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一种多级旁通与多级除湿 热 泵干燥系统

阅读：673发布：2021-04-11

专利汇可以提供一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，涉及热泵干燥技术领域，包括多级热泵子系统和空气循环子系统；所述多级热泵子系统包括CO2热泵系统、R134a热泵系统、R410a热泵系统和热管热泵系统。本发明提供的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统通过调节风道上的空气调节阀，实现了干燥空气闭式循环或将烘干废气排出并引入新风形成半开式系统，还可实现冷凝器前后部分空气旁通，进而调节烘干箱内的温湿度和风量；多级热泵并联，减小了单级热泵机组的压缩比，提高了热泵制热效率。提高了干燥产品的质量稳定性，能够满足连续干燥工艺要求，提升了生产能力。，下面是一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：包括多级热泵子系统和空气循环子系统；所述多级热泵子系统包括CO2热泵系统、R134a热泵系统、R410a热泵系统和热管热泵系统；所述CO2热泵系统的CO2 压缩机(1)出口与CO2第一气体冷却器(5)的制冷剂入口相连，CO2第一气体冷却器(5)的制冷剂出口与CO2第二气体冷却器(6)的制冷剂入口相连，CO2第二气体冷却器(6)的制冷剂出口与第一电子膨胀阀(11)的入口相连，第一电子膨胀阀(11)的出口与CO2 蒸发器(14)的制冷剂入口相连，CO2蒸发器(14)的制冷剂出口与CO2压缩机(1)的入口相连；所述R134a热泵系统的R134a压缩机(2)出口分为第一支路和第二支路，第一支路与R134a内置冷凝器(7)的制冷剂入口相连，第二支路与R134a外置冷凝器(8)的制冷剂入口相连，R134a内置冷凝器(7)出口的制冷剂管路与R134a外置冷凝器(8)出口的制冷剂管路相接于r点后一同与第二电子膨胀阀(12)的入口相连，第二电子膨胀阀(12)的出口与R134a蒸发器(15)的制冷剂入口相连，R134a蒸发器(15)的制冷剂出口与R134a压缩机(2)的入口相连；所述R410a热泵系统的R410a压缩机(3)出口与R410a冷凝器(9)的制冷剂入口相连，R410a冷凝器(9)的制冷剂出口与第三电子膨胀阀(13)的入口相连，第三电子膨胀阀(13)出口与R410a蒸发器(16)的制冷剂入口相连，R410a蒸发器(16)的制冷剂出口与R410a压缩机(3)的入口相连；所述热管热泵系统的氟泵(4)出口与热管冷凝器(10)的制冷剂入口相连，热管冷凝器(10)的制冷剂出口与热管蒸发器(17)的制冷剂入口相连，热管蒸发器(17)的制冷剂出口与氟泵(4)的入口相连；
所述空气循环子系统包括烘干箱(45)；所述烘干箱(45)上方与第一通风横管(28)相接于a点，下方与第四通风横管(31)相接于b点；所述第一通风横管(28)的左端与第一通风立管(33)的上端相连接于c点，第一通风立管(33)的下端与第四通风横管(31)的左端相接于d点；所述第一通风横管(28)右侧连接第二通风立管(34)，第二通风立管(34)的上端与第一通风横管(28)相连于e点，第二通风立管(34)的下端与第四通风横管(31)相连于f点；所述第一通风横管(28)的下方800mm处设置第二通风横管(29)，第四通风横管(31)上方1100mm处设置第三通风横管(30)；所述第二通风横管(29)的右端与第二通风立管(34)连接于g点，第三通风横管(30)的左端与第一通风立管(33)连接于h点；所述第二通风横管(29)和第三通风横管(30)之间从左到右依次设置第一旁通立管(35)、第二旁通立管(36)、第三旁通立管(37)，第一旁通立管(35)的上端与第二通风横管(29)相连于i点，其下端与第三通风横管(30)相连于