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一种三级热回收闭式循环 热 泵干燥系统及工艺

阅读：996发布：2023-02-28

专利汇可以提供一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统及工艺专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，包括热泵机组、高温烘干房、冷凝回热器、间壁式预干燥器、气液分离器、风机和冷凝水储罐，系统具有三级冷凝和三级热回收单元。本发明基于空气源热泵干燥技术，提出了一种高效节能环保的闭式气体循环热泵烘干系统，采用闭式气体循环系统使得循环气体更加纯净，有利于提高产品干燥质量，同时解决了热泵系统冬季运行时因环境温度低，运行效率下降的问题；采用三级冷凝和三级余热回收，烘干效率更高，利用湿热气体的余热为即将进入蒸发器的气体和待烘干物料加热，减小资源浪费。，下面是一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统及工艺专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，其特征在于，包括热泵机组、高温烘干房（1）、冷凝回热器（2）、间壁式预干燥器（3）、气液分离器（8）、风机（9）和冷凝水储罐（10）；系统包括一级冷凝-余热回收单元、二级冷凝-余热回收单元和三级冷凝-三级余热回收单元，所述一级冷凝-余热回收单元为冷凝回热器（2），所述二级冷凝-余热回收单元为间壁式预干燥器（3），所述三级冷凝-余热回收单元为热泵蒸发器（4）。
2.基于权利要求1的一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，其特征在于，包括：
S1、热泵冷凝器（5）内高温高压工质与循环气体换热，循环气体温度升高后经气体管道进入烘干房（1）内；
S2、烘干房（1）内高温气体与待烘干物料直接接触换热，物料中部分水分蒸发进入气体内，气体含湿量增加；
S3、热湿气体离开烘干房（1）后进入冷凝回热器（2）内，与来自热泵蒸发器（4）中降温除湿后的气体换热，循环气体的温度降低，冷凝水冷凝，气体的余热被回收，完成循环气体的第一次降温除湿过程，通过气液分离器（8），冷凝水流入冷凝水储罐（10）内；
S4、经过第一次降温除湿的循环气体进入间壁式预干燥器（3）内，循环气体在气体通道内流动，待烘干物料置于物料腔中，通过间壁换热，余热烘干物料，循环气体的温度进一步降低，部分水分冷凝，冷凝水进入冷凝水储罐（10）内，完成第二次降温除湿过程的循环气体进入热泵蒸发器（4）；
S5、热泵蒸发器（4）内循环气体蒸发液态工质，气体温度降低，冷凝水冷凝，冷凝水流入冷凝水储罐（10），第三次降温除湿后的气体循环进入冷凝回热器（2），冷凝回热器（2）内第三次降温除湿的气体与高温载湿气体换热，低温气体被预热升温，升温后的气体进入到热泵冷凝器（5）内被加热，完成气体闭式循环；
S6、热泵蒸发器（4）内工质吸收气体热量蒸发成气体，进入压缩机（6）中，工质压缩成高温高压蒸汽进入热泵冷凝器（5）内与循环气体换热，高温高压蒸汽冷凝成低温液态工质，经膨胀阀（7）后节流成低温低压工质液体，低温低压工质液体进入热泵蒸发器（4）吸收气体热量并蒸发，完成热泵循环系统。
3.根据权利要求2所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，其特征在于，所述一级冷凝-余热回收单元在冷凝回热器（2）中进行，自烘干房（1）中排出的高温高含湿气体与经过热泵蒸发器（4）降温除湿后的气体换热，高温高含湿气体热量被回收，冷凝水析出，完成一级冷凝和余热回收。
