CN1924498A - 热管热泵复合式干燥动力源*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及节能技术领域,是一种将热管节能技术与热泵节能技术有机结合而形成高效节能的热管热泵复合式干燥动力源***,由m个热泵子***、n个热管冷量回收子***、挡水板、空气流动子***、供风温度控制子***、干燥室(或干燥房间)按气流流动方向组合成,热管冷量回收子***的蒸发器安装在热泵子***的蒸发器之前,挡水板安装在热泵子***的蒸发器之后,而热管冷量回收子***的冷凝器安装在挡水板之后,各热管子***蒸发器与冷凝器的安装高度、安装方式不限,其储液罐低于两个换热器,***主体构成立式、卧式或混合式结构;应用于热风对流干燥场合或过程中,具有降低能耗,干燥速度快,效果好等优点。
Description
技术领域:
本发明涉及节能技术领域,尤其是一种将热管节能技术与热泵节能技术有机结合而形成的高效节能型热管热泵复合式干燥动力源***。
技术背景:
干燥作业涉及国民经济的广泛领域,它不仅是大批工农业产品不可或缺的基本生产环节,也是我国的能耗大户,所用能耗占国民经济总能耗的12%左右;另外,干燥过程造成的污染常常是我国环境污染的重要来源,故干燥技术的进步与整个国民经济的发展有十分紧密的关系。干燥分人工干燥和自然干燥两种,所有人工干燥过程都需要消耗能源,即需要将热量传递给被干燥的物料;传热方式主要包括导热、对流、辐射三种,其中,对流干燥(也称气流干燥)是应用最广泛的一种干燥方式。欲实现对流干燥,必须提供湿度相对较低、温度相对较高的气体作为干燥气源,而提供该气源的***称为干燥动力源***。目前,热风炉或蒸汽换热器为气流干燥中主要的干燥动力源***,这两种方式都离不开锅炉或炉窑的燃烧,我国目前采用的基本上是中小型简易燃煤锅炉或热风炉,大部分无脱硫和可靠的除尘设备,热效率低、污染严重;这些问题急待解决。热泵技术是当代高效节能的技术,应用于干燥领域具有其独特的优越性:每消耗1kW的电能,可获得3-8kW或更多的冷量,以冷却干燥过程排出的高湿空气,实现降温除湿;同时还可获得4-9kW或更多的热能,可用于将去湿后的空气加热到要求的供风温度。热管换热器是一种相变热转换及传递装置,能够通过采用冷热两侧同时强化的方法,来达到提高气-气热交换传热系数的目的,具有极高的气-气热交换效率;同时,体积紧凑、流体流动压力降小、可回收利用多种余热、能适应多种热源;另外,还具有使用寿命长、可靠性高、结构简单、便于维修等特点。目前,已广泛应用于多种余热回收的场合,取得了显著的节能效果,故该项技术被称为热管节能技术。
迄今为止,热泵节能技术提供干燥动力源的***已应用于部分物料的干燥过程,但应用面还非常小,还有非常广阔的市场前景,而热管热泵复合在一起,构成新的更为节能的干燥动力源***,仍处于分析和探讨阶段,还没有商业化产品上市。其主要原因是:现有的热管形式与热泵技术的组合还存在一定的困难,同时,在如何科学、合理地把热管、热泵复合在一起,还有许多需深入分析和探讨的问题。
发明内容:
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点,寻求设计制备一种将热管节能技术与热泵节能技术有机组合在一起,构造新型高效节能的干燥动力源,降低干燥过程的能耗,减小干燥过程对环境的污染。
为了实现上述目的,本发明的主体结构由m个热泵子***、n个热管冷量回收子***、挡水板、空气流动子***、供风温度控制子***和干燥室(或干燥房间)按气流流动方向有机组合为一体,形成能高效回收利用热泵子***蒸发器的冷量,降低干燥过程能耗的干燥动力源***,其热管冷量回收子***的蒸发器安装在热泵子***的蒸发器之前,挡水板安装在热泵子***的蒸发器之后,热管冷量回收子***的冷凝器安装在挡水板之后。