CN119123794A - 具有热回收功能的烘干设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有热回收功能的烘干设备，包括：烘干箱，烘干箱上设有热交换器，热交换器包括若干个间隔设置的第一流道和第二流道；制热机组，制热机组包括串联在一起的蒸发器和冷凝器，第一流道的两端分别连通所述蒸发器的迎风侧和烘干箱内部，第二流道的两端分别连通蒸发器的背风侧和冷凝器的迎风侧，冷凝器的背风侧与烘干箱内部连通，蒸发器、冷凝器、第一流道和第二流道形成气体循环回路。通过将烘干箱内的高温高湿气体进入到第一流道中，经过除湿后的低温气体通过第二进气口回到第二流道之中，低温气体吸收第一流道气体中的热量并最终送入到烘干箱中循环烘干工作，能够实现对烘干箱内的高温气体的热量回收再利用，起到节能效果。

Description

具有热回收功能的烘干设备

技术领域

本发明涉及烘干技术领域，特别涉及一种具有热回收功能的烘干设备。

背景技术

烘干设备是一种利用热能对物料进行加热以带走物料中的水分，达到烘干目的的设备，在现有技术中的工业生产、农业加工等领域用途很广，利用逆卡诺原理实现烘干效果是现有烘干设备采用的基本手段，其原理大致为：在烘干作业的时候，冷媒被压缩机加压，成为高温高压气体，然后进入室内侧的冷凝器，冷媒冷凝液化能够释放出高温热量加热烘干房内的空气，烘干箱内的物料通过热风的形式使物料中的水分汽化蒸发，蒸发出来的水蒸汽由排湿系统排走而烘干物料，而冷凝放热后的冷媒经过节流阀变为低温低压的液体，由于压力骤然降低，液态的冷媒进入蒸发器会源源不断吸收周边空气的低位热能迅速蒸发变成气态，吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机，进入下一个循环。这样冷媒不断地循环就实现将空气中的热量搬运到烘干箱内来实现烘干的效果。

然而，现有的烘干设备中从烘干箱内排出的高湿高温气体均被直接排放于自然环境中，这样便导致大量的热量被浪费，同时在某些特殊领域中被直接排放的热空气也会对外部环境造成污染，因此设计一种具有热回收功能的烘干设备很有必要。

发明内容

本发明提出了一种具有热回收功能的烘干设备，旨在解决现有技术中存在的烘干设备中的高湿高温气体被直接排放在大气环境中而造成热能浪费严重等问题。

发明采用的技术方案是：一种具有热回收功能的烘干设备，包括：烘干箱，所述烘干箱上设有热交换器，所述热交换器包括若干个间隔设置的第一流道和第二流道；制热机组，所述制热机组包括串联在一起的蒸发器和冷凝器，所述第一流道的两端分别连通所述蒸发器的迎风侧和烘干箱内部，所述第二流道的两端分别连通所述蒸发器的背风侧和冷凝器的迎风侧，所述冷凝器的背风侧与所述烘干箱内部连通，所述蒸发器、冷凝器、第一流道和第二流道形成气体循环回路。

进一步地，所述热交换器设于所述烘干箱的顶部，所述烘干箱的内部还设有第一风机机组，所述冷凝器的背风侧与所述烘干箱的底部相连通。

进一步地，所述热交换器设于所述烘干箱顶部，所述热交换器包括主体，所述主体内设有若干个第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道间隔排布，且所述第一流道和第二流道之间由隔板隔开，第一进气口和第一排气口分别连通所述第一流道的两端，第二进气口和第二排气口分别连通所述第二流道的两端，所述第一进气口连通烘干箱内，所述第一排气口与所述蒸发器连通，所述第二排气口连通至所述冷凝器的迎风侧。

进一步地，所述热交换器还包括与所述主体可拆卸连接的第一排气罩，所述第一排气罩设于所述第一排气口外侧，所述第一排气罩上设有至少一个排气筒，所述排气筒内设有若干组螺旋叶片，所述第一排气罩内还设有集水盘，所述集水盘设于所述排气筒的下方。