4.根据权利要求2所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，其特征在于，所述二级冷凝-余热回收单元在间壁式预干燥器（3）中进行，自冷凝回热器（2）中排出的气体对间壁式预干燥器（3）内的物料进行预热，起到一定烘干效果，气体热量被进一步回收，冷凝水析出，完成二级冷凝和余热回收。
5.根据权利要求2所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，其特征在于，所述三级冷凝-余热回收单元在热泵蒸发器（4）中进行，自间壁式预干燥器（3）排出的循环气体作为热泵蒸发器（4）的热源，为热泵工质提供热量，使其蒸发，气体热量被再一次回收，冷凝水析出，完成三级冷凝和余热回收。
6.根据权利要求1所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，其特征在于，所述冷凝水储罐（10）内设有液位计，用于在线计量冷凝水储罐中的冷凝水得出物料蒸发掉水分的蒸发量，以判断物料的干燥程度，从而实现干燥系统运行的自动控制。
7.根据权利要求1所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，其特征在于，所述热泵冷凝器（5）上分别连接有冷凝器气体进口管（5.1）、冷凝器气体出口管（5.2）、冷凝器工质进口管（5.3）和冷凝器工质出口管（5.4）；
所述烘干房1的两侧分别设置有烘干房进风口（1.1）和烘干房出风口（1.2），所述烘干房进风口（1.1）通过管路连接冷凝器气体出口管（5.2）；
所述冷凝回热器（2）上分别连接有回热器气体进口管Ⅰ（2.1）、回热器气体出口管Ⅰ（2.2）、回热器气体进口管Ⅱ（2.3）和回热器气体出口管Ⅱ（2.4），所述回热器气体进口管Ⅰ（2.1）通过管路Ⅰ连接烘干房出风口（1.2），所述回热器气体出口管Ⅱ（2.4）通过管路Ⅱ连接冷凝器气体进口管（5.1）；
所述间壁式预干燥器（3）上分别连接有干燥器气体进口管（3.1）和干燥器气体出口管（3.2），所述干燥器气体进口管（3.1）通过管路Ⅲ连接回热器气体出口管Ⅰ（2.2）；
所述热泵蒸发器（4）上分别连接有蒸发器气体进口管（4.1）、蒸发器气体出口管（4.2）、蒸发器工质进口管（4.3）和蒸发器工质出口管（4.4），所述蒸发器气体进口管（4.1）通过管路Ⅳ连接干燥器气体出口管（3.2），所述蒸发器气体出口管（4.2）通过管路Ⅴ连接回热器气体进口管Ⅱ（2.3），所述蒸发器工质进口管（4.3）通过管路Ⅵ连接冷凝器工质出口管（5.4），所述蒸发器工质出口管（4.4）通过管路Ⅶ连接冷凝器工质进口管（5.3）。
8.根据权利要求7所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，其特征在于，所述管路Ⅶ上设置有压缩机（6），管路Ⅵ上设置有膨胀阀（7），所述风机（9）有三个，分别设置于管路Ⅰ、管路Ⅱ和管路Ⅳ上。
9.根据权利要求7所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，其特征在于，所述气液分离器（8）有三个，分别设置于管路Ⅲ、管路Ⅳ和管路Ⅴ上，所述气液分离器（8）上分别连接有气液分离器气体进口管（8.1）、气液分离器气体出口管（8.2）和冷凝水出口管（8.3），所述冷凝水出口管（8.3）的另一端连通冷凝水储罐（10）。
10.根据权利要求7所述的一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，其特征在于，所述间壁式预干燥器（3）内部设置有上金属板片和下金属板片，所述上金属板片和下金属板片之间构成气体通道，上金属板片和间壁式预干燥器（3）的顶壁之间构成物料腔，所述上金属板片采用波浪形、矩形、梯形或三角形翅片形状，所述干燥器气体进口管（3.1）和干燥器气体出口管（3.2）分别设置于气体通道的两端，所述物料腔的两端分别设置有排风扇（3.3）和干燥器进气口（3.4），所述干燥器进气口（3.4）处设置有滤网。

