RU2419754C1 - Heat pump drying chamber - Google Patents

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: wet air is supplied from steam heat isolated room through exhaust system to heat pump installation where it is subject to condensation drying; after that, it is supplied again to steam heat isolated room through dry air supply and distribution system. At that, during summer season the excess heat energy generated by heat pump installation is exhausted owing to additional condensation on internal moisture heat exchanger from dried air, and during winter season the heat generator is connected to heat exchanger, which compensates heat losses of the chamber; at that, heat pump installation is used only to provide the drying process.

EFFECT: higher economy.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области сушки твердых материалов.The invention relates to the field of drying of solid materials.

Известна аэродинамическая камера для сушки, содержащая теплоизолированный герметичный корпус с запирающимся входным устройством, приточный и выходной клапаны с регулируемыми заслонками, экраны, разделяющие внутреннее пространство камеры, радиальный вентилятор (Патент РФ №2212011, F26B 9/06, 2002 г.). Это устройство, как и многие аналогичные, требует достаточно большой мощности вентилятора и потребляет много электроэнергии.A well-known aerodynamic chamber for drying, containing a thermally insulated sealed enclosure with a lockable input device, supply and output valves with adjustable flaps, screens separating the interior of the chamber, a radial fan (RF Patent No. 2212011, F26B 9/06, 2002). This device, like many similar ones, requires a sufficiently large fan power and consumes a lot of electricity.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением (прототипом) является экономичная сушильная камера, содержащая утепленный корпус с закрываемыми торцовыми проемами для загрузки-выгрузки материала и продольную вертикальную диафрагму, а также вентиляторный агрегат (вентагрегат) с встроенным увлажнителем воздуха (Патент РФ №2338136, F26B 9/06, 2007 г.). Она потребляет меньше электроэнергии, но не является достаточно энергоэффетивной и не может обеспечить осушку материалов без нагрева.Closest to the proposed invention, the technical solution (prototype) is an economical drying chamber containing a heat-insulated casing with lockable end openings for loading and unloading material and a longitudinal vertical diaphragm, as well as a fan unit (ventilation unit) with an integrated air humidifier (RF Patent No. 2338136, F26B 9/06, 2007). It consumes less electricity, but is not energy efficient enough and cannot ensure the drying of materials without heating.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу сушки влажных материалов без их существенного нагрева или охлаждения, а также может обеспечить экономию энергии, затрачиваемой на сушку.The present invention solves the technical problem of drying wet materials without significant heating or cooling, and can also save energy spent on drying.

Поставленная техническая задача решается тем, что теплонасосная сушильная камера включает теплопароизолированное помещение, теплонасосную установку и систему подачи и распределения в камере сухого воздуха, причем камера оснащена двумя объединенными в замкнутый гидравлический контур дополнительными теплообменниками типа «жидкость-воздух», один из которых расположен внутри камеры, а второй - снаружи, при этом в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой тепловым насосом, за счет дополнительной конденсации на внутреннем теплообменнике влаги из осушаемого воздуха, а зимой к гидравлическому контуру теплообменников подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, при этом тепловой насос использован только для обеспечения процесса сушки. Кроме того, в верхней части сушильной камеры могут быть установлены вентиляционные клапаны с вентиляторами, открывающиеся и включающиеся при аварийном превышении влажности в камере. Также камера может быть спроектирована таким образом, чтобы в теплонасосное оборудование подавался наиболее влажный воздух из верхней части сушильной камеры, а сухой воздух из тепловых насосов подавался в нижнюю часть камеры. При стационарном температурном режиме сушки в летнее время года через дополнительные теплообменники может быть организован сброс тепловой энергии, эквивалентной мощности привода теплонасосного и вентиляционного оборудования, а в зимнее время года через эти теплообменники в камеру может быть организована подача тепловой энергии, равной теплопотерям камеры, уменьшенным на количество энергии, затрачиваемой на привод теплонасосного и вентиляционного оборудования.The stated technical problem is solved in that the heat pump drying chamber includes a heat-insulated room, a heat pump installation and a supply and distribution system in the dry air chamber, and the chamber is equipped with two additional liquid-air heat exchangers integrated into a closed hydraulic circuit, one of which is located inside the chamber and the second is outside, while in the summertime the excess heat generated by the heat pump is discharged due to an additional cond sation of moisture on the internal heat exchanger of air to be dried, and in winter to the hydraulic circuit connected heat source heat exchangers, the heat loss compensating chamber, the heat pump is used only for ensuring the drying process. In addition, ventilation valves with fans can be installed in the upper part of the drying chamber, which open and turn on when there is an emergency excess of humidity in the chamber. Also, the chamber can be designed so that the wettest air from the upper part of the drying chamber is supplied to the heat pump equipment, and dry air from the heat pumps is supplied to the lower part of the chamber. At a stationary temperature regime of drying in the summertime through the additional heat exchangers, heat energy equivalent to the drive power of the heat pump and ventilation equipment can be arranged, and in winter, through these heat exchangers, the supply of heat energy equal to the heat loss of the chamber, reduced by the amount of energy spent on the drive of heat pump and ventilation equipment.