经热泵子***的蒸发器冷却去湿后的空气进入热管冷量回收子***的冷凝器中,将冷量传递给热管冷凝器中的工质,使热管内的气态工质转变为液态工质,冷凝后的液态工质流到储液罐中,溶液循环泵从储液罐中抽取液态工质,经液体输运管将液态工质输送到分液器,由分液器和等长度的分配管束将液态工质均匀地分配给蒸发器中的每个蒸发管路;在蒸发管路中,液态工质吸收流经热管蒸发器的空气热量,部分液体气化,该气液两相流经两相流管进入气液分离器实现气液分离,随后,液态工质流经调节阀和输送管回到储液罐,形成液体工质小循环,而气态工质则经气体管路进入气体分配母管,由均匀分配管将气体输送到冷凝器的每个管路中,在冷凝管路中再次吸收热泵子***蒸发器冷却去湿空气的冷量实现完全冷凝后,由冷凝液回送管将冷凝液送入储液罐,形成热管工质大循环;在热管子***的循环过程中,热管内液态工质的蒸发过程吸收了流经热管蒸发器空气的热量,实现对空气的预冷却,降低进入热泵子***蒸发器中的空气温度,减小冷却去湿过程的能耗;热管子***的冷凝器为去湿后的空气进行加热,减少加热过程的能耗。
本发明有全封闭循环式和适量排风换气式两种不同的类型,全封闭循环式***中热泵子***的部分冷凝器安装在***之外,将***中多余的热量排放到外部,实现热量的平衡;适量排风换气式则通过排出从干燥室出来的高湿空气,同时从环境中吸入低温空气,实现热量的平衡。
本发明的全封闭循环式***,其热泵子***的冷凝器所放出的热量分两部分,一部分被回收利用,用于进一步加热被热管子***的冷凝器预热后的空气,达到供风温度,为干燥过程提供足够的能量;另一部分被排放到外部环境,实现热量的平衡。
本发明中的m个热泵子***,其中m=1~10,当有1个热泵子***时,全封闭循环式***中热泵子***的冷凝器同时有内外两个冷凝器串联或并联,通过控制热泵子***外部冷凝器的排热量实现供风温度的调节;当有多个热泵子***时,通过让其中部分热泵子***的冷凝器安装在***中,而其它热泵子***的冷凝器全部安装在***外,来实现热量的平衡;此时,通过控制1个或几个具有内冷凝器的热泵子***的工作负荷实现供风温度的调节,或通过控制1个或几个具有外冷凝器的热泵子***的工作负荷来实现供风温度的调节。
本发明中的n个热管冷量回收子***,其中n=1~20,其数量根据控制对象的特点及每个热管的结构与换热能力来决定;当n不为1时,按照内循环热管和外循环热管的方式布置蒸发器和冷凝器,最靠近热泵子***的蒸发器和冷凝器为内循环热管子***,为第1个热管子***,而离热泵子***最远的蒸发器和冷凝器为外循环热管子***,是第n个热管子***。热管冷量回收子***的基本特征是:在配置合理的前提下,热管冷量回收子***的***数量越多,所能节省的热泵子***提供冷量比例越大,***更为复杂,同时,所节省冷量比例的增长幅度越来越小。
本发明的热管热泵复合式干燥动力源***,当干燥过程要求的供风温度超过热泵子***所能提供的最高温度,或蒸发温度与冷凝温度相差较大,应用热泵子***供热已不是最优化方案时,可应用外部其它热源来辅助加热;为减少外部热源的辅助加热量,该类***可安装热管回热子***,该子***的热管是k=1~20个;热管回热子***的蒸发器安装在干燥室回风风道中,回收从干燥室排出空气中的热量,其冷凝器安装在热泵子***的冷凝器后部,进一步提高被热泵冷凝器加热后空气的温度,降低外部辅助加热热源的能量消耗;通过控制外部热源的加热量及对外排气量实现该类干燥动力源***供风温度的调节。
本发明中各热管子***蒸发器与冷凝器的相对安装高度、安装方式(水平或垂直安装或按某一倾角安装)不受任何限制,只要其储液罐低于两个换热器,保证冷凝液能顺利回流到储液罐便可正常工作。若冷凝器安装在储液罐下部,要在热管冷凝器回流管上安装一个冷凝器回流溶液泵。
本发明的辅助加热方式包括太阳能和再生热源;其主体安装方式和安装高度可与风机、风道、过滤器相配合构成立式、卧式或混合式干燥动力源***,应用于工业、农业及商业领域中进行干燥处理。
本发明中的各热管子***的气液分离器,是独立的一个部件,或是与蒸发器连为一体的气液分离母管;各热管子***的气态工质母管是一个独立的部件,或与均匀分气管及冷凝器组合为一体。