说明书全文

一种三级热回收闭式循环热 泵干燥系统及工艺

技术领域

[0001] 本发明属于干燥设备技术领域，具体涉及一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统。

背景技术

[0002] 干燥是指从湿料中除去水分或其他湿分的技术，广泛应用于食品、轻工、纺织、煤炭、农林产品加工和建材等各个工业领域，同时干燥过程也是一个高能耗过程。对流干燥方法是传统干燥设备中使用最广泛的一种，其具有操作便捷、结构简单、适应性强等优点，但是对流干燥也存在着热效率低的不足，主要原因就是干燥过程中产生的含有大量潜热的高含湿气体直接排放，不仅浪费了余热，还对环境造成了一定的影响。

[0003] 空气源热泵干燥技术则是通过空气源热泵系统从低位热能吸取热量用来蒸发物件中的水分，相较于传统干燥技术，空气源热泵干燥系统能显著降低系统能耗。但传统的空气源热泵干燥机通常安装在干燥室外，通过冷凝器的送风风机向干燥室送入热风，干燥室的另一端安装排风扇将载湿空气抽出，但是高湿空气温度较高，直接排出仍将会造成大量的热量损失，且空气源热泵的运行受到环境温度影响较大，在我国北方地区的冬季使用受到限制。

[0004] 专利号为CN 206131694 U、专利名称为热泵烘干系统以及热泵烘干循环总系统的专利中，空气流动方式为开式循环，烘干介质直接排入大气中，对环境产生污染；该系统包括工质循环系统和水循环系统，通过水循环系统回收部分余热，再将热量传递给空气，传热效率低；另外该系统无法实时判断物料烘干程度，工作效率低。鉴于此，有必要对传统的热泵干燥系统做出改进。

发明内容

[0005] 为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种节能高效的三级热回收闭式循环热泵干燥系统，同时解决了冬季运行时冷媒蒸发量减少，热泵运行效率下降的问题。

[0006] 为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，包括热泵机组、高温烘干房、冷凝回热器、间壁式预干燥器、气液分离器、风机和冷凝水储罐；系统包括一级冷凝-余热回收单元、二级冷凝-余热回收单元和三级冷凝-三级余热回收单元，一级冷凝-余热回收单元为冷凝回热器，二级冷凝-余热回收单元为间壁式预干燥器，三级冷凝-余热回收单元为热泵蒸发器。

[0007] 一种三级热回收闭式循环热泵干燥工艺，包括：S1、热泵冷凝器内高温高压工质与循环气体换热，循环气体温度升高后经气体管道进入烘干房内；
S2、烘干房内高温气体与待烘干物料直接接触换热，物料中部分水分蒸发进入气体内，气体含湿量增加；
S3、热湿气体离开烘干房后进入冷凝回热器内，与来自热泵蒸发器中降温除湿后的气体换热，循环气体的温度降低，冷凝水冷凝，气体的余热被回收，完成循环气体的第一次降温除湿过程，通过气液分离器，冷凝水流入冷凝水储罐内；
S4、经过第一次降温除湿的循环气体进入间壁式预干燥器内，循环气体在气体通道内流动，待烘干物料置于物料腔中，通过间壁换热，余热烘干物料，循环气体的温度进一步降低，部分水分冷凝，冷凝水进入冷凝水储罐内，完成第二次降温除湿过程的循环气体进入热泵蒸发器；
S5、热泵蒸发器内循环气体蒸发液态工质，气体温度降低，冷凝水冷凝，冷凝水流入冷凝水储罐，第三次降温除湿后的气体循环进入冷凝回热器，冷凝回热器内第三次降温除湿的气体与高温载湿气体换热，低温气体被预热升温，升温后的气体进入到热泵冷凝器内被加热，完成气体闭式循环；
S6、热泵蒸发器内工质吸收气体热量蒸发成气体，进入压缩机中，工质压缩成高温高压蒸汽进入热泵冷凝器内与循环气体换热，高温高压蒸汽冷凝成低温液态工质，经膨胀阀后节流成低温低压工质液体，低温低压工质液体进入热泵蒸发器吸收气体热量并蒸发，完成热泵循环系统。

[0008] 再优选地，前述一级冷凝-余热回收单元在冷凝回热器中进行，自烘干房中排出的高温高含湿气体与经过热泵蒸发器降温除湿后的气体换热，高温高含湿气体热量被回收，冷凝水析出，完成一级冷凝和余热回收。