j点，第二旁通立管(36)的上端与第二通风横管(29)相连于k点，其下端与第三通风横管(30)相连于l点，第三旁通立管(37)的上端与第二通风横管(29)相连于m点，其下端与第三通风横管(30)相连于n点；所述第三通风横管(30)的上方设置新风管(32)，其左端与第二旁通立管(36)相连于o点，第三通风横管(30)的右端与新风管(32)连接于p点；所述第二通风横管(29)左端设置排风风机(39)，第一旁通立管(35)和排风风机(39)之间的第二通风横管(29)上设置第七风量调节阀(24)，第三旁通立管(37)和第二通风立管(34)的第二通风横管(29)上从左至右依次设置热管蒸发器(17)、第一循环风机(40)、循环风过滤箱(44)；所述第一通风立管(33)和第一旁通立管(35)之间的第三通风横管(30)上从左至右依次设置第二循环风机(41)、电加热管(42)；所述新风管(32)的入口设置进风口过滤箱(43)，进风口过滤箱(43)上方设置新风风机(38)，第三通风横管(30)的右端与新风管(32)之间设置第五风量调节阀(22)；所述第三通风横管(30)h点与j点之间从左至右依次设置第二循环风机(41)和电加热管(42)，j点与l点之间从左至右依次设置CO2第一气体冷却器(5)、R134a内置冷凝器(7)、R410a冷凝器(9)、CO2第二气体冷却器(6)、热管冷凝器(10)，l点与n点之间左至右依次设置R410a蒸发器(16)、R134a蒸发器(15)、CO2蒸发器(14)。
2.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述第三通风横管(30)从左至右依次设置有第二循环风机(41)、电加热管(42)、CO2第一气体冷却器(5)、R134a内置冷凝器(7)、R410a冷凝器(9)、CO2第二气体冷却器(6)、热管冷凝器(10)、R410a蒸发器(16)、R134a蒸发器(15)、CO2蒸发器(14)和第五风量调节阀(22)。
3.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述R134a内置冷凝器(7)的出口管路和R134a外置冷凝器(8)的出口管路连接后与第二电子膨胀阀(12)的入口相连；所述R134a内置冷凝器(7)的入口管路和R134a外置冷凝器(8)的入口管路连接后与R134a压缩机(2)相连。
4.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述第一通风立管(33)上的c、h两点之间设置有第三风量调节阀(20)；所述第一通风立管(33)上的h、d两点之间设置有第四风量调节阀(21)；所述第二通风立管(34)上的e、g两点之间设置有第一风量调节阀(18)；所述第二通风立管(34)上的g、f两点之间设置有第二风量调节阀(19)。
5.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述第一旁通立管(35)上的i、j两点之间设置有第一旁通阀(25)；所述第二旁通立管(36)上的k、l两点之间设置有第二旁通阀(26)；所述第三旁通立管(37)上的m、n两点之间设置有第三旁通阀(27)；所述新风管(32)上的o、p两点之间设置有第六风量调节阀(23)。
6.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述第一循环风机(40)和第二通风立管(34)之间设置有循环风过滤箱(44)；所述新风风机(38)下方设置有进风口过滤箱(43)。
7.根据权利要求1所述的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述新风风机(38)、排风风机(39)、第一循环风机(40)、第二循环风机(41)均为变频风机；所述CO2压缩机(1)、R134a压缩机(2)、R410a压缩机(3)均为变频压缩机。