进一步地，所述第一排气罩上开设有安装口，所述集水盘通过所述安装口插入所述第一排气罩内，且所述集水盘的一侧还设有挡板，所述挡板卡设于所述安装口的外侧，所述挡板上设有拉手。

进一步地，所述制热机组还包括压缩机和节流装置，所述压缩机、节流装置与所述蒸发器和冷凝器形成制冷剂循环回路。

进一步地，所述制热机组还包括至少一个辅助空气加热装置，所述辅助空气加热装置设于气体循环回路上，且所述辅助空气加热装置设于所述冷凝器的出风侧和第一风机机组的迎风侧之间用于对空气进行二次加热。

进一步地，所述辅助空气加热装置为换热器，且所述辅助空气加热装置设于所述制冷剂循环回路并与所述冷凝器并联。

进一步地，所述烘干设备外侧还包括第一导流罩和第二导流罩，所述第一导流罩连通所述第一流道和蒸发器，所述第二导流罩连通所述第二流道和冷凝器；所述烘干设备内侧设有第三导流罩，所述第三导流罩连通所述蒸发器和第二流道。

进一步地，所述气体循环回路还包括设于所述蒸发器和热交换器之间的第二风机机组。

与现有技术比较，本发明通过将烘干箱内的高温高湿气体进入到第一流道中，然后通过第一流道流出热交换器并连通到降温装置进行降温除湿，经过除湿后的低温气体通过第二进气口回到第二流道之中，低温气体吸收第一流道气体中的热量并最终送入到烘干箱中循环烘干工作，本发明提出的热交换器能够利用蒸发器能够对高温气体进行除湿，对除湿之后的冷空气利用烘干箱内的高温高湿气体进行换热，从而实现热量回收，升温后的气体进入冷凝器继续加热，最终回到烘干箱内用于烘干，既通过热量回收的方式提升了能源的利用率，还避免了有害气体的不断排出造成空气污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中实施例一中的烘干设备的立体结构示意简图；

图2为本发明中实施例一中的烘干设备的剖面结构示意简图；

图3为本发明中实施例一中的烘干设备气体循环回路的构造框图；

图4为本发明中实施例一中的热交换器的立体结构示意图；

图5为本发明中实施例一中的热交换器的仰视结构示意图；

图6为本发明中实施例一中的第二流道的剖面结构示意图；

图7为本发明中实施例一中的第一流道的剖面结构示意图；

图8为本发明中实施例一中的第一排气罩的爆炸结构示意图；

图9为图8中A的放大结构示意图；

图10为实施例一中的气体在第一排气罩的流动示意图；

图11为本发明实施例二中的热交换器的立体结构示意图；

图12为本发明实施例二中的烘干设备的剖面结构示意简图；

图13为图12中省略风道时的烘干设备的剖面结构示意简图。

本申请中主要的附图标记为：1、主体；2、第一流道；3、第二流道；5、第一进气口；6、第二排气口；7、第一排气口；8、第二进气口；9、第一排气罩；10、排气筒；11、螺旋叶片；12、集水盘；13、安装口；14、挡板；15、拉手；16、第二排气罩；17、蒸发器；18、冷凝器；19、第一风机机组；20、压缩机；21、节流装置；22、第一导流罩；23、第二导流罩；24、第三导流罩；25、烘干箱；26、辅助空气加热装置；27、第二风机机组。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本申请提出了一种具有热回收功能的烘干设备，本发明中所提出的烘干设备旨在实现热量回收，利用升温后的气体进入冷凝器继续加热，最终回到烘干箱内用于烘干，既通过热量回收的方式提升了能源的利用率，还避免了有害气体的不断排出造成空气污染。

