一種熱泵輔助型干燥系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種熱泵輔助型干燥系統(tǒng)及方法，包括熱泵、主熱風管道、熱風支路管、支路閥門、二次加熱器、溫度傳感器、干燥箱、排氣支路管、排氣主管道、尾氣凈化器、空氣預(yù)熱器、進風管道、引風機。本發(fā)明一方面利用熱泵和二次加熱器進行分段加熱，通過熱泵提高加熱效率，實現(xiàn)了系統(tǒng)的梯級優(yōu)化加熱，提高了系統(tǒng)的用能效率，降低了能耗；另一方面，通過支路二次加熱的獨立控制，滿足了系統(tǒng)干燥溫度差異化需求，提高了系統(tǒng)對干燥工藝的適應(yīng)性水平，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種熱泵輔助型干燥系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)及方法，屬于熱栗干燥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]熱栗作為一種高效節(jié)能設(shè)備，在生活供暖、工業(yè)干燥等工業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用，對于提高用能效率，降低能耗水平具有重要的意義，是支撐我國節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略的重要一環(huán)。
[0003]熱栗設(shè)備的最大特點就是在消耗少量高品位能源(電能、高溫蒸汽、煙氣)的同時利用了低溫熱能(如空氣能、地熱、水源)，獲得大量中低溫熱能。值得指出的是，盡管熱栗系統(tǒng)獲得的中低溫熱能具有廣泛的應(yīng)用前景，但是也存在一定的局限性。通常，熱栗系統(tǒng)能夠獲得熱能的溫度為60°C左右，通過更加級數(shù)和改進制冷劑，可以獲得的最高溫度也僅為90°C。而且，隨著溫度的升高，熱栗系統(tǒng)的⑶P會下降，經(jīng)濟性也會降低。然而，再諸多干燥領(lǐng)域，干燥溫度要求達到120?150°C，甚至更高，此時，單一的熱栗系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足。但是，單純的利用高品位的能源，系統(tǒng)能耗太高，不利于系統(tǒng)的經(jīng)濟性。因此，如何充分利用熱栗系統(tǒng)節(jié)能特性的同時，又能提高高溫干燥系統(tǒng)能效，降低能耗，成為干燥系統(tǒng)發(fā)展面臨的關(guān)鍵問題。
[0004]于此同時，由于受到工藝的限制，不同工藝階段的干燥溫度是不同的，因此，對于一個大型的干燥系統(tǒng)而言，可能在同一時刻存在不同干燥溫度的需求。因此，如何在滿足同一時刻既不同溫度需求，又能降低干燥系統(tǒng)的能耗，提高能效比，也成為新型干燥系統(tǒng)發(fā)展的方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提出一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)及方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)包括熱栗、主熱風管道、熱風支路管、支路閥門、二次加熱器、溫度傳感器、干燥箱、排氣支路管、排氣主管道、尾氣凈化器、空氣預(yù)熱器、進風管道、引風機。空氣預(yù)熱器、進風管道、熱栗、主熱風管道順次相連，主熱風管道上并聯(lián)有若干熱風支路管，每個熱風支路管均分別與干燥箱入口相連，干燥箱出口分別與一條排氣支路管相連，所有排氣支路管匯集后與排氣主管道(9)相連，排氣主管道經(jīng)尾氣凈化器后與空氣預(yù)熱器的加熱側(cè)入口相連，進風管道上安裝有引風機，熱風支路管沿流動方向依次安裝有支路閥門、二次加熱器、溫度傳感器。
[0008]所述的二次加熱器采用電熱管加熱器、電熱絲加熱器、電磁加熱器或翅片管加熱器。
[0009]所述的熱栗采用常用性熱栗，如空氣源、水源、地熱源熱栗、溴化鋰吸收式熱栗或太陽能熱栗。
[0010]所述的熱引風機為變頻風機。