说明书全文

一种多级旁通与多级除湿热 泵干燥系统

技术领域

[0001] 本发明涉及热泵干燥技术领域，特别是涉及一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统。

背景技术

[0002] 干燥作为一种高能耗的工艺过程，已占工业总能耗12％以上。近年来能源价格增长，且传统的干燥设备节能效果方面不显著，干燥能耗逐年增加，亟待开发出高效节能的设备结构和工艺。热泵可以回收干燥过程中废气余热的能量，将其回收并反复循环利用，可以降低干燥过程中的能耗。并且干燥操作不再受环境温湿度的限制，较好地保持干燥产品的质量，产品的成品率和质量均有所提高，也特别适用于热敏性食品和药品。但是，闭式热泵干燥系统在烘干过程中容易发生送风温度过高，湿度难以排除等情况。会导致热泵机组能效低，而且不利于烘干质量。

[0003] 中国发明专利申请号201410179407.5，公开了一种烤房，它通过增加辅助加热装置来确保烤烟室时刻保持设定工艺温度要求的烤房。但此烤房运行一段时间后，系统内循环空气温度容易过高，影响烘干品质。

[0004] 中国发明专利申请号201510386768.1，本发明提供一种能回收废气热量的热泵型粮食干燥塔整个系统形成一个回路，通过回收废气中的潜热，达到节能环保的目的。但其设备能耗巨大，需多个压缩机串联运行，系统能耗很高。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高了热泵制热效率和干燥产品的质量稳定性，能够满足连续干燥工艺要求，提升了生产能力。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0007] 本发明提供一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，包括多级热泵子系统和空气循环子系统；所述多级热泵子系统包括CO2热泵系统、R134a热泵系统、R410a热泵系统和热管热泵系统；所述CO2热泵系统的CO2压缩机出口与CO2第一气体冷却器的制冷剂入口相连，CO2第一气体冷却器的制冷剂出口与CO2第二气体冷却器的制冷剂入口相连，CO2第二气体冷却器的制冷剂出口与第一电子膨胀阀的入口相连，第一电子膨胀阀的出口与CO2 蒸发器的制冷剂入口相连，CO2蒸发器的制冷剂出口与CO2压缩机的入口相连；所述R134a热泵系统的R134a压缩机出口分为第一支路和第二支路，第一支路与R134a内置冷凝器的制冷剂入口相连，第二支路与R134a外置冷凝器的制冷剂入口相连，R134a内置冷凝器出口的制冷剂管路与R134a外置冷凝器出口的制冷剂管路相接于r点后一同与第二电子膨胀阀的入口相连，第二电子膨胀阀的出口与R134a蒸发器的制冷剂入口相连，R134a蒸发器的制冷剂出口与R134a压缩机的入口相连；所述R410a热泵系统的R410a压缩机出口与R410a冷凝器的制冷剂入口相连，R410a冷凝器的制冷剂出口与第三电子膨胀阀的入口相连，第三电子膨胀阀出口与R410a蒸发器的制冷剂入口相连，R410a蒸发器的制冷剂出口与R410a压缩机的入口相连；所述热管热泵系统的氟泵出口与热管冷凝器的制冷剂入口相连，热管冷凝器的制冷剂出口与热管蒸发器的制冷剂入口相连，热管蒸发器的制冷剂出口与氟泵的入口相连；

[0008] 所述空气循环子系统包括烘干箱；所述烘干箱上方与第一通风横管相接于a点，下方与第四通风横管相接于b点；所述第一通风横管的左端与第一通风立管的上端相连接于c点，第一通风立管的下端与第四通风横管的左端相接于d点；所述第一通风横管右侧连接第二通风立管，第二通风立管的上端与第一通风横管相连于e点，第二通风立管的下端与第四通风横管相连于f点；所述第一通风横管的下方800mm处设置第二通风横管，第四通风横管上方1100mm处设置第三通风横管；所述第二通风横管的右端与第二通风立管连接于g点，第三通风横管的左端与第一通风立管连接于h点；所述第二通风横管和第三通风横管之间从左到右依次设置第一旁通立管、第二旁通立管、第三旁通立管，第一旁通立管的上端与第二通风横管相连于i点，其下端与第三通风横管相连于j点，第二旁通立管的上端与第二通风横管相连于k点，其下端与第三通风横管相连于l点，第三旁通立管的上端与第二通风横管相连于m点，第三旁通立管下端与第三通风横管相连于n点；所述第三通风横管的上方设置新风管，其左端与第二旁通立管相连于o点，第三通风横管的右端与新风管连接于p点；所述第二通风横管左端设置排风风机，第一旁通立管和排风风机之间的第二通风横管上设置第七风量调节阀，第三旁通立管和第二通风立管的第二通风横管上从左至右依次设置热管蒸发器、第一循环风机、循环风过滤箱；所述第一通风立管和第一旁通立管之间的第三通风横管上从左至右依次设置第二循环风机、电加热管；所述新风管的入口设置进风口过滤箱，进风口过滤箱上方设置新风风机，第三通风横管的右端与新风管之间设置第五风量调节阀；所述第三通风横管h点与j点之间从左至右依次设置第二循环风机和电加热管，j点与l点之间从左至右依次设置CO2第一气体冷却器、R134a内置冷凝器、R410a冷凝器、CO2第二气体冷却器、热管冷凝器，l点与n点之间左至右依次设置R410a蒸发器、R134a蒸发器、CO2蒸发器。