本发明与现有技术相比,具有如下优点:一是应用热泵技术降温除湿,获得热能加热去湿后的空气,无环境污染且节约能源;二是应用n个热管冷量回收子***,所需热泵***提供的冷源冷量大幅度降低;三是安装热管回热子***,提高被热泵冷凝器加热后空气的温度,降低了外部加热热源的能量消耗;四是通过控制具有内冷凝器的热泵子***的工作负荷、或热泵子***外部冷凝器的排热量、或外部热源的加热量及对外排气量等方式,实现供风温度的调节;五是采用分离式热管形式,解决了普通分离式热管存在的工作液输送力不够、分液不均匀、使用效果远不如连体式热管等问题;六是各***蒸发器与冷凝器的相对安装高度、安装方式不受限制,与风机、风道、过滤器等其它部分相配合,构成多种干燥动力源***;七是通过辅助加热方式与其它热源优化组合,形成最佳干燥动力源***;八是在各种形式的热风对流干燥过程中,应用范围广阔。
附图说明:
图1为本发明的第1例工作流程及结构原理示意图。
图2为本发明的第2例工作流程及结构原理示意图。
图3为本发明的第3例工作流程及结构原理示意图。
图4为本发明的第4例工作流程及结构原理示意图。
图5为本发明的第5例工作流程及结构原理示意图。
图6为本发明的第6例工作流程及结构原理示意图。
具体实施方式:
本发明实施中涉及的m个热泵子***、n个热管冷量回收子***、挡水板、空气流动子***、供风温度控制子***、干燥室(或干燥房间)为必备部分;高温干燥动力源***还包括k个热管回热子***及外部辅助热源。图1到图6给出了6种不同的工作流程及结构原理,主要部件包括温度控制器1,干燥过滤器2,节流阀3,***外部冷凝器4,温度信号线5,储液器6,流量调节阀7,外循环热管冷量回收子***的气态工质母管8,内循环热管冷量回收子***的气态工质母管9,挡水板10,热泵压缩机11,内循环热管冷量回收子***的蒸发器12,外循环热管冷量回收子***的等长度均液管13,外循环热管冷量回收子***的蒸发器14,温度传感器15,热泵子***的冷凝器16,外循环热管冷量回收子***的冷凝器17,内循环热管冷量回收子***的冷凝器18,内循环热管冷量回收子***的等长度均液管19,外循环热管冷量回收子***的冷凝器凝结液输送管20,内循环热管冷量回收子***的冷凝器凝结液输送管21,热泵子***的蒸发器22,内循环热管冷量回收子***的分液器23,热管冷量回收子***的两相流输送管束24,外循环热管冷量回收子***的分液器25,内循环热管冷量回收子***的循环溶液输送管26,内循环热管冷量回收子***的气液分离器27,外循环热管冷量回收子***的气液分离器28,内循环热管冷量回收子***的压力调节阀29,外循环热管冷量回收子***的压力调节阀30,供风风道31,外循环热管冷量回收子***的储液罐32,内循环热管冷量回收子***的储液罐33,内循环热管冷量回收子***的循环溶液泵34,风机35,外循环热管冷量回收子***的循环溶液泵36,外循环热管冷量回收子***的循环溶液输送管37,干燥室(干燥房间)38,回风风道39,热泵压缩机调节控制器40,热泵子***的蒸发器41,热泵压缩机42,节流阀43,热泵子***冷凝器44,干燥过滤器45,储液器46,排风风机47,新风调节阀48,热管回热子***的气态工质母管49,热管回热子***的冷凝器50,热管回热子***的气态工质输送管51,热管回热子***的冷凝器凝结液输送管52,外部辅助加热器53,外部辅助加热连接线(管)54,外部加热控制器55,热管回热子***的蒸发器56,热管回热子***的等长度均液管57,热管回热子***的分液器58,热管回热子***的气液分离器59,热管回热子***的储液罐60,热管回热子***的压力调节阀61,热管回热子***的循环溶液泵62,热管回热子***的循环溶液输送管63,热管回热子***的两相流输送管束64。
本发明工作原理及功效为:
热泵子***:以图1为例,包括热泵压缩机11、蒸发器22、干燥过滤器2、节流阀3、***外部冷凝器4、储液器6、***内部冷凝器16及两个调节阀7等部件,其工作原理为:热泵压缩机11从蒸发器22中抽取低压气态制冷剂,使蒸发器22中的液态工质汽化,该气化过程吸收空气中的热量,实现了对空气的降温去湿;低压气态制冷剂经压缩机加压后,变为高压气体,经两个调节阀7后分别进入***外部冷凝器4及***内部冷凝器16,将适量热量传递给***中的空气,使供风温度达到设计要求,而将多余的热量排放到外部环境中,实现热量的平衡;冷凝器中冷凝的液态制冷剂在高压作用下进入储液器6,又经过干燥过滤器2干燥过滤、节流阀3减压后,被送回到蒸发器22中;如此循环往复,连续不断地对空气进行降温去湿及适度加热。其功效是:提供使空气降温去湿的原始冷源,使热管冷量回收子***得以启动,同时对热管子***初步预热后的空气进一步加热,达到设计的供风温度要求。
热管冷量回收子***分为内循环热管冷量回收子***、外循环热管冷量回收子***及中间各热管冷量回收子***。
内循环热管冷量回收子***:包括蒸发器12和冷凝器18,还包括由溶液循环泵34、液体输运管26、分液器23、等长度的分配管束19等构成的冷凝液供液与分配部分;由两相流输送管束24、气液分离器27构成的气液两相流动与分离部分;由气态工质经输送管及气态工质母管9等构成的气相输送与分配部分;由压力调节阀29、冷凝器凝结液输送管21和储液罐33等构成的液相收集与储存部分;上述蒸发器18和冷凝器12与其它四个部分有机联系在一起,构成内循环热管冷量回收子***;其功效是:连续不断地将冷量从与冷凝器18接触的空气中传递到与蒸发器12接触的空气中,高效地回收热泵子***供给空气的冷量,使进入热泵子***蒸发器22前的空气实现预冷;内循环热管子***的特点是其内部蒸发与冷凝温度接近于热泵子***蒸发器22出口的空气温度,故能够将进入热泵子***蒸发器22前的空气冷却到较低的温度,达到更好的冷量回收效果。
外循环热管冷量回收子***:包括蒸发器14和冷凝器17,还包括由溶液循环泵36、液体输运管37、分液器25、等长度的分配管束13等构成的冷凝液供液与分配部分;由两相流输送管束24、气液分离器28构成的气液两相流动与分离部分;由气态工质输送管及气态工质母管8等构成的气相输送与分配部分;由压力调节阀30、冷凝器凝结液输送管20和储液罐32等构成的液相收集与储存部分;上述蒸发器17、冷凝器14与其它四个部分有机联系在一起,构成外循环热管冷量回收子***;其功效是:连续不断地将冷量从与冷凝器17接触的空气中传递到与蒸发器14接触的空气中,是在内循环热管子***已回收一定冷量的基础上,再一次回收利用热泵子***供给空气的冷量,使进入内循环热管子***蒸发器前的空气实现预冷;外循环热管冷量回收子***的特点是其内部蒸发与冷凝温度比内循环热管冷量回收子***的内部蒸发与冷凝温度要高。
挡水板10:按气流方向,位于热泵子***蒸发器22的后部;其功效是:将空气中的液态水滴阻挡下来,避免出现水滴再次蒸发,增加空气湿度的现象。
空气流动子***:由风机35提供动力,使空气在风道31、39及干燥室38内流动,并依次通过各换热器,完成各种换热过程。其功效是:使空气按一定速度依次通过本发明的热管热泵复合式干燥动力源***的各部件,实现去湿与加热处理,并将达到要求的空气送到干燥室中,连续不断地实现对物料的干燥过程。
供风温度控制子***:通过温度传感器15从供风风道中获得供风温度信号,由温度信号线5将该信号传递给温度控制器1,温度控制器1发出控制信号改变***外部冷凝器4的排热量(图1、图2、图3),或控制热泵子***中压缩机11的输入功率(图4),或控制排风风机47的排热量(图5),或控制外部加热器53的加热量(图6)。其功效是:调节***内部与外部的能量平衡,实现对供风温度的控制。
干燥室(或干燥房间):不同形式的热风干燥方式,有不同的干燥室(或干燥房间)形式,其物料的放置形式、物料与气流的接触方式有很大差异。其功效是:放置被干燥的物料,使物料与空气充分接触,空气为物料提供热量,使物料内水分汽化,同时,空气还及时带走干燥过程产生的湿蒸汽。