实施例一

结合附图1至3所示，在第实施例一种，本申请中的烘干设备包括烘干箱25、热交换器和制热机组，热交换器包括若干个间隔设置的第一流道和第二流道，第一流道和第二流道中的气体反向流动进行换热，制热机组包括串联在一起的蒸发器17和冷凝器18，蒸发器17和冷凝器18的设置位置可根据实际需求进行适应性的调整，例如：蒸发器17和冷凝器18固定安装在烘干箱25外侧，第一流道的两端分别连通蒸发器17的迎风侧和烘干箱25内部，第二流道的两端分别连通蒸发器17的背风侧和冷凝器18的迎风侧，冷凝器18的背风侧与烘干箱25内部连通，蒸发器17、冷凝器18、第一流道和第二流道依靠管道或者风道进行连通形成气体循环回路，烘干箱25中的高温高湿气体经过第一流道进入热交换器中，经过换热后温度降低并进入到蒸发器17中继续降温，高湿气体经过蒸发器17温度下降后变成低温低湿气体，低温低湿气体流入热交换器的第二流道中与高温高湿气体换热，从而回收一部分热量使得温度上升成为中温低湿气体，中温低湿气体进入到冷凝器18中继续升温形成高温低湿气体，高温低湿气体回流到烘干箱25内继续进行烘干带走物料水分。

具体地，本申请中的热交换器可以固定设置在烘干箱25的顶部位置，当然也可以拆卸式固定在烘干箱25顶部，本申请并不做具体限定，两种固定方式对本申请所要解决的技术问题并无本质影响。在烘干箱25的内部靠下的位置设置第一风机机组19，第一风机机组19至少包括一个风机，冷凝器18的背风侧(出风侧)设置在第一风机机组19的吸风一侧，从而在第一风机机组19的作用下源源不断的将干燥热风抽入烘干箱25内。优选地，冷凝器18的背风侧设置在烘干箱25内部的靠近底部位置，以充分对物料进行烘干，冷凝器18的背风侧既可以通过风道输送至烘干箱25内，也可以直接设置在烘干箱25的内侧。

进一步地，制热机组为现有技术，这里仅就必要结构和原理作说明，制热机组除上述蒸发器17和冷凝器18外，还包括压缩机20和节流装置21，压缩机20、节流装置21与所述蒸发器17和冷凝器18形成制冷剂循环回路(需要说明的是：节流装置21和压缩机20等均是本领域中的现有部件，其安装位置和具体的结构对本申请的实施没有影响，因此在图2中仅以方框替代以指示位置，省略制冷剂管路)，依靠制冷剂的循环流动进行热量的传递，其中，压缩机20将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，然后送至冷凝器18进行放热冷却，冷却后变成中温高压的液态制冷剂，接着经过节流装置21(膨胀阀)节流降压，变成低温低压的气液混合体，再经过蒸发器17吸收空气中的热量而汽化，变成气态后回到压缩机20继续压缩循环。优选地，本申请中的制热机组还可以包括至少一个辅助空气加热装置(图中未示出)，辅助空气加热装置设于气体循环回路上并与冷凝器18串联，从而保证进入烘干箱25内的温度够高。

进一步地，参阅附图4至7所示，本发明中一个具体的实施例中的热交换器包括一个主体1，其中主体1形状包括但不限于矩形、筒状等，本实施例以矩形主体1举例说明，主体1内部为中空设置，在主体1的内部设置有若干块隔板，通过隔板将主体1内部分隔成若干个扁长的流道，这些流道包括第一流道2和第二流道3，第一流道2和第二流道3彼此之间为间隔设置，即第一流道2和第二流道3彼此由隔板隔开，在主体1的一端位置分别设置有第一进气口5和第二排气口6，在主体1的另外一端的位置上分别设置有第二进气口8和第一排气口7；具体为：每个第一流道2的一端为第一排气口7，另一端即为第一进气口5，每个第二流道3的一端为第二进气口8，另一端为第二排气口6。在安装过程中，将第一进气口5设于烘干箱25内部，通过第一进气口5抽吸烘干箱25内的高温高湿气体进入到第一流道2之中，第一排气口7与第二进气口8连通，第二排气口6连通至烘干箱25内，高温高湿气体通过第一流道2流出后又回流到第二流道3之中，并通过第二流道3继续进入到烘干箱25内进行烘干，其中当高温高湿气体经过第一流道2后与第二流道3中的气体换热，由于第二流道3中的气体在流出热交换器之后温度会降低(或是进入到蒸发器17进行降温除湿，或是通过与外部环境接触自然降温冷却除湿)，所以第二流道3中的气体与第一流道2中的高温高湿气体会进行换热，使得第二流道3中的低温低湿的空气温度升高，最后回流到烘干箱25中循环加热(可以利用冷凝器18加热，也可以利用电加热器加热)，从而能够回收一部分第一流道2中的热量继续同于烘干，起到节能环保的作用。