[0009] 可选的，所述第三通风横管从左至右依次设置有第二循环风机、电加热管、CO2第一气体冷却器、R134a内置冷凝器、R410a冷凝器、CO2第二气体冷却器、热管冷凝器、R410a蒸发器、R134a蒸发器、CO2蒸发器和第五风量调节阀。

[0010] 可选的，所述R134a内置冷凝器的出口管路和R134a外置冷凝器的出口管路连接后与第二电子膨胀阀的入口相连；所述R134a内置冷凝器的入口管路和R134a外置冷凝器的入口管路连接后与R134a压缩机相连。

[0011] 可选的，所述第一通风立管上的c、h两点之间设置有第三风量调节阀；所述第一通风立管上的h、d两点之间设置有第四风量调节阀；所述第二通风立管上的e、g两点之间设置有第一风量调节阀；所述第二通风立管上的g、f两点之间设置有第二风量调节阀。

[0012] 可选的，所述第一旁通立管上的i、j两点之间设置有第一旁通阀；所述第二旁通立管上的k、l两点之间设置有第二旁通阀；所述第三旁通立管上的m、n两点之间设置有第三旁通阀；所述新风管上的o、p两点之间设置有第六风量调节阀。

[0013] 可选的，所述第一循环风机和第二通风立管之间设置有循环风过滤箱；所述新风风机下方设置有进风口过滤箱。

[0014] 可选的，所述新风风机、排风风机、第一循环风机、第二循环风机均为变频风机；所述CO2压缩机、R134a压缩机、R410a压缩机均为变频压缩机。

[0015] 本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

[0016] 本发明提供的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，解决了现有热泵干燥系统存在的问题，通过调节风道上的空气调节阀，实现干燥空气闭式循环或将烘干废气排出并引入新风形成半开式系统，还可实现冷凝器前后部分空气旁通，进而调节干燥房的温湿度和风量。多级热泵并联，减小单级热泵机组的压缩比，提高热泵制热效率。提高了干燥产品的质量稳定性，能够满足连续干燥工艺要求，提升了生产能力。采用上送下回和下送上回的送风模式，多蒸发器和冷凝器基于风道中同时对干燥空气进行降温除湿和干加热热过程，同时在冷凝器前后实现空气旁通，蒸发器前后引新风等多种通风模式，对干燥空气处理合理，提高了热泵系统性能，有效控制干燥送风的温湿度，保证物料干燥品质。附图说明

[0017] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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。