[0011]—種采用所述的熱栗輔助型干燥系統(tǒng)的干燥方法，新空氣首先通過空氣預(yù)熱器進行預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣通過熱栗升溫到50?70°C，利用熱栗的較高的C0P，降低預(yù)熱階段升溫的能耗水平;升溫后的熱空氣經(jīng)過主熱風管道進入熱風支路管，各個熱風支路管內(nèi)的二次加熱器根據(jù)各自支路上干燥箱的干燥溫度需求分別進行獨立的升溫加熱，滿足支路上干燥箱的不同溫度需求，同時利用干燥箱的排氣余熱作為空氣預(yù)熱器的熱源，實現(xiàn)不同加熱階段最大化提高加熱效率，達到梯級優(yōu)化加熱的目的，提高系統(tǒng)的能量利用效率；與此同時，通過控制支路閥門的開閉以及閥門開度大小實現(xiàn)不同支路流量需求的獨立控制。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0013](I)本發(fā)明利用熱栗解決了干燥系統(tǒng)中低溫加熱階段的能耗問題，提高了加熱的能效，最終通過梯級優(yōu)化加熱提高了系統(tǒng)的整體能效水平。
[0014](2)本發(fā)明通過支路系統(tǒng)上的獨立加熱，實現(xiàn)了加熱系統(tǒng)同時滿足不同加熱溫度需求，提高了加熱系統(tǒng)對加熱工藝的差異化的適應(yīng)水平。
【附圖說明】
[0015]圖1是一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖中:熱栗1、主熱風管道2、熱風支路管3、支路閥門4、二次加熱器5、溫度傳感器6、干燥箱7、排氣支路管8、排氣主管道9、尾氣凈化器10、空氣預(yù)熱器11、進風管道12、引風機13ο
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)，包括熱栗1、主熱風管道2、熱風支路管3、支路閥門4、二次加熱器5、溫度傳感器6、干燥箱7、排氣支路管8、排氣主管道9、尾氣凈化器10、空氣預(yù)熱器11、進風管道12、引風機13?？諝忸A(yù)熱器11、進風管道12、熱栗1、主熱風管道2順次相連，主熱風管道2上并聯(lián)有若干熱風支路管3，每個熱風支路管3均分別與干燥箱7入口相連，干燥箱7出口分別與排氣支路管8相連，若干并聯(lián)的排氣支路管8匯集后與排氣主管道9相連，排氣主管道9經(jīng)尾氣凈化器10后與空氣預(yù)熱器11的加熱側(cè)入口相連，進風管道12上安裝有引風機13，熱風支路管3沿流動方向依次安裝有支路閥門4、二次加熱器5、溫度傳感器6 ο
[0018]所述的二次加熱器5包括電熱管加熱器、電熱絲加熱器、電磁加熱器和翅片管加熱器。所述的熱栗I包括常用性熱栗，如空氣源、水源、地熱源熱栗、溴化鋰吸收式熱栗、太陽能熱栗。所述的熱引風機13為變頻風機。
[0019]基于所述一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)的干燥方法，新空氣首先通過空氣預(yù)熱器11進行預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣通過熱栗I升溫到50?70°C，由于熱栗的COP相對于系統(tǒng)中的其他部件CPO較高，從而大大降低了這一階段升溫的能耗水平，升溫后的熱空氣經(jīng)過主熱風管道2進入熱風支路管3，各個熱風支路管3內(nèi)的二次加熱器5根據(jù)各自支路上干燥箱7的干燥溫度需求分別進行獨立的升溫加熱，滿足支路上干燥箱7的不同溫度需求，同時利用干燥箱7的排氣余熱作為空氣預(yù)熱器11的熱源，實現(xiàn)不同加熱階段最大化提高了加熱的效率，達到梯級優(yōu)化加熱的目的，提高了系統(tǒng)的能量利用效率。與此同時，支路閥門4的開閉以及閥門開度大小實現(xiàn)了不同支路流量需求的獨立控制的目的。
[0020]本發(fā)明的具體工作過程如下:
