一种变量式热管交换器装置及烘干系统

技术领域

本发明涉及烘干设备技术领域，具体是一种变量式热管交换器装置及烘干系统。

背景技术

在烘干市场上，食品，茶叶，药材等产品烘干率都比较低，社会需求量大。现今人们的环境意识和节能意识日益增强，环保的呼声越来越高，热泵烘干技术日益成熟，很好的解决了烘干工艺中环境污染严重、运行成本高、烘干速率慢、除湿能耗比低等问题。利用热泵烘干取代传统的烘干系统是目前急需要确决的问题。

现有的热泵烘干技术根据不同的需求存在两种烘干方式，分别是开式热泵烘干技术与闭式热泵烘干技术；开式热泵烘干技术主要是通过热泵技术取代原有的燃油，燃煤，电加热等高能耗高污染的早式烘干设备热源供应，很好确决了传统的相关问题。闭式烘干系统技术是把整个烘干除湿系统封闭，然后通过冷凝器供热，蒸发器除湿，采用电热丝加热来进行能源补充，很好的解决现有烘干工艺中环境污染严重、运行成本高、烘干速率慢、除湿能耗比较低等突出技术问题。

但是，开式热泵烘干技术会受到环境温度和湿度的影响，特别是在高温高湿的环境下烘干效果极差；闭式烘干系统技术是闭式循环的，其除湿效果不好，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变量式热管交换器装置及烘干系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种变量式热管交换器装置，包括：用于除湿的热管交换器，设置于物料容置空间；第一链路，所述第一链路接通冷凝器的冷媒出口与热管交换器的一端；第二链路，所述第二链路接通热管交换器的另一端与节流元件的出口端；所述第一链路和第二链路分别控制热管交换器中冷媒的增加和减少。

作为本发明进一步的方案：还包括控制模块，所述控制模块控制所述第一链路和第二链路的接通。

作为本发明再进一步的方案：所述节流元件包括电子膨胀阀，所述控制模块通过电子膨胀阀调节输送至热管交换器的冷媒的流量和流速。

作为本发明再进一步的方案：所述第一链路和第二链路上分别安装有电磁阀，所述电磁阀与控制模块电性连接。

作为本发明再进一步的方案：当所述热管交换器处于第一工况时，与冷凝器的冷媒出口连接的电磁阀开启；当所述热管交换器处于第二工况时，与节流元件的出口端连接的电磁阀开启。

作为本发明再进一步的方案：所述热管交换器包括蒸发器、交错排列设置在蒸发器两侧的热管，所述蒸发器连接在节流元件与压缩机之间。

作为本发明再进一步的方案：所述蒸发器的连接管路上设有传感器组，所述传感器组用于监测所述蒸发器的连接管路的压力，并反馈给控制模块，控制模块控制第一链路和第二链路的切换。

本发明提供的另一个技术方案：一种烘干系统，包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流元件、如上任一所述的变量式热管交换器装置。

作为本发明进一步的方案：所述热管交换器包括蒸发器、交错排列设置在蒸发器两侧的热管，所述蒸发器连接在节流元件与压缩机之间，所述热管辅助蒸发器吸热。

作为本发明再进一步的方案：还包括控制模块，所述控制模块包括：储存器，其上储存有可执行程序；处理器，用于执行所述储存器储存的可执行程序，以控制热管交换器、第一链路及第二链路的工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述变量式热管交换器装置通过增减冷媒的流通量，灵活控制各个过程中对冷媒的需要，减小了烘干作业受到环境温度和湿度的影响，烘干作业时能快速使冷媒降至冰点，除湿效率高、效果好，也能在蒸发器的吸热阻力增加时快速降低其吸热阻力。

附图说明

图1为本发明实施例中变量式热管交换器装置的结构示意图。

图2为图1中A处的放大示意图。

附图中：1、热管交换器，2、增量电磁阀，3、降量电磁阀，4、电子膨胀阀，5、冷凝器，6、压缩机，7、蒸发器。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