[0018] 图1为本发明多级旁通与多级除湿热泵干燥系统的结构示意图；

[0019] 图2为图1系统闭式循环上送下回运行模式示意图；

[0020] 图3为图1系统闭式循环下送上回运行模式示意图；

[0021] 图4为图1系统冷凝器前空气旁通运行模式示意图；

[0022] 图5为图1系统冷凝器后空气旁通运行模式示意图；

[0023] 图6为图1系统蒸发器前引入新风运行模式示意图；

[0024] 图7为图1系统蒸发器后引入新风运行模式示意图；

[0025] 附图标记说明：1-CO2压缩机；2-R134a压缩机；3-R410a压缩机；4-氟泵；5-CO2第一气体冷却器；6-CO2第二气体冷却器；7-R134a内置冷凝器；8-R134a外置冷凝器；9-R410a冷凝器；10-热管冷凝器；11-第一电子膨胀阀；12-第二电子膨胀阀；13-第三电子膨胀阀；14-CO2蒸发器；15-R134a蒸发器；16-R410a蒸发器；17-热管蒸发器；18-第一风量调节阀；19-第二风量调节阀；20-第三风量调节阀；21-第四风量调节阀；22-第五风量调节阀；23-第六风量调节阀；24-第七风量调节阀；25-第一旁通阀；26-第二旁通阀；27-第三旁通阀；28-第一通风横管；29-第二通风横管；30-第三通风横管；31-第四通风横管；32-新风管；33-第一通风立管；34-第二通风立管；35-第一旁通立管；36-第二旁通立管；37-第三旁通立管；38-新风风机；39-排风风机；40-第一循环风机；41-第二循环风机；42-电加热管；43-进风口过滤箱；44-循环风过滤箱；45-烘干箱。

具体实施方式

[0026] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0027] 本发明的目的是提供一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，以解决上述现有技术存在的问题，提高了热泵制热效率和干燥产品的质量稳定性，能够满足连续干燥工艺要求，提升了生产能力。

[0028] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0029] 本发明提供一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统，如图1所示，包括多级热泵子系统和干燥介质循环子系统；多级热泵子系统包括CO2压缩机1、R134a压缩机2、R410a压缩机3、氟泵4、CO2第一气体冷却器5、CO2第二气体冷却器6、R134a内置冷凝器7、R134a外置冷凝器8、R410a冷凝器9、热管冷凝器10、第一电子膨胀阀11、第二电子膨胀阀12、第三电子膨胀阀13、CO2蒸发器14、R134a蒸发器15、R410a蒸发器16、热管蒸发器17。其中，R410a是一种新型环保制冷剂，不破坏臭氧层，工作压力为普通R22 空调的1.6倍左右，制冷(暖)效率高。R410a新冷媒由两种准共沸的混合物R32和R125各50％组成，主要有氢，氟和碳元素组成(表示为hfc)，具有稳定，无毒，性能优越等特点。R134a(1，1，1，2-四氟乙烷)是一种使用最广泛的中低温环保制冷剂，它具有良好的综合性能，使其成为一种非常有效和安全的R12(二氯二氟甲烷)的替代品，可以应用于使用R12制冷剂的多数领域。

[0030] 干燥介质循环子系统包括第一风量调节阀18、第二风量调节阀19、第三风量调节阀20、第四风量调节阀21、第五风量调节阀22、第六风量调节阀23、第七风量调节阀24、第一旁通阀25、第二旁通阀26、第三旁通阀27、第一通风横管28、第二通风横管29、第三通风横管30、第四通风横管31、新风管32、第一通风立管33、第二通风立管34、第一旁通立管35、第二旁通立管36、第三旁通立管37、新风风机38、排风风机39、第一循环风机40、第二循环风机
41、电加热管42、进风口过滤箱43、循环风过滤箱44、烘干箱45。