[0009] 更优选地，前述二级冷凝-余热回收单元在间壁式预干燥器中进行，自冷凝回热器中排出的气体对间壁式预干燥器内的物料进行预热，起到一定烘干效果，气体热量被进一步回收，冷凝水析出，完成二级冷凝和余热回收。

[0010] 进一步优选地，前述三级冷凝-余热回收单元在热泵蒸发器中进行，自间壁式预干燥器排出的循环气体作为热泵蒸发器的热源，为热泵工质提供热量，使其蒸发，气体热量被再一次回收，冷凝水析出，完成三级冷凝和余热回收。

[0011] 具体地，前述冷凝水储罐内设有液位计，用于在线计量冷凝水储罐中的冷凝水得出物料蒸发掉水分的蒸发量，以判断物料的干燥程度，从而实现干燥系统运行的自动控制。

[0012] 一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统，热泵冷凝器上分别连接有冷凝器气体进口管、冷凝器气体出口管、冷凝器工质进口管和冷凝器工质出口管；烘干房的两侧分别设置有烘干房进风口和烘干房出风口，烘干房进风口通过管路连接冷凝器气体出口管；
冷凝回热器上分别连接有回热器气体进口管Ⅰ、回热器气体出口管Ⅰ、回热器气体进口管Ⅱ和回热器气体出口管Ⅱ，回热器气体进口管Ⅰ通过管路Ⅰ连接烘干房出风口，回热器气体出口管Ⅱ通过管路Ⅱ连接冷凝器气体进口管；
间壁式预干燥器上分别连接有干燥器气体进口管和干燥器气体出口管，干燥器气体进口管通过管路Ⅲ连接回热器气体出口管Ⅰ；
热泵蒸发器上分别连接有蒸发器气体进口管、蒸发器气体出口管、蒸发器工质进口管和蒸发器工质出口管，蒸发器气体进口管通过管路Ⅳ连接干燥器气体出口管，蒸发器空气出口管通过管路Ⅴ连接回热器气体进口管Ⅱ，蒸发器工质进口管通过管路Ⅵ连接冷凝器工质出口管，蒸发器工质出口管通过管路Ⅶ连接冷凝器工质进口管。

[0013] 优选地，前述管路Ⅶ上设置有压缩机，管路Ⅵ上设置有膨胀阀，风机有三个，分别设置于管路Ⅰ、管路Ⅱ和管路Ⅳ上。

[0014] 再优选地，前述气液分离器有三个，分别设置于管路Ⅲ、管路Ⅳ和管路Ⅴ上，气液分离器上分别连接有气液分离器空气进口管、气液分离器气体出口管和冷凝水出口管，冷凝水出口管的另一端连通冷凝水储罐。

[0015] 更优选地，前述间壁式预干燥器内部设置有上金属板片和下金属板片，上金属板片和下金属板片之间构成气体通道，上金属板片和间壁式预干燥器的顶壁之间构成物料腔，干燥器空气进口管和干燥器气体出口管分别设置于气体通道的两端，物料腔的两端分别设置有排风扇和干燥器进气口，物料腔中为微负压操作，排气扇位于物料腔，用于预热后物料腔中含湿气体的排出，干燥器进气口处设置有滤网，用于对外界空气进行过滤。上金属板片采用波浪形、矩形、梯形或三角形翅片形状，可增大换热面积。

[0016] 本发明的有益之处在于：（1）本发明的三级热回收闭式循环热泵干燥系统基于热泵原理，利用热泵加热气体，对物料进行烘干，烘干后产生的高温高含湿气体经过三级冷凝和三级余热回收处理，余热回收冷凝后气体的含湿量下降，具备再次载湿能力，再经热泵加热后可以用于再次干燥物料，从而形成闭式循环；
（2）与现有热泵干燥技术相比，三级热回收利用湿热气体的余热为即将进入热泵蒸发器的气体和待干燥物料加热，利用了热湿气体的显热和潜热，减小了资源浪费，另一方面也降低了空气源热泵烘干的整体能耗，更环保节能，干燥效率更高；
（3）闭式循环系统解决了热泵系统冬季运行时因环境温度低，热泵系统运行效率下降的问题，闭式气体循环系统使得污染更小，适用于食品、药材等洁净干燥要求较高的场合，可广泛应用于食品、医药、农副产品加工的行业；
（4）系统利用冷凝水储罐中冷凝水的收集和在线计量，可以实时判断物料的干燥程度，从而实现干燥系统运行的自动控制。
附图说明

