模块化热泵除湿干化系统的制作方法

本发明涉及干燥设备技术领域，具体涉及一种模块化热泵除湿干化系统。

背景技术

干燥设备是一种常用的工业设备，申请号为201711020464.9的中国发明专利提供一种热泵干燥系统，其包括压缩机、冷凝器、节流部件、蒸发器、干燥室、回热换热器及风机；压缩机的出口连接冷凝器的热端入口，冷凝器的热端出口和蒸发器的冷端入口通过节流部件连接，蒸发器的冷端出口连接压缩机的入口；回热换热器的冷端入口输入经风机作用的空气，回热换热器的冷端出口连接冷凝器的冷端入口，冷凝器的冷端出口连接干燥室的入口，干燥室的出口连接回热换热器的热端入口，回热换热器的热端出口连接风机的入口，风机的出口和外界相通。所述热泵干燥系统利用回热换热器实现干燥室排出气体的温度回收，降低进入冷端蒸发器的气体温度，提高进入热端冷凝器的气体温度，可有效降低换热温差，改善冷、热端换热，提高系统效率。

现有热泵干燥设备普遍存在以下缺陷：1、传统干化装置并非模块式设计，占地面积大，项目改造难度大；2、烘干室加热方式仅依靠带式传动，出泥无深化加热，不能适用于污泥减量要求高的场合；3、循环风系统与热泵机组零部件接触，带来较强的腐蚀，缩短设备使用寿命。循环风系统风量过大，烘干室传送网带风速过高，污泥落料出口以及热泵机组回风口含尘量高，需要经常更换及清洗回风过滤网，给环境带来污染，给维护带来不便利。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，而提供一种模块化热泵除湿干化系统，具有模块化设计、多级降温除湿、除湿效率高、高效节能的优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

模块化热泵除湿干化系统，包括通过框架结构组装在一起的烘干室、热泵除湿机组以及控制模块，烘干室和热泵除湿机组通过风管连接在一起，控制模块分别与烘干室和热泵除湿机组模块电连接。

其中，烘干室包括烘干箱体，设置于烘干箱体之中的干化床和设置于干化床下方的干化料道，干化床由多层阀板组成，每一层阀板均都包括许多阀片，干化床还包括能够独立控制每层阀板的阀片关闭与打开的控制机构；烘干箱体设有布料口，布料口设置于多层阀板的上方，烘干箱体的底部设有落料口；干化料道与所述落料口连通，干化床内干化后的污泥经落料口落入干化料道内以对污泥进行二次干燥。

其中，干化床设置有呈竖直排布的四层阀板，阀板为不锈钢多孔阀板。

其中，控制机构包括慢速电机和行程杆，行程杆连接阀板，慢速电机通过行程杆带动阀板的阀片打开或者关闭。

其中，干化料道有多条，每条干化料道的一端连接布料口的底部，干化料道的另一端在竖直方向上的高度可以调节；干化料道的底部设有用于对干化料道进行加热的热水管网。

其中，热泵除湿机组包括至少一组模块化热泵除湿装置，每一组模块化热泵除湿装置均包括制冷系统、风循环系统，模块化热泵除湿装置设置于保温箱体之中。

其中，制冷系统包括压缩机，压缩机通过冷媒管路连接排热冷凝器、初级冷凝器、次级冷凝器；初级冷凝器和次级冷凝器相互并联设置，次级冷凝器的进口管路还设置有再热旁通电磁阀，初级冷凝器和次级冷凝器连接节流部件，节流部件连接初级蒸发器和次级蒸发器，初级蒸发器和次级蒸发器相互并联设置，初级蒸发器和次级蒸发器连接气液分离器，气液分离器连接压缩机，从而构成循环回路。

其中，热泵除湿机组包括三组模块化热泵除湿装置。

其中，风循环系统包括设置于热泵机组的回风口下方的预冷经济器，连接于预冷经济器的再冷经济器，连接于再冷经济器的初级蒸发器和次级蒸发器；初级蒸发器和次级蒸发器相互并联设置，初级蒸发器和次级蒸发器设置于预冷经济器和再冷经济器的一侧；烘干室顶部设有排热风扇，排热风扇下方的烘干室内顶部设有余热排热冷凝组件。

其中，控制模块包括箱体、控制板、电气元器件、显示屏和指示灯，控制板分别与烘干室和热泵除湿机组模块电连接。

本发明的有益效果：

本发明的模块化热泵除湿干化系统，包括通过框架结构组装在一起的烘干室、热泵除湿机组以及控制模块，烘干室和热泵除湿机组通过风管连接在一起；烘干室、热泵除湿机组以及控制模块均采用模块化设计，使得整体系统的占地面积较小，并且便于快速安装和改造；并且使用一套控制模块来联动控制烘干室和热泵除湿机组的工作，提高二者的配合度，提高了除湿效率，具有节能环保的效果。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的模块化热泵除湿干化系统的其中一组干化装置模块的整体示意图。