另外，结合附图4、8、9、10所示，第一流道2中的高温高湿气体经过与第二流道3中的低温气体换热之后，第一流道2中的气体温度降低，因此也会发生少量的冷凝，本实施例还在热交换器的外部设置了第一排气罩9，第一排气罩9与主体1可拆卸连接，第一排气罩9设于所有的第一排气口7的外侧位置，第一排气罩9能够将第一流道2中的气体集中汇集，便于气体的排放。并且，在第一排气罩9上设有至少一个排气筒10(本实施例中为三个)，在排气筒10内设有若干组螺旋叶片11，螺旋叶片11能够对气流产生旋流作用，进行气液分离，使第一流道2中的气体降温后还依靠旋流作用将气体中的液滴收集，从而起到一定的除湿作用，提升除湿效果。进一步还可以在第一排气罩9内设有集水盘12，集水盘12设于排气筒10的下方，集水盘12能够将排气筒10中汇集的液滴进行收集，然后通过集水盘12集中排放或者回收利用。

进一步地，如图8、9所示，本实施例中的集水盘12进行抽拉设置，通过在第一排气罩9上开设有安装口13，集水盘12通过安装口13插入到第一排气罩9内，且在集水盘12的一侧还设有挡板14，挡板14卡设于安装口13的外侧，在挡板14上设有拉手15，便于将集水盘12抽出进行清理工作。

进一步地，热交换器还包括第二排气罩16，第二排气罩16设有圆形的开口，通过法兰盘与管路对接，从而便于主体1通过管路与外部设备进行连接；将第二排气罩16与主体1进行可拆卸连接，且第二排气罩16设于第二进气口8外侧，在本实施例中，第一排气口7和第二进气口8设置在主体1的同一端部，第一排气口7设置在第二进气口8的上侧，即第二排气罩16位于第一排气罩9的下方，两者均采用螺钉连接的方式固定在主体1的端部，具体可以为：在主体1的端部设有一周延伸板，延伸板的外轮廓与第一排气罩9和第二排气罩16的内轮廓一致，将第一排气罩9和第二排气罩16套装在延伸板上，然后通过螺钉将第一排气罩9、第二排气罩16与延伸板固定即可，也可以在延伸板和第一排气罩9、第二排气罩16之间填充密封材料进行密封。

优选地，隔板的材质为铝、铜、不锈钢中的一种，具有良好的导热性，同时具有较高的支撑强度。

更进一步地，在本申请的一个具体实施方式中，热交换器、冷凝器18和蒸发器17均设置在烘干箱25的外部，因此需要特别设置第一导流罩22、第二导流罩23和第三导流罩24进行气体的输送，其中第一导流罩22连通第一流道和蒸发器17，第二导流罩23连通第二流道和冷凝器18，烘干设备内侧设有第三导流罩24，第三导流罩24连通蒸发器17和第二流道，从而形成封闭的气体循环回路，保证气体的正常输送。

以上仅为可实施的具体实施例，本领域技术人员应当知道，制热机组中各个部件(冷凝器18、蒸发器17、压缩机20和节流装置21)均可以根据场地、成本和设计要求进行适应性调整，从而将这些部件设置在烘干箱25内、外的任意位置处并配备相应的管路进行连通。