Предлагаемое устройство позволяет решить поставленную техническую задачу, потому что в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой тепловым насосом, что избавляет осушаемый материал от излишнего нагрева, а зимой к гидравлическому контуру теплообменников подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, что избавляет осушаемый материал от излишнего охлаждения. Кроме того, через дополнительные теплообменники в летнее время года может быть организован сброс тепловой энергии, эквивалентной мощности привода теплонасосного и вентиляционного оборудования, а в зимнее время года через эти теплообменники в камеру может быть организована подача тепловой энергии, равной теплопотерям камеры, уменьшенным на количество энергии, затрачиваемой на привод теплонасосного и вентиляционного оборудования, что позволяет экономить электроэнергию, затрачиваемую на сушку.The proposed device allows us to solve the technical problem, because in summer there is organized the discharge of excess heat generated by the heat pump, which saves the drained material from excessive heating, and in winter, a heat generator is connected to the hydraulic circuit of the heat exchangers, which compensates for the heat loss of the chamber, which eliminates the drained material from excessive cooling. In addition, through additional heat exchangers in the summertime, the discharge of thermal energy equivalent to the drive power of the heat pump and ventilation equipment can be arranged, and in the winter season through these heat exchangers, the supply of thermal energy equal to the heat loss of the camera reduced by the amount of energy can be arranged spent on the drive of heat pump and ventilation equipment, which saves the energy spent on drying.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, представленной на фиг.1. Теплопароизолированное помещение 1 оснащено системой вытяжки 2, соединенной с теплонасосной установкой 3, подключенной к системе подачи и распределения сухого воздуха 4, ведущей обратно в помещение 1. Также в камере установлен теплообменник 5 типа «жидкость-воздух», объединенный в замкнутый гидравлический контур с аналогичным теплообменником 6, расположенным снаружи помещения 1. Причем теплонасосная установка 3 может быть установлена как внутри (см. фиг.1), так и снаружи (см. фиг.2) помещения 1.The essence of the proposed technical solution is illustrated by the circuit shown in figure 1. The heat-insulated room 1 is equipped with an exhaust system 2 connected to a heat pump installation 3, connected to a dry air supply and distribution system 4, leading back to the room 1. Also, a liquid-air type 5 heat exchanger is installed in the chamber, combined into a closed hydraulic circuit with a similar a heat exchanger 6 located outside the room 1. Moreover, the heat pump installation 3 can be installed both inside (see figure 1) and outside (see figure 2) of the room 1.

Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в следующем.The principle of operation of the invention is as follows.

