申请/专利权人：地平线(天津)科学技术应用研究有限公司;新疆阗丰农业科技有限责任公司

申请日：2024-01-29

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117685753B

主分类号：F26B9/06

分类号：F26B9/06;F26B21/00;F26B21/08;F26B21/10;F26B25/06;F25B30/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.03.29#实质审查的生效;2024.03.12#公开

摘要：本发明公开了一种联合转轮除湿的热泵干燥系统及运行控制方法，以快速达到干燥温度设定值，减少系统能耗。该系统包括压缩机、再生冷凝器、干燥冷凝器、干燥蒸发器、预热蒸发器、余热冷凝器、第一节流装置、第二节流装置、转轮除湿器、全热空气热交换器、干燥室、辅助电加热器、第一风机、第二风机。该方法包括预热干燥模式、恒速干燥模式及控温干燥模式；当干燥室的实时温度低于干燥温度设定值时采用预热干燥模式；当干燥室的实时温度等于干燥温度设定值时采用恒速干燥模式；当干燥室的实时温度高于干燥温度设定值时采用控温干燥模式。通过与转轮除湿器的联合提升除湿率，提高热泵系统的效率。预热蒸发器的设置缩短了预热时间，加快了启动过程。

主权项：1.一种联合转轮除湿的热泵干燥系统的运行控制方法，其特征在于，所述热泵干燥系统包括压缩机、再生冷凝器、干燥冷凝器、干燥蒸发器、预热蒸发器、余热排放控制阀、余热冷凝器、第一节流装置、第二节流装置、辅助电加热器、干燥室、转轮除湿器、全热空气热交换器、第一风机、第二风机及控制系统；所述再生冷凝器为所述转轮除湿器除湿提供热量；所述干燥冷凝器为除湿处理后的干燥介质升温提供热量；所述干燥蒸发器用于恒速干燥模式及控温干燥模式下与串联的所述再生冷凝器及干燥冷凝器形成冷媒循环，为干燥介质降温除湿；所述余热冷凝器用于所述干燥室内实时温度高于干燥室温度设定值时多余热量的排放；所述预热蒸发器用于预热干燥模式下与串联的所述再生冷凝器及干燥冷凝器形成冷媒循环；所述第一节流装置用于预热干燥模式下对来自所述干燥冷凝器的冷媒进行节流；所述第二节流装置用于恒速干燥模式下来自所述干燥冷凝器的冷媒节流及控温干燥模式下对来自所述干燥冷凝器及余热冷凝器的冷媒进行节流；所述全热空气热交换器用于利用转轮除湿器再生区的气体对新风进行预热后送入所述再生冷凝器，并将来自所述转轮除湿器再生区的气体热交换后排放到外部环境中；所述辅助电加热器用于预热干燥模式下干燥介质的辅助加热；所述余热排放控制阀用于控温干燥模式下控制流入所述余热冷凝器的冷媒流量；所述第一风机用于为干燥介质循环送入新风；所述第二风机为再生循环送入新风；所述控制系统根据所述干燥室的温湿度控制系统运行；所述压缩机的排气口与所述再生冷凝器的冷媒进口连接，所述再生冷凝器的冷媒出口分为两路，一路通过所述余热排放控制阀与所述余热冷凝器连接，另一路与所述干燥冷凝器的冷媒进口连接；所述干燥冷凝器的冷媒出口分为两路，一路通过第一控制阀、所述第一节流装置与所述预热蒸发器的冷媒进口连接，另一路与第二控制阀连接，所述第二控制阀出口与所述余热冷凝器的冷媒出口并联后通过所述第二节流装置与所述干燥蒸发器的冷媒进口连接，所述干燥蒸发器的冷媒出口与所述预热蒸发器的冷媒出口并联后与所述压缩机的吸气口连接；所述干燥室的出口与三通阀的进口连接，所述三通阀的第一出口与环境连通，所述三通阀的第二出口依次通过所述干燥蒸发器、转轮除湿器除湿区、干燥冷凝器与所述干燥室的进口连接，所述干燥冷凝器与干燥室之间的风道上安装有所述辅助电加热器；所述三通阀的第二出口与所述干燥蒸发器之间的风道上安装有所述第一风机；所述全热空气热交换器的第一进口安装有所述第二风机，所述全热空气热交换器的第一出口通过所述再生冷凝器与所述转轮除湿器再生区进口连接，所述转轮除湿器再生区的出口与所述全热空气热交换器的第二进口连接，所述全热空气热交换器