请参阅图1，本发明实施例中，一种变量式热管交换器装置，包括：用于除湿的热管交换器，设置于物料容置空间；第一链路，所述第一链路接通冷凝器的冷媒出口与热管交换器的一端；第二链路，所述第二链路接通热管交换器的另一端与节流元件的出口端；所述第一链路和第二链路分别控制热管交换器中冷媒的增加和减少。

具体的，压缩机6把冷媒通过高压管道送到冷凝器5制热烘干，然后通过节流元件与低压管道送到蒸发器7吸热除湿，然后通过低压管道送到压缩机。所述热管交换器包括蒸发器、设置在蒸发器两侧的热管，所述蒸发器连接在节流元件与压缩机之间。冷凝器5送出的冷媒分流，部分经过节流元件流入热管交换器1的蒸发器7。关闭或断开第二链路，接通第一链路，其余部分冷媒流入热管交换器1形成热管；然后关闭第一链路；热管交换器1中的热管与蒸发器交错排列，由于热管的热传导能力，使蒸发器快速过降到冷凝冷媒（水）的冰点，使得蒸发器快速除湿。在物料烘干除湿过程中由于物料的水分越来越少，进入蒸发器7的高湿潮湿气体的湿度降低，热量减少，此时蒸发器容易结冰结霜，容易增加蒸发器的阻力，降低换热效率与除湿能力，通过接通第二链路降低热管交换器的冷媒量，直到结冰与结霜情况的消除，然后断开第二链路。

所述的热管交换器与冷凝器密封设置于物料容置空间，避免外界环境的温度和湿度及其他条件对热管交换器与冷凝器的烘干、除湿造成影响，提高了物料的烘干、除湿效果和效率。

综上所述，所述变量式热管交换器装置通过增减冷媒的流通量，灵活控制各个过程中对冷媒的需要，减小了烘干作业受到环境温度和湿度的影响，烘干作业时能快速使冷媒降至冰点，除湿效率高、效果好，也能在蒸发器的吸热阻力增加时快速降低其吸热阻力。

本发明实施例在对控制要求较高的应用场景，为了提高生产的自动化和效率，还包括控制模块，所述控制模块控制所述第一链路和第二链路的接通。

所述控制模块包括：储存器，其上储存有可执行程序；处理器，用于执行所述储存器储存的可执行程序，以控制热管交换器、第一链路及第二链路的工作。

所述节流元件包括电子膨胀阀4，所述控制模块通过电子膨胀阀4调节输送至热管交换器的冷媒的流量和流速。所述第一链路和第二链路上分别安装有电磁阀，所述电磁阀与控制模块电性连接，具体是第一链路和第二链路上的电磁阀分别为增量电磁阀2、降量电磁阀3。所述控制模块包括：储存器，其上储存有可执行程序；处理器，用于执行所述储存器储存的可执行程序，以控制热管交换器、第一链路及第二链路的工作。

所述处理器通过增量电磁阀2、降量电磁阀3分别控制第一链路和第二链路的通断，进而控制热管交换器1的热管中冷媒的量。冷媒的量根据物料的水分，烘干的工艺进程及除湿进程实时进行调节，以提高变量式热管交换器装置的运行效率。扩宽了所述的变量式热管交换器装置的推广方式和场景。

请参阅图1，本发明的另一个实施例中，当所述热管交换器处于第一工况时，与冷凝器的冷媒出口连接的电磁阀开启；当所述热管交换器处于第二工况时，与节流元件的出口端连接的电磁阀开启。

所述第一工况为：物料开始烘干，存在大量水分需要快速降到冷凝水的冰点，使得蒸发器快速除湿的过程；需要增加热管中的冷媒量。第二工况为：物料烘干过半，物料的水分越来越少，进入蒸发器的高湿潮湿气体的湿度降低，热量减少，此时蒸发器容易结冰结霜，容易增加蒸发器的阻力降低换热效率与除湿能力的过程，需要减少热管中的冷媒量。

