以及负压真空泵(9)，完成物品烘干。
5.根据权利要求4所述的烘干方法，其特征在于：所述蒸发器的热源选自厨房废弃低温热源、工业废弃低温热源、空气热源、太阳能热源。
6.根据权利要求4或5所述的烘干方法，其特征在于：从负压真空泵(9)抽出的热蒸汽通过管道(10)进入蒸发器(12)，热蒸汽变为液体，放出热量，并成为蒸馏水从冷凝水出口(11)排出。
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