的第二出口与外部环境连通；所述运行控制方法包括预热干燥模式、恒速干燥模式及控温干燥模式；当干燥室的实时温度低于干燥温度设定值时，采用预热干燥模式；当干燥室的实时温度等于干燥温度设定值时，采用恒速干燥模式；当干燥室的实时温度高于干燥温度设定值时，采用控温干燥模式；所述预热干燥模式的运行控制方法包括下述步骤：1-1、在预热干燥模式下，执行预热冷媒循环及预热干燥介质循环；所述预热冷媒循环为冷媒依次经所述压缩机、再生冷凝器、干燥冷凝器、第一节流装置、预热蒸发器回到所述压缩机的封闭循环；所述预热干燥介质循环为干燥介质从所述干燥室流出，经所述干燥冷凝器、辅助电加热器回到所述干燥室的封闭循环；1-2、将干燥室的实时温度与干燥温度设定值进行比较，当干燥室的实时温度低于干燥温度设定值时，保持预热干燥模式；当干燥室的实时温度等于干燥温度设定值时，进入恒速干燥模式；所述恒速干燥模式的运行控制方法包括下述步骤：2-1、在恒速干燥模式下，执行恒速干燥冷媒循环、恒速干燥介质循环及恒速再生循环；所述恒速干燥冷媒循环为：冷媒经所述压缩机、再生冷凝器、干燥冷凝器、第二节流装置、干燥蒸发器回到所述压缩机形成封闭循环；所述恒速干燥介质循环为：干燥介质从所述干燥室流出，一路排放到环境中，另一路与所述第一风机送入的新风混合后经所述干燥蒸发器、转轮除湿器除湿区、干燥冷凝器回到所述干燥室，形成半开式循环；所述恒速再生循环为：新风经所述第二风机送入所述全热空气热交换器，与来自所述转轮除湿器的气体热交换后，经所述再生冷凝器、转轮除湿器再生区、全热空气热交换器后排放到环境中，形成开式循环，来自所述转轮除湿器再生区的高温高湿气体与外界空气进行换热后排出，实现余热回收；所述干燥蒸发器对干燥介质降温除湿；所述转轮除湿器对干燥介质进行深度除湿；所述再生冷凝器为所述转轮除湿器除湿提供热量；所述全热空气热交换器为所述转轮除湿器再生气体预热；所述干燥冷凝器为进入所述干燥室的干燥介质升温提供热量；2-2、将干燥室内的物料含水率与物料含水率设定值进行比较，当物料含水率达到设定值时，关闭系统，完成物料干燥过程；当物料含水率高于物料含水率设定值时，将干燥室内的实时温度与干燥温度设定值进行比较，当干燥室内的实时温度等于干燥温度设定值时，保持恒速干燥模式；当干燥室内的实时温度高于干燥温度设定值时，进入控温干燥模式；所述控温干燥模式的运行控制方法包括下述步骤：3-1、在控温干燥模式下，执行控温冷媒循环、控温干燥介质循环及控温再生循环；所述控温冷媒循环为：冷媒经所述压缩机、再生冷凝器后，一路进入所述余热冷凝器，另一路进入所述干燥冷凝器，所述干燥冷凝器与余热冷凝器流出的冷媒汇合后经所述第二节流装置、干燥蒸发器回到所述压缩机，形成封闭循环；所述控温干燥介质循环为：干燥介质经所述干燥室流出，一路排放到环境中，另一路与所述第一风机送入的新风汇合后经所述干燥蒸发器、转轮除湿器除湿区、干燥冷凝器回到所述干燥室，形成半开式循环；所述控温再生循环为：新风经所述第二风机送入所述全热空气热交换器，与来自所述转轮除湿器的气体热交换后，经所述再生冷凝器、转轮除湿器再生区、全热空气热交换器后排放到环境中，形成开式循环，来自所述转轮除湿器再生区的高温高湿气体与外界空气进行换热后排出，实现余热回收；所述干燥蒸发器对干燥介质降温除湿；所述转轮除湿器对干燥介质进行深度除湿；所述再生冷凝器为所述转轮除湿器除湿提供热量；所述全热空气热交换器为所述转轮除湿器再生气体预热；所述干燥冷凝器为进入所述干燥室的干燥介质升温提供热量；3-2、将干燥室内的物料含水率与物料含水率设定值进行比较，当物料含水率等于物料含水率设定值时，关闭系统，完成物料干燥过程；当物料含水率高于物料含水率设定值时，将干燥室内的实时温度与干燥温度设定值进行比较，当干燥室内的实时温度高于干燥温度设定值时，保持控温干燥模式；当干燥室内的实时温度等于干燥温度设定值时，进入恒速干燥模式。

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