实施例二

本发明对于第一进气口5、第二排气口6、第二进气口8和第一排气口7的具体朝向和排布方式不作限定，如图11所示，在热交换器的实施例二中，也可以根据实际需要进行如下设置：第一进气口5和第一排气口7分别设置在主体1的两侧方向上，第二进气口8和第一排气口7设置在同一侧且间隔设置，第二排气口6设置在主体1的上方且远离第二进气口8的一侧上。

基于实施例二中所提出的具体热交换器，本发明还进一步提出了烘干箱的实施例二，如图12所示，在实施例二中，烘干设备包括烘干箱25、热交换器和制热机组，热交换器如图11所示，其与实施例一种的热交换器的区别仅在于进气口和排气口的设置方向不同，制热机组包括串联在一起的蒸发器17和冷凝器18，蒸发器17设置在烘干箱25的顶部与第一排气口7通过第一导流罩22连通，在蒸发器17的上端排气口处设置有第二风机机组27，第二风机机组27增加风压，提升空气的流动效率，第二风机机组27的出风一侧通过第三导流罩24与第二进气口8连通，从而将经过蒸发器17降温除湿后的空气再次输送回热交换器进行升温。

在实施例二中，冷凝器18设置在烘干箱25靠上方的位置，冷凝器18的进风侧通过第二导流罩23与第二排气口6连通在一起，经过热交换器升温后的中温气体先进入冷凝器18进行第一次升温，冷凝器18下方的出风侧(即背风侧)位于烘干箱内部靠下方的位置，在冷凝器18下方的出风侧正对设置有辅助空气加热装置26，辅助空气加热装置26的上方正对冷凝器18的位置为进风侧(即迎风侧)，冷凝器的侧部为出风侧，通过设置在烘干箱25下方的第一风机机组19将从冷凝器18下方送出的热风抽吸至辅助空气加热装置26中进行第二次升温，然后从烘干箱的底部输送至烘干箱内持续进行烘干工作。

在此实施例中通过增设了辅助空气加热装置26，辅助空气加热装置26同样采用与冷凝器18具有相同功能及原理的换热器结构，将蒸发器17、冷凝器18与压缩机20、节流装置21等进行串联形成制冷剂循环回路(需要说明的是：节流装置21和压缩机20等均是本领域中的现有部件，其安装位置和具体的结构对本申请的实施没有影响，因此在图12中仅以方框替代以指示位置，省略制冷剂管路)，辅助空气加热装置26与冷凝器18并联接入到制冷剂循环回路中，依靠制冷剂的循环流动进行热量的传递，其中压缩机20将气态的制冷剂压缩为高温高压的气态，然后送至冷凝器18进行第一次放热冷却和辅助空气加热装置26进行第二次放热冷却，经过冷凝器18和辅助空气加热装置26冷却后变成中温高压的液态制冷剂，接着经过节流装置21(膨胀阀)节流降压，变成低温低压的气液混合体，再经过蒸发器17吸收空气中的热量而汽化，变成气态后回到压缩机20继续压缩循环。

烘干箱25中的高温高湿气体经过第一流道进入热交换器中，经过换热后温度降低并进入到蒸发器17中继续降温，高湿气体经过蒸发器17温度下降后变成低温低湿气体，低温低湿气体流入热交换器的第二流道中与高温高湿气体换热，从而回收一部分热量使得温度上升成为中温低湿气体，中温低湿气体进入到冷凝器18中继续升温形成高温低湿气体，高温低湿气体回流到烘干箱25内继续进行烘干带走物料水分。

具体地，本申请中的热交换器可以固定设置在烘干箱25的顶部位置，当然也可以拆卸式固定在烘干箱25顶部，本申请并不做具体限定，两种固定方式对本申请所要解决的技术问题并无本质影响。