热管回热子***:包括气态工质母管49,冷凝器50,气态工质输送管51,冷凝器凝结液输送管52,蒸发器56,等长度均液管57,分液器58,气液分离器59,储液罐60,压力调节阀61,循环溶液泵62,循环溶液输送管63、两相流输送管束64,其工作原理与热管冷量回收子***类同,只是其蒸发器安装在干燥室(或干燥房间)的出风口,回收利用干燥室(或干燥房间)排出空气中的余热,同时降低进入热管冷量回收子***的空气温度;热管回热子***的冷凝器安装在热泵子***的冷凝器之后,用来进一步加热去湿后的空气,减少外部辅助加热量。其功效是:回收利用干燥室(或干燥房间)排出空气中的余热,既减少了外部辅助加热的能量,还降低了进入热管冷量回收子***的空气温度,实现更高效节能的干燥过程。
外部辅助热源:由外部辅助加热器53,外部辅助加热连接线(管)54,外部加热控制器55等构成,加热器采用电加热器,或蒸汽和热水加热器,或是由太阳能或生物质能提供的温度范围合适的加热器。其功效是:进一步提高供风温度,满足干燥过程所需的供风温度要求。
实施例1:图1为全封闭循环式,热管冷量回收子***共n个,最靠近热泵子***的为内循环热管冷量回收子***,最远离热泵子***的为外循环热管冷量回收子***。整个***由热泵子***、n个(1≤n≤20)热管冷量回收子***、挡水板10、空气流动子***、供风温度控制子***、干燥室(或干燥房间)38等组成。热泵子***共有1个蒸发器22,而其冷凝器由内部冷凝器16和外部冷凝器4并联而成,通过两个流量调节阀7调整内外冷凝器中的流量分配比例;在风机35的动力作用下,空气先流过外循环热管子***的蒸发器14,被适度冷却后又流经中间各级热管冷量回收子***的蒸发器逐级冷却,随后进入内循环热管子***的蒸发器12中,被进一步预冷,冷却到一定温度的空气进入热泵子***的蒸发器22中,被降温去湿,达到设定的露点温度,将空气的湿度降到设计的数值后,经过挡水板10,去除内部含有的液态水滴;接着进入内循环热管冷量回收子***的冷凝器18中,将冷量传递给该冷凝器中的热管工质,使该热管内的气态工质转变为液态工质,冷凝后的液态工质流到储液罐33中;随后空气经过中间各级热管子***的冷凝器逐渐升温,又进入外循环热管子***的冷凝器17中,将剩余冷量再次传递给该冷凝器中的热管工质,使外循环热管内的气态工质转变为液态工质,冷凝后的液态工质流到储液罐32中;从外循环热管子***的冷凝器17出来的空气进入热泵子***的冷凝器16中,被加热到要求的供风温度后,经送风风道31送入干燥室(或干燥房间),对被干燥物料加热并带走其放出的湿分后,由回风风道39将气流再次送回到风机35的进风口;如此循环往复,连续不断地为干燥室(或干燥房间)提供符合要求的空气,完成干燥过程。
供风温度的控制是通过温度传感器15从供风风道31中获得温度信号,由温度信号线5将该信号传递给温度控制器1,温度控制器1发出控制信号改变***外冷凝器的对外排热量,实现热量的调节,使供风温度达到要求的数值。
本实施例的启动与运行过程:先将本发明按图1所示采用常规工艺制备安装完毕,将各热管冷量回收子***、热泵子***抽空并充入适量的工作介质,启动热泵子***的压缩机及热管冷量回收子***的液态工质循环泵,热泵子***开始工作,其蒸发器22所提供的冷量使空气降温冷却,在热泵子***的蒸发器22两侧产生温差,使热管冷量回收子***开始工作,热管冷量回收子***的蒸发器14、12和热泵子***的蒸发器22相结合,使空气降温去湿,而热管冷量回收子***的冷凝器18、17和热泵子***的***内部冷凝器16又将去湿后的空气适度加热,同时,热泵子***的外部冷凝器4实现了***内外的能量平衡;一定时间后,热管冷量回收子***及热泵子***都进入稳定的工作状态,供风温度达到要求的数值,干燥室38内的干燥过程便可开始进行,启动完毕,进入了正常的干燥过程。