[0017] 图1是本发明的系统工艺流程图。

[0018] 图中附图标记的含义：1、烘干房；2、冷凝回热器；3、间壁干燥器；4、热泵蒸发器；5、热泵冷凝器；6、压缩机；7、膨胀阀；8、气液分离器；9、风机；10、冷凝水储罐；1.1、烘干房进风口；1.2、烘干房出风口；2.1、回热器空气进口管Ⅰ；2.2、回热器气体出口管Ⅰ；2.3、回热器空气进口管Ⅱ；2.4、回热器气体出口管Ⅱ；3.1、干燥器气体进口管；3.2、干燥器气体出口管；3.3、排风扇；3.4、干燥器进气口；4.1、蒸发器气体进口管；4.2、蒸发器气体出口管；4.3、蒸发器工质进口管；4.4、蒸发器工质出口管；5.1、冷凝器气体进口管；5.2、冷凝器气体出口管；5.3、冷凝器工质进口管；5.4、冷凝器工质出口管；8.1、气液分离器气体进口管；8.2、气液分离器气体出口管；8.3、冷凝水出口管。

具体实施方式

[0019] 以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

[0020] 参见图1，本发明的一种三级热回收闭式循环热泵干燥系统及工艺，包括烘干房1、热泵机组、冷凝回热器2、间壁式预干燥器3和冷凝水储罐10，其特征在于，所述热泵机组包括热泵蒸发器4和热泵冷凝器5。本发明可根据实际生产情况，适应不同的待烘干物料种类，循环气体可选用空气、氮气。

[0021] 热泵冷凝器5上分别连接有冷凝器气体进口管5.1、冷凝器气体出口管5.2、冷凝器工质进口管5.3和冷凝器工质出口管5.4。

[0022] 烘干房1的两侧分别设置有烘干房进风口1.1和烘干房出风口1.2，烘干房进风口1.1通过管路连接冷凝器气体出口管5.2。烘干房进风口1.1位于高温烘干房1底部与热泵冷凝器5相连，用于高温气体的流入，烘干房出风口1.2位于高温烘干房1顶部与冷凝回热器2相连，用于载湿气体流出，高温烘干房1的内部沿竖直方向并排设置多个物料架，用于放置待烘干的物料。烘干房1内还设置有温度表，用于显示烘干房内温度的情况。冷凝回热器2上分别连接有回热器气体进口管Ⅰ2.1、回热器气体出口管Ⅰ2.2、回热器气体进口管Ⅱ2.3和回热器气体出口管Ⅱ2.4，回热器气体进口管Ⅰ2.1通过管路Ⅰ连接烘干房出风口1.2，用于高温载湿气体流入；回热器气体出口管Ⅰ2.2与气液分离器8相连，用于分离冷凝水和第一次降温除湿气体；回热器气体进口管Ⅱ2.3与热泵蒸发器4相连，用于三次降温除湿的气体流入；回热器气体出口管Ⅱ2.4通过管路Ⅱ连接冷凝器气体进口管5.1，用于预热气体流出。

[0023] 冷凝回热器2可选用翅片式换热器，其内部相邻两片换热翅片之间形成过风通道，偶数通道组成热风通道，用于高温载湿气体流动，奇数通道组成冷风通道，用于三次降温除湿气体流动。

[0024] 间壁式预干燥器3上分别连接有干燥器气体进口管3.1和干燥器气体出口管3.2，干燥器气体进口管3.1通过管路Ⅲ连接回热器气体出口管Ⅰ2.2，用于一次降温除湿后的气体流入；干燥器气体出口管3.2与热泵冷凝器5相连，用于二次降温除湿后的气体流出。

