高温热泵烘干装置 【技术领域】
本发明涉及一种烘干装置， 特别涉及一种节能减排和直接排湿的高温热泵烘干装置。 背景技术 众所周知， 在医药行业采用烘干装置的目的是除去某些原料， 半成品中的水份或 溶剂， 以提高产品质量、 便于物料加工、 使用和便于运输与贮藏， 干燥装置还可广泛用与食 品和化工等领域。目前， 常规干燥装置通常直接用电加热或蒸汽 ( 燃料能 ) 获得干燥所需 的热能， 以利用热空气干燥物料为例， 常规热空气干燥装置中， 利用加热器将环境空气加热 到适当温度， 热空气进入干燥器中将热量传给物料， 使其中的水份汽化并由空气带出干燥 器， 出干燥器的空气变为温度低， 含水分多的废气， 直接排入环境， 同时， 常规干燥装置中， 进入干燥器空气的湿含量等于环境空气的湿含量， 当环境温度高， 湿含量大且物料又要求 低温干燥时， 此种干燥装置的应用会受到一定限制。另外， 还有一种一般的热泵干燥装置 它是热泵与干燥器有机的结合， 利用热泵特点， 制取的热量与消耗的驱动能量之比 (CPO) 为 3-8 倍。在热泵干燥装置中， 干燥器排出的废气不再排入环境， 而是进入热泵， 热泵将干 燥器排出的废气先降温除湿， 再加热升温后进入干燥器循环利用， 其工件原理就是利用 “热 泵” 中蒸发器吸收外界空气中的热量， 或者回收干燥过程中排气的余热， 经过压缩机做功将 能量搬运 ( 转移 ) 至烘干箱中， 烘干箱内的热空气经过反复循环加温， 吸收物料中的水分， 自身降温加湿， 经过热风排湿或者冷凝除水的过程， 把物料中的水分排出带走， 并最终实现 物料的连续干燥， 但由于原始热源为烘箱内相当于环境温度， 容体较小， 在干燥器中封闭循 环加热， 经过降温排湿后再加热， 而没有额外的热源补充， 使干燥箱的温度只能在一定程度 徘徊， 高温 56℃左右， 低温达近似露点 (6℃ )， 这对于含糖与含油物料的干燥， 很难进行 . 为 解决此问题， 一般只能采用辅助加热 ( 电加热 )。
发明内容
本发明的主要目的在于克服以上不足而提供一种节能减排和直接排湿的高温热 泵烘干装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 本发明包括轴流风机、 蒸发器、 压 缩机、 节流装置、 循环风机、 循环进气口、 冷凝器、 多层料架、 料架两侧的 A 挡板和 B 挡板、 热 风循环风道、 风挡和 PLC 数字温湿度控制器， 烘干箱箱体内分成两个隔断， 其中一个为供热 室， 另一个为烘干室， 烘干室的下部与供热室相通处设有排湿风机和排湿通道， 烘干箱箱体 1 的外表面设置有面板。
本发明还可以采用如下技术措施 ：
所述的供热室的上部设置有轴流风机， 下部设置有蒸发器、 压缩机和节流装置， 供 热室通过铜管内的工质与冷凝器相通， 在供热室 2 的下方还固定有常规 PLC 数字温湿度控 制器 20 ；所述的全封闭的烘干室的上部设置有循环风机、 循环进气口、 冷凝器、 下部设有排 湿通道和固定有排湿风道， 以及多层料架， 料架的两侧分别固定有带多排孔的 A 挡板和 B 挡 板；
所述的带多排孔的 A 挡板和 B 挡板上每排孔分别对准料架上的每一层 ；
所述的靠近热风循环风道进风侧的挡板的外侧固定有上下几层不同宽度的风 挡；
所述的蒸发器和冷凝器的两端分别与压缩机和节流装置连接 ；
所述的面板上设置有当前温度、 当前湿度、 运行时间、 总运行时间、 产品最终湿度、 A 折线、 A 长方块、 B 折线、 B 长方块、 触摸开关、 “设置” 触摸键、 “序号” 、 “确认” 键、 日历和 “查 询记录” 键， 它们通过 PLC 与 10″触摸屏连接在一起。
本发明具有的优点和积极效果是 ： 取消电热管和蒸汽加热， 直接吸收环境空气温 度 ( 包括余热 )， 节省大量能源 ； 采用 PLC 数字温湿度控制器， 并引进法国 (KIMO) 传感设备 以及大型触摸屏人机操作面板， 精度高， 性能稳定， 而且设定简单， 操作方便， 直接排湿效果 好， 废弃的二次回收利用节约了能源。 附图说明 图 1 是本发明的整体结构示意图 ；
图 2 是图 1 右视示意图 ；
图 3 是图 1 俯视示意图 ；
图 4 是工作原理示意图 ；
图 5 是面板结构示意图。