[0021]系統(tǒng)根據(jù)支路干燥箱的風量需求，開啟支路上工作干燥箱相連的電動閥，形成換熱通路，通過變頻器調(diào)節(jié)引風機的風量，新空氣通過熱栗加熱升溫到50?70°C;系統(tǒng)根據(jù)各個支路上的風量需求特點，單獨控制各個支路上的閥門開度大小，使得進入各支路的風量達到要求;被加熱后的空氣進入支路以后，系統(tǒng)根據(jù)各支路干燥箱的干燥溫度需求，分別控制支路上二次加熱器的加熱功率，并通過干燥箱入口的溫度傳感器反饋控制加熱器的功率及啟停過程，使得進入干燥箱的溫度達到干燥工藝需求。于此同時，干燥箱出口的煙氣經(jīng)過尾氣凈化器凈化以后，流入預(yù)熱器作為空氣預(yù)熱器的熱源，對新空氣進行余熱，進一步回收部分熱量。
[0022]通過本發(fā)明的實施，首先，利用熱栗系統(tǒng)提高了干燥箱初級共性升溫階段的加熱效率，對不同加熱器的差異性溫度，實現(xiàn)了單獨二次加熱，使得整個系統(tǒng)實現(xiàn)了梯級優(yōu)化加熱，提高了系統(tǒng)的用能效率，降低了能耗，而且，滿足了個支路干燥器的干燥溫度差異化需求。此外，本系統(tǒng)在實施過程中，還充分利用了干燥箱尾部的余熱，進一步實現(xiàn)了降低能耗的目的。
[0023]本發(fā)明的對于滿足不同溫度工藝需求的特別是單個加熱適中(小于1MW)的分布式干燥加熱系統(tǒng)，例如多臺不同或相同溫度需求的塑料干燥過程、煙草干燥、木材干燥等等，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
【主權(quán)項】
1.一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)，其特征在于包括熱栗(I)、主熱風管道(2)、熱風支路管(3)、支路閥門(4)、二次加熱器(5)、溫度傳感器(6)、干燥箱(7)、排氣支路管(8)、排氣主管道(9)、尾氣凈化器(10)、空氣預(yù)熱器(11)、進風管道(12)和引風機(13);空氣預(yù)熱器(11)、進風管道(12)、熱栗(I)、主熱風管道(2)順次相連，主熱風管道(2)上并聯(lián)有若干熱風支路管(3)，每個熱風支路管(3)均分別與干燥箱(7)入口相連，干燥箱(7)出口分別與排氣支路管(8)相連，所有排氣支路管(8)匯集后與排氣主管道(9)相連，排氣主管道(9)經(jīng)尾氣凈化器(10)后與空氣預(yù)熱器(11)的加熱側(cè)入口相連，進風管道(12)上安裝有引風機(13)，熱風支路管(3)沿流動方向依次安裝有支路閥門(4)、二次加熱器(5)和溫度傳感器(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)，其特征在于所述的二次加熱器(5)包括電熱管加熱器、電熱絲加熱器、電磁加熱器或翅片管加熱器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)，其特征在于所述的熱栗(I)為常用性熱栗，包括空氣源、水源、地熱源熱栗、溴化鋰吸收式熱栗或太陽能熱栗。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱栗輔助型干燥系統(tǒng)，其特征在于所述的熱引風機(13)為變頻風機。5.一種利用權(quán)利要求1所述的熱栗輔助型干燥系統(tǒng)的干燥方法，其特征在于:新空氣首先通過空氣預(yù)熱器(11)進行預(yù)熱，預(yù)熱后的空氣通過熱栗(I)升溫到50?70°C，利用熱栗的較高的⑶P，降低預(yù)熱階段升溫的能耗水平;升溫后的熱空氣經(jīng)過主熱風管道(2)進入熱風支路管(3)，各個熱風支路管(3)內(nèi)的二次加熱器(5)根據(jù)各自支路上干燥箱(7)的干燥溫度需求分別進行獨立的升溫加熱，滿足支路上干燥箱(7)的不同溫度需求，同時利用干燥箱(7)的排氣余熱作為空氣預(yù)熱器(11)的熱源，實現(xiàn)不同加熱階段最大化提高加熱效率，達到梯級優(yōu)化加熱的目的，提高系統(tǒng)的能量利用效率;與此同時，通過控制支路閥門(4)的開閉以及閥門開度大小實現(xiàn)不同支路流量需求的獨立控制。
【文檔編號】F26B21/12GK105953566SQ201610312964
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月11日
【發(fā)明人】張良, 范利武, 鄭夢蓮, 俞自濤, 胡亞才
【申請人】浙江大學(xué)