图2为本发明的模块化热泵除湿干化系统的整体结构示意图。

图3为本发明的模块化热泵除湿干化系统的制冷系统的结构示意图。

图4为本发明的模块化热泵除湿干化系统的制冷系统和主风循环系统的管路示意图。

图5为本发明的模块化热泵除湿干化系统的预冷新风系统和余热排风系统的结构示意图。

图6为本发明的模块化热泵除湿干化系统的烘干室的整体结构示意图。

图7为本发明的模块化热泵除湿干化系统的烘干室的干化床在阀片均关闭情况下的示意图。

图8为本发明的模块化热泵除湿干化系统的烘干室的干化床在阀片部分打开的情况下的示意图。

图9为本发明的模块化热泵除湿干化系统的多条干化料道的结构示意图。

图10为本发明的干化料道的剖视结构示意图。

图1至图10中的附图标记：

烘干室1；

热泵除湿机组2，压缩机21，排热冷凝器22，初级冷凝器23，次级冷凝器24，旁通电磁阀25，储液器26，气液分离器27；

预冷经济器31，再冷经济器32，风机电机33，初级蒸发器34，次级蒸发器35，导流板36；

余热排热冷凝部件4；

排热风扇5；

烘干箱体6，布料口61，落料口62；

干化床7，阀板71，阀片72；

干化料道8，翻抛机构81，热水管网82；

风管91，烘干室送风口92，热泵机组回风口93；

第一干化装置模块101，第二干化装置模块102，第三干化装置模块103。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本发明的模块化热泵除湿干化系统，如图1和图2所示，其多组干化装置模块，多组干化装置模块呈竖直排布，每组干化装置模块包括烘干室1、热泵除湿机组2以及控制模块，烘干室1和热泵除湿机组2通过风管91连接在一起，风管91一端连接烘干室送风口92，另外一端连接热泵机组回风口93，控制模块分别与烘干室1和热泵除湿机组2模块电连接。烘干室1、热泵除湿机组2以及控制模块均采用模块化设计，使得整体系统的占地面积较小，并且便于快速安装和改造；并且使用一套控制模块来联动控制烘干室1和热泵除湿机组2的工作，提高二者的配合度，提高了除湿效率，具有节能环保的效果。

如图3所示，热泵除湿机组2包括两组设置于保温箱体之中的模块化热泵除湿装置，两组模块化热泵除湿装置通过钣金框架结合在一起，根据实际生产的需要，模块化热泵除湿装置可以设置为多组，均采用钣金组合到一起，这种模块化的设计有利于系统的快速安装和扩展。其中，每一组模块化热泵除湿装置均包括制冷系统、风循环系统。如图2所示，可以将多组如图1的干化装置模块连接在一起，例如将第一干化装置模块101、第二干化装置模块102、第三干化装置模块103连接到一起，以适应不同的污泥处理量，模块化的设计大大提高了系统的灵活性。

如图3和图4所示，每一组模块化热泵除湿装置的制冷系统包括压缩机21，压缩机21通过冷媒管路依次连接排热冷凝器22和初级冷凝器23；初级冷凝器23并联有次级冷凝器24，次级冷凝器24的进口管路还设置有旁通电磁阀25，初级冷凝器23和次级冷凝器24的出口管连接节流部件的进口管，所述节流部件的出口管连接初级蒸发器34和次级蒸发器35，所述初级蒸发器34和次级蒸发器35相互并联设置，所述初级蒸发器34和次级蒸发器35的出口管连接气液分离器27的进口管，所述气液分离器27的出口管连接所述压缩机，从而构成循环回路。

如图3所示，每一组模块化热泵除湿装置的风循环系统包括主循环风系统、预冷新风系统、余热排风系统。如图3和图4所示，主循环风系统由预冷经济器31、再冷经济器32、风机电机33、初级蒸发器34、次级蒸发器35、初级冷凝器23、次级冷凝器24、导流板36组成。其工作流程为：热泵机组回风先经过预冷经济器31，对回风进行第一次降温除湿；预冷经济器31出风进入再冷经济器32，进行第二次降温除湿；再冷经济器32出风通过风机电机33后，再同时经过并联放置的初级蒸发器34和次级蒸发器35，进行第三次降温除湿；初级蒸发器34和次级蒸发器35的出风经过再冷经济器32，进行第一次预热；再冷经济器32预热出风经过并联放置的初级冷凝器23、次级冷凝器24，进行深度再热；冷凝器的再热出风最终进入热泵机组送风口。

如图3所示，在再冷经济器32下部风道上设置有导流板36，具体的，在风机电机33的出风口的风道上设置有所述导流板36，减少涡流损失，提升风场均匀度，有助于提高换热效率，进一步实现节能。