[0025] 间壁式预干燥器3内部设置有上金属板片和下金属板片，上金属板片和下金属板片之间构成气体通道，上金属板片和间壁式预干燥器3的顶壁之间构成物料腔，干燥器气体进口管3.1和干燥器气体出口管3.2分别设置于气体通道的两端，物料腔的两端分别设置有排风扇3.3和干燥器进气口3.4，物料腔中为微负压操作，排气扇3.3位于物料腔，用于预热后物料腔中含湿气体的排出，干燥器进气口3.4处设置有滤网，用于对外界气体进行过滤。上金属板片采用波浪形、矩形、梯形或三角形翅片形状，可增大换热面积，提高换热效率，材料选择铝合金。优选地，间壁式预干燥器3可为多个间壁式预干燥器并联，相应的循环气体也采用并联方式进入各个间壁式预干燥器。

[0026] 热泵蒸发器4上分别连接有蒸发器气体进口管4.1、蒸发器气体出口管4.2、蒸发器工质进口管4.3和蒸发器工质出口管4.4，蒸发器气体进口管4.1通过管路Ⅳ连接干燥器气体出口管3.2，管路Ⅰ、管路Ⅱ和管路Ⅳ上均设置有风机9。

[0027] 蒸发器气体出口管4.2通过管路Ⅴ连接回热器气体进口管Ⅱ2.3，蒸发器工质进口管4.3通过管路Ⅵ连接冷凝器工质出口管5.4，蒸发器工质出口管4.4通过管路Ⅶ连接冷凝器工质进口管5.3，管路Ⅶ上设置有压缩机6，管路Ⅵ上设置有膨胀阀7。

[0028] 管路Ⅲ、管路Ⅳ和管路Ⅴ上均设置有气液分离器8，用于气体与冷凝水的分离，气液分离器8上分别连接有气液分离器气体进口管8.1、气液分离器气体出口管8.2和冷凝水出口管8.3，冷凝水出口管8.3的另一端连通冷凝水储罐10。冷凝水储罐10内设有液位计，通过冷凝水的计量得出物料蒸发掉水分的蒸发量，用于判断物料的烘干程度，从而对烘干过程进行自动控制。

[0029] 为了更好的阐述本发明，下面具体说明其工作过程：（1）热泵冷凝器5内高温高压工质与循环气体换热，循环气体温度升高后经气体管道进入高温烘干房1内；
（2）高温烘干房1内高温气体与待烘干物料直接接触换热，物料中部分水分蒸发进入气体内，气体含湿量增加；
（3）热湿气体离开高温烘干房1后进入冷凝回热器2内，与来自热泵蒸发器4中降温除湿后的气体换热，循环气体的温度降低，冷凝水冷凝，气体的余热被回收，完成循环气体的第一次降温除湿过程，通过气液分离器8，冷凝水流入冷凝水储罐10内；
（4）经过第一次降温除湿的循环气体进入间壁式预干燥器3内，循环气体在气体通道内流动，待烘干物料置于物料腔中，通过间壁换热，余热烘干物料，循环气体的温度进一步降低，部分水分冷凝，冷凝水进入冷凝水储罐10，完成第二次降温除湿过程的循环气体进入热泵蒸发器4内；
（5）热泵蒸发器4内循环气体蒸发液态工质，气体温度降低，冷凝水冷凝，冷凝水流入冷凝水储罐10，第三次降温除湿后的气体循环进入冷凝回热器2内，冷凝回热器2内第三次降温除湿的气体与高温载湿气体换热，低温气体被预热升温，升温后的气体进入到热泵冷凝器5内被加热，完成气体闭式循环；
（6）热泵蒸发器4内工质吸收气体热量蒸发成气体，进入压缩机6中，工质压缩成高温高压蒸汽进入热泵冷凝器5内与循环气体换热，高温高压蒸汽冷凝成低温液态工质，经膨胀阀
7后节流成低温低压工质液体，低温低压工质液体进入热泵蒸发器4吸收气体热量并蒸发，完成热泵循环系统。