[0031] 具体地，多级热泵子系统包括CO2热泵系统、R134a热泵系统、R410a热泵系统和热管热泵系统；CO2热泵系统的CO2压缩机1出口与CO2第一气体冷却器5的制冷剂入口相连，CO2第一气体冷却器5的制冷剂出口与CO2第二气体冷却器6的制冷剂入口相连，CO2第二气体冷却器6的制冷剂出口与第一电子膨胀阀11的入口相连，第一电子膨胀阀11出口与CO2蒸发器14的制冷剂入口相连，CO2蒸发器14的制冷剂出口与CO2压缩机1的入口相连；R134a热泵系统的R134a压缩机2出口分为两个支路，包括交于q点的第一支路与第二支路，第一支路与R134a内置冷凝器7的制冷剂入口相连，第二支路与R134a外置冷凝器8的制冷剂入口相连，R134a内置冷凝器7出口的制冷剂管路与R134a外置冷凝器8出口的制冷剂管路相接于r点后一同与第二电子膨胀阀12的入口相连，第二电子膨胀阀12的出口与R134a蒸发器15的制冷剂入口相连，R134a蒸发器15的制冷剂出口与R134a压缩机2的入口相连；R410a热泵系统的R410a压缩机3出口与R410a冷凝器9的制冷剂入口相连，R410a冷凝器9的制冷剂出口与第三电子膨胀阀13的入口相连，第三电子膨胀阀13出口与R410a蒸发器16的制冷剂入口相连，R410a蒸发器16的制冷剂出口与R410a压缩机3的制冷剂入口相连；所述热管热泵系统的氟泵4出口与热管冷凝器10的制冷剂入口相连，热管冷凝器10的制冷剂出口与热管蒸发器17的制冷剂入口相连，热管蒸发器17的制冷剂出口与氟泵4的入口相连。

[0032] 进一步优选的，烘干箱45上方与第一通风横管28相接于a点，下方与第四通风横管31相接于b点；第一通风横管28的左端与第一通风立管33的上端相连接于c点，第一通风立管33的下端与第四通风横管31的左端相接于d点；第一通风横管28右侧连接第二通风立管
34，第二通风立管34的上端与第一通风横管28相连于e点，第二通风立管34的下端与第四通风横管31相连于f点；所述第一通风横管28的下方800mm处设置第二通风横管29，第四通风横管31上方1100mm处设置第三通风横管30；第二通风横管29的右端与第二通风立管34连接于g点，第三通风横管30的左端与第一通风立管33连接于h点；第二通风横管29和第三通风横管30之间从左到右依次设置第一旁通立管35、第二旁通立管36、第三旁通立管37，第一旁通立管35的上端与第二通风横管29相连于i点，其下端与第三通风横管30相连于j点，第二旁通立管36的上端与第二通风横管29相连于k点，其下端与第三通风横管30相连于l点，第三旁通立管37的上端与第二通风横管29相连于m点，其下端与第三通风横管30相连于n点；
第三通风横管30的上方设置新风管32，其左端与第二旁通立管36相连于o点，第三通风横管
30的右端与新风管32连接于p点；第二通风横管29左端设置排风风机39，第一旁通立管35和排风风机39之间的第二通风横管29上设置第七风量调节阀24，第三旁通立管37和第二通风立管34的第二通风横管29上从左至右依次设置热管蒸发器17、第一循环风机40、循环风过滤箱44；所述第一通风立管33和第一旁通立管35之间的第三通风横管30上从左至右一次设置第二循环风机41、电加热管42；所述新风管32的入口设置进风口过滤箱43，进风口过滤箱
43上方设置新风风机38，第三通风横管30的右端与新风管32之间设置第五风量调节阀22；
所述第三通风横管30的h点与j点之间从左至右依次设置第二循环风机41和电加热管42，j点与l点之间从左至右依次设置CO2第一气体冷却器5、R134a内置冷凝器7、R410a冷凝器9、CO2第二气体冷却器6、热管冷凝器10，l点与n点之间左至右依次设置R410a蒸发器16、R134a蒸发器15、CO2蒸发器14。