图 1- 图 5 中 ： 1. 烘干箱箱体， 2. 供热室， 3. 烘干室， 4. 轴流风机， 5. 蒸发器， 6. 压 缩机， 7. 节流装置， 8. 进气口， 9. 循环风机， 10. 循环进气口， 11. 冷凝器， 12. 料架， 13.A 挡 板， 14.B 挡板， 15. 热风循环风道， 16. 风挡， 17. 排湿风机， 18. 排湿通道， 19. 水平气孔， 20.PLC 数字温湿度控制器， 21. 面板， 22. 当前温度， 23. 当前湿度， 24. 运行时间， 25. 总运 行时间， 26. 产品最终湿度， 27.A 折线， 28.A 长方块， 29.B 折线， 30.B 长方块， 31. 触摸开关， 32.“设置” 触摸键， 33.“序号” ， 34.“确认” 键， 35. 日历， 36.“查询记录” 键。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容特点及功效兹举例以下实施例， 并配合附图详 细说明如下， 请参阅图 1- 图 5。
本发明的原理如图 4 所示 ： 通过循环风机 9 使环境的热空气进入蒸发器 5， 蒸发器 5 吸收热量， 通过压缩机 6， 工质把高温高压的过热气， 传给冷凝器 11， 在封闭的烘干室 3 中， 循环风机 9 又把冷凝器 11 的热量， 送给料架 12 上的物料。由于蒸发器 5 不在封闭的烘干 室 3 内， 它一直吸收环境中的热量， 将冷空气由轴流风机 4 不断排出， 形成一个以蒸发器 5 为中心的单向吸收热量循环， 源源不断通过压缩机 6 向冷凝器 11 供热， 使封闭烘干室 3 中 的温度不断上升， 最高温度一般控制在 85℃。完全满足用户需求 ； 在封闭的烘干室 3 中， 物料被加热后， 物料内水份汽化， 使封闭循环的热空气含湿量不断增加， 当达到设定的湿度 时， 通过排湿风机 17 和排湿通道 18。向外排湿， 同时， 从循环进气口 10 又可补充部分新空气， 以防止箱内造成负压。
如图 1- 图 3 所示 ： 烘干箱箱体 1 内分成两个隔断， 其中一个为供热室 2， 另一个为 烘干室 3， 所述的供热室 2 的上部设置有轴流风机 4， 下部设置有蒸发器 5、 压缩机 6 和节流 装置 7， 供热室 2 通过铜管内的工质与冷凝器 11 相通， 供热室 2 内形成以蒸发器 5， 压缩机 6 为中心的单独的热循环系统， 在该系统中， 轴流风机 4 不断的吸风， 使环境空气和从排湿风 道 18 的排湿余热不断的进入蒸发器 5， 蒸发器 5 中的散热片不断吸收其中的热量， 加热与 散热片为一体的铜盘管， 从而加热管内的工质 ( 制冷剂 )， 再经过压缩机 6 变为高温高压的 过热气， 进入冷凝器 11， 而经过蒸气器 5 的冷湿空气， 用轴流风机 4 排出箱外。为了充分利 用热能， 将排湿风道 18 安装在蒸发器 5 前， 既回收了排湿中的余热， 又将冷湿气排除箱外， 达到热源不断供给装置的目的 ； 所述的全封闭的烘干室 3 的上部设置有循环风机 9、 循环进 气口 10、 冷凝器 11、 下端固定有多层料架 12， 料架 12 的两侧分别固定有带多排水平气孔 19 的 A 挡板 13 和 B 挡板 14， 烘干室 3 的下部与供热室 2 相通处设有排湿风机 17 和排湿通道 18， 烘干室 3 内形成以冷凝器 11， 料架 12， 热风循环风道 15 为中心单独的物料加热循环系 统， 在物料加热循环系统中， 冷凝器 11 源源不断的获取从压缩机 6 送来的过热工质， 通过铜 盘管加热冷凝器 11 上的散热片， 再经过循环风机 9 不断的加热烘干室 3 内空气， 使物料不 断的被加热， 并使物料中的水分变为蒸汽进入空气中， 空气自身降温加湿， 当空气中的湿度 达到设定相对湿度时， 启动排湿风机 17， 将自动排湿。为了保证烘干室 3 内温度均匀， 所述 的蒸发器 5 和冷凝器 11 的两端分别与压缩机 6 和节流装置 7 连接， 形成大循环 ； 如图 2 所 示： 在靠近热风循环风道 15 进风侧的挡板 13 的外侧固定有上下几层不同长度的风挡 16， 当循环风机 9 将冷凝器 11 的热风输送到热风循环风道 15 后， 热风在流动过程中， 通过长度 不同的各风挡 16 和 A 挡板 13， 经料架 12 和 B 挡板 14 进行循环， 使气流与料盘平行， 并使烘 干室 3 内各处温度， 风量保持一致， 以保证产品的高质量 ； 为了顺利排除烘干室 3 内的冷湿 空气， 在烘干室 3 上方设置循环进气口 10， 当排湿时， 由于烘干箱箱体 1 内产生负压， 则循环 进气口 10 自动打开， 补充新的空气， 由于新的空气进来， 使箱内气体温度暂时有所下降， 可 实践证明， 这样做对排湿很有帮助， 可使内部的水分蒸发得更快， 产品质量更好。