请参阅图2，本发明的另一个实施例中，所述热管交换器包括蒸发器、交错排列设置在蒸发器两侧的热管，所述蒸发器连接在节流元件与压缩机之间。

通过在蒸发器中增加热管的方式提升蒸发器的换热效率，使蒸发器快速的降到冰点，极大的提升了除湿能力，在烘干除湿系统是重大的技术革新，极大加快烘干除湿的效率，降低成本节约能源，同时缩节约了时间。解决了传统热泵烘干系统中的除湿难问题，增加热管交换器装置的建设成本低，容易实现，操作控制方便，效果良好，且推广便捷，极大的促进了烘干行业的发展。

请参阅图1，本发明的另一个实施例中，所述蒸发器的连接管路上设有传感器组，所述传感器组用于监测所述蒸发器的连接管路的压力，并反馈给控制模块，控制模块控制第一链路和第二链路的切换。所述控制模块还控制电磁阀的通断电。

所述传感器组包括压力传感器和压力变送器，两个所述压力传感器设置在蒸发器的两端，且通过压力变送器与处理器连接，用于将检测的压力数据发送给处理器，处理器根据接收到的数据控制蒸发器7、增量电磁阀2、降量电磁阀3工作。通过对各部件的检测和控制，使得物料的烘干变得更加高效和灵活，同时最大效率的利用了能源，降低能耗，与当今社会倡导的环保理念吻合。

请参阅图1，本发明的另一个实施例中，一种烘干系统，包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流元件、如上任一所述的变量式热管交换器装置。

如图2所示，所述热管交换器包括蒸发器、交错排列设置在蒸发器两侧的热管，所述蒸发器连接在节流元件与压缩机之间，所述热管辅助蒸发器吸热。

压缩机6把冷媒通过高压管道送到冷凝器5制热烘干，然后通过节流元件与低压管道送到蒸发器7吸热除湿，然后通过低压管道送到压缩机。冷凝器5送出的冷媒分流，部分经过节流元件流入热管交换器1的蒸发器7。关闭或断开第二链路，接通第一链路，其余部分冷媒流入热管交换器1形成热管；然后关闭第一链路；热管交换器1中的热管与蒸发器交错排列，由于热管的热传导能力，使蒸发器快速过降到冷凝冷媒（水）的冰点，使得蒸发器快速除湿；在物料烘干除湿过程中由于物料的水分越来越少，进入蒸发器7的高湿潮湿气体的湿度降低，热量减少，此时蒸发器容易结冰结霜，容易增加蒸发器的阻力，降低换热效率与除湿能力，通过接通第二链路降低热管交换器的冷媒量，直到结冰与结霜情况的消除，然后断开第二链路。

进一步的，所述控制模块包括：储存器，其上储存有可执行程序；处理器，用于执行所述储存器储存的可执行程序，以控制热管交换器、第一链路及第二链路的工作。

本发明的工作原理：压缩机把冷媒通过高压管道送到冷凝器制热烘干，然后通过节流元件与低压管道送到蒸发器吸热除湿，然后通过低压管道送到压缩机。关闭或断开第二链路，接通第一链路，冷媒流入热管交换器1，形成热管；然后关闭第一链路；热管交换器中的热管与蒸发器交错排列，由于热管的热传导能力，使蒸发器快速过降到冷凝水的冰点，使得蒸发器快速除湿。在物料烘干除湿过程中由于物料的水分越来越少，进入蒸发器的高湿潮湿气体的湿度降低，热量减少，此时蒸发器容易结冰结霜，容易增加蒸发器的阻力，降低换热效率与除湿能力，通过接通第二链路降低热管交换器的冷媒量，直到结冰与结霜情况的消除，然后断开第二链路。

需要说明的是，本发明所采用的控制模块包括的储存器和处理器、传感器组的各传感器均为现有技术的应用，本专业技术人员能够根据相关的描述实现所要达到的功能，或通过相似的技术实现所需完成的技术特性，在这里就不再详细描述。

本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。