[0030] 在本发明中的闭式循环热泵干燥系统中，循环气体在热泵冷凝器5内被工质加热，升温后的气体在高温烘干房1内与待烘干物料直接接触传热传质，气体中含湿量增加，增湿后的气体经过三级冷凝和余热回收单元，冷凝水冷凝，循环气体中所含的热量被回收利用后，循环气体再进入热泵冷凝器5，完成闭式循环。在此过程中，循环气体不会排入大气，更加环保，同时解决了传统热泵烘干系统在冬天运行时，由于环境温度偏低，热泵系统效率降低的问题。

[0031] 进一步地，气体循环系统包括三级冷凝和三级余热回收单元，其中一级冷凝-余热回收单元在冷凝回热器2中进行，二级冷凝-余热回收单元在间壁式预干燥器3中进行，三级冷凝-余热回收单元在热泵蒸发器4中进行。通过三级余热回收，对即将进入热泵冷凝器5的循环气体、待烘干物料和热泵工质加热，不仅节约了能源，且提高了整体的烘干效率。

[0032] 一级冷凝-余热回收单元：在冷凝回热器2中，自高温烘干房1中排出的高温高含湿气体与经过热泵蒸发器4降温除湿后的气体换热，高温高含湿气体热量被回收，冷凝水析出，完成一级冷凝和余热回收。

[0033] 二级冷凝-余热回收单元：在间壁式预干燥器3中，自冷凝回热器2中排出的气体对间壁式预干燥器3内的物料进行预热，起到一定烘干效果，气体热量被进一步回收，冷凝水析出，完成二级冷凝和余热回收。

[0034] 三级冷凝-余热回收单元：在热泵蒸发器4中，自间壁式预干燥器3排出的循环气体作为热泵蒸发器4的热源，为热泵工质提供热量，使其蒸发，气体热量被再一次回收，冷凝水析出，完成三级冷凝和余热回收。

[0035] 本发明基于空气源热泵干燥技术，提出了一种高效节能环保的闭式气体循环热泵烘干系统，采用闭式气体循环系统使得循环气体更加纯净，与开式结构相比，解决了热泵系统冬季运行效率下降的问题；采用三级冷凝和三级余热回收，烘干效率更高，利用湿热气体的显热和潜热为即将进入蒸发器的气体和待烘干物料预热，一方面回收了热湿气体的余热，减小资源浪费，另一方面大大降低空气源热泵烘干的整体能耗，更环保节能。

[0036] 为了对本发明的闭式气体循环热泵烘干系统有更充分的理解，下面以某食品厂的平菇为处理对象进行介绍：主要指标：空气温度最高温度达80℃，空气流量为3m3/s，平菇出水率达2.5kg/kw.h。

[0037] 平菇均匀分布在高温烘干房的物料架上，空气通过冷凝器加热，温度达到80℃，湿度为5%。热空气通过空气进口管进入高温烘干房内，空气和待烘干物料直接接触传热传质，物料温度升高，物料中水分不断蒸发进入空气中，空气含湿量增加，热湿空气通过空气出口管离开高温烘干房后进入冷凝回热器，其中热湿空气的温度为67℃，相对湿度达98%。

[0038] 冷凝回热器内热湿空气通过热流体通道，与通过冷流体管道的来自热泵蒸发器的空气换热，热湿空气温度降低，部分水分冷凝，第一次降温除湿后的空气进入间壁换热器内，其中空气温度为50℃，相对湿度100%，通过间壁换热，空气温度降低，水分冷凝，平铺在物料腔中平菇受热，蒸发的部分水分随着排风扇排出。

[0039] 第二次降温除湿后的空气通过空气管道进入热泵蒸发器内，空气温度为40℃，相对湿度100%。热泵蒸发器内工质气化吸热，空气温度降低，水分冷凝，第三次降温除湿后空气温度为20℃，含湿量为15g/kg(干空气)。三次降温除湿后的空气进入冷凝回热器内与热湿空气换热，空气温度升高到进入热泵冷凝器与高压高温工质换热，空气温度再加热到80℃，根据冷凝水罐中的冷凝水量判断平菇的脱水量，直至平菇含水量达到干燥要求。

[0040] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

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