Из теплопароизолированного помещения 1 влажный воздух через систему вытяжки 2 попадает в теплонасосную установку 3, где он подвергается конденсационной осушке, после чего подается обратно в теплопароизолированное помещение 1 через систему подачи и распределения сухого воздуха 4. При этом в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой теплонасосной установкой 3, за счет дополнительной конденсации на внутреннем теплообменнике 5 влаги из осушаемого воздуха, а зимой к теплообменнику 6 подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, при этом теплонасосная установка 3 используется только для обеспечения процесса сушки.From the heat-insulated room 1, moist air through the exhaust system 2 enters the heat pump unit 3, where it is subjected to condensation drying, and then fed back to the heat-insulated room 1 through the dry air supply and distribution system 4. In this case, the excess heat is discharged in the summer season. generated by the heat pump unit 3, due to additional condensation on the internal heat exchanger 5 of moisture from the air being drained, and in winter, a heat generator is connected to the heat exchanger 6 Compensating chamber heat loss, the heat pump system 3 is used only for ensuring the drying process.

В отличие от прототипа предлагаемое техническое решение позволяет организовать сушку влажных материалов без их существенного нагрева или охлаждения, а также может обеспечивать экономию энергии, затрачиваемой на сушку.In contrast to the prototype, the proposed technical solution allows you to organize the drying of wet materials without significant heating or cooling, and can also save energy spent on drying.

Claims (4)

1. Теплонасосная сушильная камера, включающая теплопароизолированное помещение, теплонасосную установку и систему подачи и распределения в камере сухого воздуха, отличающаяся тем, что камера оснащена двумя объединенными в замкнутый гидравлический контур дополнительными теплообменниками типа «жидкость - воздух», один из которых расположен внутри камеры, а второй снаружи, при этом в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой тепловым насосом, за счет дополнительной конденсации на внутреннем теплообменнике влаги из осушаемого воздуха, а зимой к гидравлическому контуру теплообменников подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, при этом тепловой насос использован только для обеспечения процесса сушки.1. Heat pump drying chamber, including a heat-insulated room, a heat pump installation and a supply and distribution system in the dry air chamber, characterized in that the chamber is equipped with two additional liquid-air heat exchangers integrated into a closed hydraulic circuit, one of which is located inside the chamber, and the second outside, while in the summertime organized the discharge of excess heat generated by the heat pump due to additional condensation on the internal heat transfer moisture from the air being drained, and in winter, a heat generator is connected to the hydraulic circuit of the heat exchangers, which compensates for the heat loss of the chamber, while the heat pump is used only to ensure the drying process. 2. Теплонасосная сушильная камера по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части сушильной камеры установлены вентиляционные клапаны с вентиляторами, открывающиеся и включающиеся при аварийном превышении влажности в камере.2. The heat pump drying chamber according to claim 1, characterized in that in the upper part of the drying chamber ventilation valves with fans are installed, which open and turn on when there is an emergency excess of humidity in the chamber. 3. Теплонасосная сушильная камера по п.1, отличающаяся тем, что в теплонасосное оборудование подан наиболее влажный воздух из верхней части сушильной камеры, а сухой воздух из тепловых насосов подан в нижнюю часть камеры.3. The heat pump drying chamber according to claim 1, characterized in that the wettest air from the upper part of the drying chamber is supplied to the heat pump equipment, and dry air from the heat pumps is supplied to the lower part of the chamber. 4. Теплонасосная сушильная камера по п.1, отличающаяся тем, что при стационарном температурном режиме сушки в летнее время года через дополнительные теплообменники организован сброс тепловой энергии, эквивалентной мощности привода теплонасосного и вентиляционного оборудования, а в зимнее время года через эти теплообменники в камеру организована подача тепловой энергии, равной теплопотерям камеры, уменьшенным на количество энергии, затрачиваемой на привод теплонасосного и вентиляционного оборудования. 4. The heat pump drying chamber according to claim 1, characterized in that during the stationary temperature regime of drying in the summer through the additional heat exchangers, heat energy is released that is equivalent to the drive power of the heat pump and ventilation equipment, and in the winter season through these heat exchangers the chamber is organized the supply of thermal energy equal to the heat loss of the chamber, reduced by the amount of energy spent on the drive of heat pump and ventilation equipment.

Images