主循环风系统的回风温度一般在30～45℃之间，相对湿度一般在65～95％之间，相对传统的烘干机组回风温度(70～85℃)大大降低。同时，热泵机组送风控制在50～65℃之间，相对湿度在15％～30％之间，这样可以让压缩机21运行在最舒适最高效的状态点，即可实现优异的除湿效率。由此而带来的利好是，如图1和图6所示，气流经过干化床7的阀板71时，风速只需要控制较低的数值，一般在0.5～1.2m/s之间，即可实现污泥与气流的充分换热。因此，在热泵机组的回风口以及烘干室1的落料出口，相对传统烘干装置，可以减少90％以上的含尘量。

如图4和图5所示，预冷新风系统：由预冷经济器31和余热排热冷凝部件4组成。室外新风经过预冷经济器31，吸热后变成过热新风，并经由余热排热冷凝部件4的排热冷凝器22与排热风扇5，排至大气环境中。新风经过预冷经济器31时，吸收热泵机组回风中的热量，对回风进行降温除湿，而新风温度则上升。

余热排风系统由余热排热冷凝部件4组成，包含有排热冷凝器22以及排热风扇5。室外新风经由排热冷凝器22和排热风扇5后，排至大气环境中。排热风扇5为变频控制。

如图4所示，在热泵除湿机组2中，通过内部骨架设计，将主循环风系统与制冷系统的其他部件进行隔离，隔离部件包括有螺杆压缩机21、排热冷凝器22、旁通电磁阀25、储液器26、节流部件、气液分离器27、高低压控制器以及部分管路部件。主循环风系统中，气流带有污泥中的酸性或碱性腐蚀性物质，对制冷部件有较强的腐蚀作用。通过主循环风系统与其他部件的独立设计，可以实现主循环风系统的气流不外泄，一方面减少对周边环境污染，另一方面对其他部件的腐蚀性基本不用过多考虑，降低成本，大大延长机组使用寿命。

保温箱体，保温箱体采用50mm厚聚氨酯发泡的双层面板结构，实现优异的保温效果，采用不锈钢内板，达到良好的防腐效果。内部钣金骨架均为不锈钢材质。

如图6至图10所示，烘干室1包括烘干箱体6，烘干箱体6采用50mm厚聚氨酯发泡的双层面板结构，实现优异的保温效果，采用不锈钢内板，达到良好的防腐效果，烘干箱体6的顶部还设有排除多余热量的余热排风口。烘干室1还包括设置于烘干箱体6之中的干化床7和设置于干化床7下方的干化料道8，干化床7由四层阀板71组成，阀板数量可以调节，理论上来说，阀板层数越多烘干效果越好；每一层阀板71均包括多叶对开式的阀片72，阀片72材质采用316不锈钢板，在阀片72上开设有许多网孔，用以气流通过，同时也起到均流作用；烘干室1还包括控制对开式的阀片72关闭与打开的控制机构；烘干箱体6的侧壁设有布料口61，布料口61设置于多层阀板71的下方，烘干箱体6的底部设有落料口62；干化料道8设置于布料口61的下方，干化料道8用于对经过干化床7干化的污泥进行二次干燥，并将其通过干化料道8输送至烘干室1外部。

其中，控制机构包括慢速电机和行程杆，行程杆连接所述阀板71，慢速电机通过行程杆带动阀板71的阀片72打开或者关闭。行程机构根据控制系统发出的信号来动作。控制系统以时间作为控制点，对各层阀板71开闭进行控制。当某一层时间满足时，阀板71的对开阀片72会自行开启，将污泥落料至下一层，以此类推，其他层阀板71也按此进行控制。多层阀板71之间按如下方式转移：第一层转第二层为15～20分钟/次；第二层转第三层为30～40分钟/次；第三层转第四层为40～50分钟/次；第四层落料为60～90分钟/次。各层时间在控制系统中可以依据污泥的温湿度进行设定。

如图9和图10所示，干化料道8有并行排布的四条，每条干化料道8的左端连接于落料口62的底部，干化料道8的右端为设有出料口。干化料道3内设有螺旋状用于推动其内污泥翻转和前进的翻抛机构81，翻抛机构81能够将干化料道3内的污泥从出料口推出。

每条化料道8的底部都安装有热水管网82，热水管网82可以提供55～60℃热水对干化料道8内的污泥进行辐射再加热，提高干燥效率，提升干燥效果，进一步减轻污泥的重量。优选的，干化料道8的右端能够在竖直方向上的高度可以调节，使得干化料道8内的污泥能够停留在干化料道8内更多的时间，进而达到更好的干燥、减重效果。干化料道8为封闭空间，底部以不锈钢板组成，翻抛机构81包括可转动的轴杆和沿着轴杆的轴向呈螺旋排布的硬质刮板，硬质刮板的材料可以以“铁氟龙”。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。