若改变供风温度的设定值,控制***会通过改变对外的排热量来达到调节目的;若外部出现扰动,使供风温度偏离设定值,控制***也会通过改变对外排热量来保证供风温度恒定。
实施例2:图2与实施例1的结构基本相同,所不同的是热泵子***中的内、外冷凝器的连接方式,实施例1中的内、外冷凝器为并联形式,通过两个流量调节阀7来适当调整内外热量的分配,而实施例2中的内、外冷凝器为串联形式,两冷凝器中的流量相同,完全通过调节室外冷凝器所带走的热量来实现能量的平衡。该***装置的启动与运行过程与实施例1相同。
实施例3:图3为全封闭循环式,与实施例2的结构基本相同,但布置方式不同。实施例2中热管冷量回收子***的冷凝器及热泵子***的冷凝器采用垂直布置的方式,而本实施例中热管冷量回收子***的冷凝器及热泵子***的冷凝器都采用水平布置的方式。该***装置的启动与运行过程与实施例1相同。
实施例4:图4为全封闭循环式,该实施例中的热管冷量回收子***与实施例1相同,但其热泵子***由m个热泵子***构成,其中部分热泵子***的冷凝器完全布置在***外部,如冷凝器44,而其它热泵子***的冷凝器则布置在***内部,如冷凝器16;冷凝器完全布置在***外部的热泵子***,只给***提供冷量,而冷凝器布置在***内部的热泵子***则既给***提供冷量,还给***提供热量;通过控制冷凝器布置在***内部的热泵子***的工作状态,即通过调节控制器40改变热泵压缩机11的工作状态,可使***内的热量达到平衡,使供风温度满足干燥工艺要求。该***装置的启动与运行过程与实施例1相同。
实施例5:图5为适量排风换气式,该实施例中的热管冷量回收子***与实施例1相同,但热泵子***的布置有所不同,只有一个布置在***内部的冷凝器16,即:热泵子***将冷凝热完全排放到***中;为实现***的热量平衡,在干燥室的排风口处安装有排气风机47,将部分湿度较高的空气排到***外部,同时,风道中装有新风调节阀48,补充部分空气,保证质量守衡。该***装置的启动与运行过程与实施例1基本相同,只是在启动时还需开启排气风机47,调节好新风调节阀48。
实施例6:图6为适量排风换气式,该实施例中的热管冷量回收子***、热泵子***、排风风机47、新风调节阀48与实施例5相同,但***中还安装有由气态工质母管49、冷凝器50、气态工质输送管51、冷凝器凝结液输送管52、蒸发器56、等长度均液管57、分液器58、气液分离器59、储液罐60、压力调节阀61、循环溶液泵62、循环溶液输送管63等构成的热管回热子***,另外,还有由外部辅助加热器53、外部辅助加热连接线(管)54、外部加热控制器55等构成外部辅助加热子***。热管回热子***回收利用了排风的热量,同时降低了热管冷量回收子***与热泵子***的工作温度,保证干燥动力源***高效、安全、稳定运行。本实施例适用于当干燥过程要求的供风温度超过热泵子***所能提供的最高温度,或蒸发温度与冷凝温度相差较大,完全应用热泵子***供热已不是最优化的方案时的情况。该***装置的启动与运行过程与实施例5基本相同,只是在启动前还需将热管回热子***抽空并充入适量的工作介质,启动热泵子***及热管冷量回收子***的液态工质循环泵的同时,还需开启热管回热子***的液态工质循环泵62。
Claims (7)
1、一种热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于主体结构由m个热泵子***、n个热管冷量回收子***、挡水板、空气流动子***、供风温度控制子***和干燥室(或干燥房间)按气流流动方向有机组合为一体,形成能高效回收利用热泵子***蒸发器的冷量、降低干燥过程能耗的干燥动力源***;热管冷量回收子***的蒸发器安装在热泵子***的蒸发器之前,挡水板安装在热泵子***的蒸发器之后,热管冷量回收子***的冷凝器安装在挡水板之后;经热泵子***的蒸发器冷却去湿后的空气进入热管冷量回收子***的冷凝器中,将冷量传递给热管冷凝器