本发明的电气控制， 采用固定在供热室 2 下方的常规 PLC 数字温湿度控制器 20， 并 引进法国 (KIMO) 传感设备， 以及大型触摸屏人机操作面板 21。
技术指标为
序 号 1 2 3名称内容供电电压 工作环境 温度测量 范围主机 ： 380V， 50HZ， 控制器 ： 220， 50HZ 5-45℃， 相对湿度≤ 95％ RH -20-+120℃， 精确度 ： ±0。2℃， 分辨率 ： 0。1℃5101852538 A CN 101852539说名称 内容明书4/5 页序 号 4湿度测量 范围 时间控制 范围 触摸屏0-100％ RH， 精确度 ： ±1。5％ RH， ， 分 辨率 ： 0。1％ RH 1， 总时间设定范围 ： 0-9999 分 2， 分段时间设定范围 ： 0-999 分 10″56
操作时， 首先， 在烘箱使用前， 通过触摸屏设定好温湿度， 并由 PLC 数字温湿度控 制器 20 控制压缩机 6， 循环风机 9 及排湿风机 17 的启动与停止， 进行监控， 来调节烘干箱内 的温湿度， 进行升温及排湿， 达到产品烘干目的。
如图 5 所示 ： 根据不同产品可设计不同的面板 21 的页面， 面板 21 可全面显示烘干 箱内的工况， 在面板 21 上设置有 ：
(1). 表示烘干箱 《当前温度》 22， 下面是升温或恒温用的时间 ( 时间以分为单位 )， “升温” 字闪耀表示升温时间。 “恒温” 字闪耀表示恒温时间。
(2). 表示烘箱 《当前湿度》 23， 下面是升湿或恒湿用的时间 ( 时间以分为单位 )， “升湿” 字闪耀表示升湿时间， “恒湿” 字闪耀表示恒湿时间。
(3). 表示烘干箱已运行时间 24。
(4). 表示烘干箱总运行时间 25 设定。
(5). 保护产品湿度设定， 也是产品最终湿度 26。
(6). 上面一条 A 折线 27 表示温度， 斜线表示升温， 其上面数字表示升温度， 水平线 表示恒温， A 折线 27 上面数字表示恒温设定上限值， 其下面为设定恒温时间。可设定 1-10 段。在 A 折线 27 下面的 A 长方块 28 中， A 长方块 28 内为 “0” 数字表示设定的恒温值。
(7). 下面一条 B 折线 29 表示湿度， 斜线表示升湿， 其上面数字表示升湿度 ( ％ RH)， 水平线表示恒湿， B 折线 29 上面数字表示恒湿设定上限值， 其下面为设定恒湿时间。 可 设定 1-10 段。在折线 29 上面的 B 长方块 30 中， B 折线 29 内为 “00” 数字表示设定的恒湿 值。
(8). 运行与停止触摸开关 31。
(9). 按 “设置” 触摸键 32， 将显示 “温度设定面板” 。
(10). “序号” 33 设置 0-9 号， 用于记录已运行 0-10 组的工艺参数， 便于历史查询。
(11).“确认” 键 34 用于将上述序号， 工艺参数及时间等保存。
(12). 北京时间日历 35。
(13). 按 “查询记录” 键 36， 用于查看或调用某数据，
它们通过 PLC 与 10″触摸屏连接在一起。
其优点是 ： 采用 PLC 数字温湿度控制器， 并引进法国 (KIMO) 传感设备， 以及大型触 摸屏人机操作面板， 精度高， 性能稳定， 而且设定简单， 操作方便， 可以直观整个工艺过程，保证了产品质量， 直接排湿效果好， 废弃的二次回收利用节约了大量能源。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的范 围进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进， 均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。