[0033] 在本实施例中，第三通风横管30从左至右一次设置第二循环风机41、电加热管42、CO2第一气体冷却器5、R134a内置冷凝器7、R410a冷凝器9、CO2第二气体冷却器6、热管冷凝器10、R410a蒸发器16、R134a蒸发器15、CO2蒸发器14、第五风量调节阀22。R134a热泵系统设置R134a内置冷凝器7和R134a外置冷凝器8并联后，制冷剂出口与第二电子膨胀阀12的入口相连，制冷剂入口与R134a压缩机2相连。第一通风立管33上的c、h两点之间设置第三风量调节阀20；所述第一通风立管33上的h、d两点之间设置第四风量调节阀21；所述第二通风立管34上的e、g两点之间设置第一风量调节阀18；所述第二通风立管34上的g、f两点之间设置第二风量调节阀19。第一旁通立管35上的i、j两点之间设置第一旁通阀25；所述第二旁通立管36上的k、l两点之间设置第二旁通阀26；所述第三旁通立管37上的m、n两点之间第三旁通阀
27；所述新风管32上的o、p两点之间设置第六风量调节阀23；第一循环风机40和第二通风立管34之间设置循环风过滤箱44；新风风机38前设置有进风口过滤箱43。新风风机38、排风风机39、第一循环风机40、第二循环风机41均为变频风机；CO2压缩机1、R134a压缩机2、R410a压缩机3均为变频压缩机。

[0034] 本发明的多级旁通与多级除湿热泵干燥系统具有多种工作模式。具体包括如下：

[0035] 一、多级热泵干燥系统运行模式

[0036] 多级旁通与多级除湿热泵干燥系统共设有十个空气调节阀和四个变频风机，本系统还可通过空气调节阀的开度和变频器来调控风机风量，实现闭式、半开式空气循环和干燥箱上送下回、下送上回等气流组织模式，以满足不同物料所需要的干燥条件，合理的利用送风气流对干燥过程的影响，有效地提高干燥物料质量，节约能耗。

[0037] 二、闭式循环上、下送风模式

[0038] 为了实现干燥箱内不同送风式，来满足不同物料不同干燥工艺并提高能源利用率，本多级旁通与多级除湿复合式热泵干燥系统可实现干燥厢内干燥介质上送下回和下送上回两种空气循环换模式。

[0039] 1、闭式循环上送下回模式：如图2所示，打开第二风量调节阀19、第三风量调节阀20、第三旁通阀27，干燥物料后的高温高湿空气由烘干箱45下部排出，经过第二风量调节阀
19，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿，沿着第三旁通立管37和第三通风横管30依次经过蒸发段的CO2蒸发器14、R134a蒸发器15、R410a蒸发器16进行逐级降温除湿后，在经过冷凝段的热管冷凝器
10、CO2第二气体冷却器6、R410a冷凝器9、R134a内置冷凝器7、CO2第一气体冷却器5、电加热管42进行逐级加热，因第三通风横管30中各换热器的设置位置，可实现对空气的逐级降温除湿和逐级加热，经处理后的空气在第二循环风机41的驱动下通过第三风量调节阀20，沿着第一通风横管28进入烘干箱45对物料进行干燥完成一个闭式循环上送下回的干燥模式。

[0040] 2、闭式循环下送上回模式：如图3所示，打开第一风量调节阀18、第三旁通阀27和第四风量调节阀21，干燥物料后的高温高湿空气由烘干箱45上部排出，经过第一风量调节阀18，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿，沿着第三旁通立管37和第三通风横管30依次经过蒸发段的CO2蒸发器14、R134a蒸发器15、R410a蒸发器16进行逐级降温除湿后，在经过冷凝段的热管冷凝器10、CO2第二气体冷却器6、R410a冷凝器9、R134a内置冷凝器7、CO2第一气体冷却器5、电加热管42进行逐级加热，因第三通风横管30中各换热器的设置位置，可实现对空气的逐级降温除湿和逐级加热，经处理后的空气在第二循环风机41的驱动下通过第四风量调节阀21，沿着第四通风横管31进入烘干箱45对物料进行干燥完成一个闭式循环下送上回的干燥模式。