中的工质,使热管内的气态工质转变为液态工质,冷凝后的液态工质流到储液罐中,溶液循环泵从储液罐中抽取液态工质,经液体输运管将液态工质输送到分液器,由分液器和等长度的分配管束将液态工质均匀地分配给蒸发器中的每个蒸发管路;在蒸发管路中,液态工质吸收流经热管蒸发器的空气热量,部分液体气化,该气液两相流经两相流管进入气液分离器实现气液分离,随后,液态工质流经调节阀和输送管回到储液罐,形成液体工质小循环;而气态工质则经气体管路进入气体分配母管,由均匀分配管将气体输送到冷凝器的每个管路中,在冷凝管路中再次吸收热泵子***蒸发器冷却去湿空气的冷量实现完全冷凝后,由冷凝液回送管将冷凝液送入储液罐,形成热管工质大循环;在热管子***的循环过程中,热管内液态工质的蒸发过程吸收了流经热管蒸发器空气的热量,实现对空气的预冷却,降低进入热泵子***蒸发器中的空气温度,减小冷却去湿过程的能耗;热管子***的冷凝器为去湿后的空气进行加热,减少加热过程的能耗。
2、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于所述的m个热泵子***,其中m=1~10,当有1个热泵子***时,全封闭循环式***中热泵子***的冷凝器同时有内外两个冷凝器串联或并联,通过控制热泵子***外部冷凝器的排热量实现供风温度的调节;当有多个热泵子***时,通过让其中部分热泵子***的冷凝器安装在***中,而其它热泵子***的冷凝器全部安装在***外,实现热量的平衡;通过控制1个或几个具有内冷凝器的热泵子***的工作负荷实现供风温度的调节,或通过控制1个或几个具有外冷凝器的热泵子***的工作负荷来实现供风温度的调节。
3、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于所述的n个热管冷量回收子***,其中n=1~20,其数量根据控制对象的特点及每个热管的结构与换热能力来决定;当n不为1时,按照内循环热管和外循环热管的方式布置蒸发器和冷凝器,最靠近热泵子***的蒸发器和冷凝器为内循环热管子***,为第1个热管子***,而离热泵子***最远的蒸发器和冷凝器为外循环热管子***,是第n个热管子***。
4、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于当干燥过程要求的供风温度超过热泵子***所能提供的最高温度,或蒸发温度与冷凝温度相差较大,应用热泵子***供热已不是最优化方案时,应用外部其它热源辅助加热;为减少外部热源的辅助加热量,***安装热管回热子***,该子***的热管数是k=1~20个;热管回热子***的蒸发器安装在干燥室回风风道中,回收从干燥室排出空气中的热量,其冷凝器安装在热泵子***的冷凝器后部,进一步提高被热泵冷凝器加热后空气的温度,降低外部辅助加热热源的能量消耗;通过控制外部热源的加热量及对外排气量实现供风温度的调节。
5、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于有全封闭循环式和适量排风换气式两种不同的类型;全封闭循环式***中热泵子***的部分冷凝器安装在***之外,将***中多余的热量排放到外部,实现热量的平衡;适量排风换气式通过排出从干燥室出来的高湿空气,同时从环境中吸入低温空气,实现热量的平衡。
6、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于各热管子***的气液分离器,是独立的一个部件,或是与蒸发器连为一体的气液分离母管;各热管子***的气态工质母管是一个独立的部件,或与均匀分气管及冷凝器组合为一体。
7、根据权利要求1所述的热管热泵复合式干燥动力源***,其特征在于辅助加热方式包括太阳能和再生热源;其主体安装方式和安装高度与风机、风道、过滤器相配合构成立式、卧式或混合式干燥动力源***。
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