本发明的原理为：烘干箱25内的高温高湿气体进入到第一流道2中，然后通过第一流道2流出热交换器并连通到降温装置(如蒸发器17)进行降温除湿，经过除湿后的低温气体通过第二进气口8回到第二流道3之中，低温气体吸收第一流道2气体中的热量并最终送入到烘干箱25中循环烘干工作(可以经过冷凝器18和辅助空气加热装置26进行加热后送入)，本发明通过将烘干箱25内的高温高湿气体进入到第一流道中，然后通过第一流道流出热交换器并连通到降温装置进行降温除湿，经过除湿后的低温气体通过第二进气口回到第二流道之中，低温气体吸收第一流道气体中的热量并最终送入到烘干箱25中循环烘干工作，本发明提出的热交换器能够利用蒸发器17能够对高温气体进行除湿，对除湿之后的冷空气利用烘干箱25内的高温高湿气体进行换热，从而实现热量回收，升温后的气体进入冷凝器18继续加热，最终回到烘干箱25内用于烘干，既通过热量回收的方式提升了能源的利用率，还避免了有害气体的不断排出造成空气污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有热回收功能的烘干设备，其特征在于，包括：烘干箱，所述烘干箱上设有热交换器，所述热交换器包括若干个间隔设置的第一流道和第二流道；制热机组，所述制热机组包括串联在一起的蒸发器和冷凝器，所述第一流道的两端分别连通所述蒸发器的迎风侧和烘干箱内部，所述第二流道的两端分别连通所述蒸发器的背风侧和冷凝器的迎风侧，所述冷凝器的背风侧与所述烘干箱内部连通，所述蒸发器、冷凝器、第一流道和第二流道形成气体循环回路。

2.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于，所述热交换器设于所述烘干箱的顶部，所述烘干箱的内部还设有第一风机机组，所述冷凝器的背风侧与所述烘干箱的底部相连通。

3.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于，所述热交换器设于所述烘干箱顶部，所述热交换器包括主体，所述主体内设有若干个第一流道和第二流道，所述第一流道和第二流道间隔排布，且所述第一流道和第二流道之间由隔板隔开，第一进气口和第一排气口分别连通所述第一流道的两端，第二进气口和第二排气口分别连通所述第二流道的两端，所述第一进气口连通烘干箱内，所述第一排气口与所述蒸发器连通，所述第二排气口连通至所述冷凝器的迎风侧。

4.根据权利要求3所述的烘干设备，其特征在于，所述热交换器还包括与所述主体可拆卸连接的第一排气罩，所述第一排气罩设于所述第一排气口外侧，所述第一排气罩上设有至少一个排气筒，所述排气筒内设有若干组螺旋叶片，所述第一排气罩内还设有集水盘，所述集水盘设于所述排气筒的下方。

5.根据权利要求4所述的烘干设备，其特征在于，所述第一排气罩上开设有安装口，所述集水盘通过所述安装口插入所述第一排气罩内，且所述集水盘的一侧还设有挡板，所述挡板卡设于所述安装口的外侧，所述挡板上设有拉手。

6.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于，所述制热机组还包括压缩机和节流装置，所述压缩机、节流装置与所述蒸发器和冷凝器形成制冷剂循环回路。

7.根据权利要求6所述的烘干设备，其特征在于，所述制热机组还包括至少一个辅助空气加热装置，所述辅助空气加热装置设于气体循环回路上，且所述辅助空气加热装置设于所述冷凝器的出风侧和第一风机机组的迎风侧之间用于对空气进行二次加热。

8.根据权利要求7所述的烘干设备，其特征在于，所述辅助空气加热装置为换热器，且所述辅助空气加热装置设于所述制冷剂循环回路并与所述冷凝器并联。

9.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于，所述烘干设备外侧还包括第一导流罩和第二导流罩，所述第一导流罩连通所述第一流道和蒸发器，所述第二导流罩连通所述第二流道和冷凝器；所述烘干设备内侧设有第三导流罩，所述第三导流罩连通所述蒸发器和第二流道。

10.根据权利要求1所述的烘干设备，其特征在于，所述气体循环回路还包括设于所述蒸发器和热交换器之间的第二风机机组。