[0041] 三、闭式循环多旁通模式

[0042] 为了提高干燥效果，本发明多级热泵干燥系统设计了两级旁通，旁通空气分别可以在冷凝器前和冷凝器后与系统循环空气混合。

[0043] 1、冷凝器前空气旁通模式：以闭式循环下送上回的送风模式为例，如图4所示，打开第二旁通阀26、第三旁通阀27，高温高湿空气由烘干箱45上部排出，经过第一风量调节阀18，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿后，一部分循环空气通过第三旁通阀27进入热泵子系统蒸发段降温除湿，而另一部分旁通空气通过第二旁通阀26在冷凝器前与循环空气混合，混合后的空气一同进入冷凝段加热升温，在第二循环风机41的驱动下送入烘干箱45。随着空气旁通率的改变，可以有效地提高进入冷凝段的空气温度，降低热负荷，还可有效地调控送入烘干箱的空气湿度，避免空气湿度过大，影响干燥产品的质量。

[0044] 2、冷凝器后空气旁通模式：以闭式循环下送上回的送风模式为例，如图5所示，打开第一旁通阀25、第三旁通阀27，高温高湿空气由烘干箱45上部排出，经过第一风量调节阀18，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿后，一部分循环空气通过第三旁通阀27进入热泵子系统蒸发段降温除湿后，再经过冷凝段加热升温，而另一部分旁通空气跨过空气处理段，通过第一旁通阀25在冷凝器后与循环空气混合后，在第二循环风机41的驱动下送入烘干箱45。随着空气旁通率的改变，可以有效地调控送入烘干箱的空气湿度和温度。避免蒸发阶段没有水分凝结析出而造成的能源浪费。

[0045] 四、半开式多级新风模式

[0046] 热泵干燥系统在高温段工作时，由于循环空气温度过高，热泵系统性能下降，并会影响干燥物料的质量。因此，通过引进室外环境新风，可以有效地降低压缩机排气温度，延长使用寿命，还可以控制送风温度。

[0047] 1、蒸发器前引入新风：以闭式循环下送上回的送风模式为例，如图6所示，打开第一风量调节阀18、第三旁通阀27、第四风量调节阀21、第五风量调节阀22、第七风量调节阀24，高温高湿空气由烘干箱45上部排出，经过第一风量调节阀18，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿后，循环空气一部分在排风风机39的作用下经过七风量调节阀24排出室外，而另一部分循环空气通过第三旁通阀27进入蒸发段前端。室外新风在新风风机38的作用下，通过五风量调节阀22进入蒸发器前段与循环空气混合然后一同进入蒸发段、冷凝段进行相应的空气处理。蒸发器前引入新风可降低进入热泵子系统的废气温度，降低蒸发器温度。

[0048] 2、蒸发器后引入新风：以闭式循环下送上回的送风模式为例，如图7所示，打开第一风量调节阀18、第三旁通阀27、第四风量调节阀21、第七风量调节阀24、第六风量调节阀23，高温高湿空气由烘干箱45上部排出，经过第一风量调节阀18，在第一循环风机40的作用下，经过循环风过滤箱44过滤除尘后，在热管蒸发器17的作用下首次进行降温除湿后，循环空气一部分在排风风机39的作用下经过七风量调节阀24排出室外，而另一部分循环空气通过第三旁通阀27进入蒸发段前端。室外新风在新风风机38的作用下，通过第六风量调节阀
23进入蒸发器后端，与经过蒸发器段进行降温除湿后的循环空气混合，一同进入冷凝段加热升温。

[0049] 本发明通过调节风道上的空气调节阀，实现了干燥空气闭式循环或将烘干废气排出并引入新风形成半开式系统，还可实现冷凝器前后部分空气旁通，进而调节干燥房的温湿度和风量。多级热泵并联，减小了单级热泵机组的压缩比，提高了热泵制热效率。提高了干燥产品的质量稳定性，能够满足连续干燥工艺要求，提升了生产能力。

[0050] 本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，本发明中涉及的上、下、左、右等方位词是以本发明中的附图为基础所说明的，是为了便于理解本发明内容，并不具有限定作用，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

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一种多级旁通与多级除湿热泵干燥系统

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