空气能二氧化碳热泵式干燥机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种以二氧化碳为工质，能够提供90°C高温热风的二氧化碳热泵式干燥机。
【背景技术】
[0002]目前市场上常见的热泵式干燥机采用氟利昂工质，存在问题是除了会引起臭氟层破坏与温室效应外，出热风温度也较低，在需要提供高温热风的场合，采用常规工质的热泵式干燥机出热风温度很难达到要求的温度，并且当环境温度过低时，机组的效率大幅下降，干燥机的出风温度更达不到要求。
[0003]基于臭氟层破坏和温室效应的影响，用自然工质替代合成工质越来越受到国内外制冷界的重视。自然工质二氟化碳作为制冷工质有很多优点:使用安全，无毒；物理化学稳定性好；单位容积制冷量大，有利于减少装置体积；在超临界条件下，它的流动传热性能好；此外，二氧化碳容易获取，价格低廉，不需要回收。
【发明内容】
[0004]本发明的首要目的在于提供一种以二氧化碳为工质、采用涡流器利用压差提高换热温差制取热风的空气能二氧化碳热泵式干燥机。
[0005]为实现上述目的，本发明的具体方案如下:
[0006]一种空气能二氧化碳热泵式干燥机，包括涡流器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀以及以二氧化碳作为制冷工质的压缩机；
[0007]所述压缩机的出口分为第一支路、第二支路，其中第一支路通过第一阀门连通所述冷凝器入口，第二支路通过第二阀门连通所述涡流器入口 ；
[0008]所述涡流器的出口分为冷端支路、热端支路，其中热端支路连通冷凝器入口，冷端支路与所述冷凝器管路的中部位置连通，所述冷凝器的出口通过膨胀阀连通所述蒸发器的入口，所述蒸发器的出口连通所述压缩机的入口。
[0009]优选的，还包括回热器，所述回热器设置在所述蒸发器与所述压缩机之间，及所述冷凝器与所述蒸发器之间。
[0010]优选的，所述冷端支路与所述冷凝器管路连接处的位置是指所述冷端支路中的气体温度与所述冷凝器管路连接处的气体温度相同或接近的位置。
[0011 ] 优选的，所述热端支路上设置有第三阀门，所述冷端支路上设置有第四阀门。
[0012]本发明针对现有热泵式干燥机出风温度难以提高的问题进行了改进，主要特点如下:1.采用自然工质二氧化碳作为制冷剂，安全环保、来源广泛、价格低廉，并且二氧化碳的放热过程有较大的温度滑移，适合提供高温热风；2.利用涡流器效应得到更高温度的二氧化碳气体，提高了二氧化碳气体与空气的换热温差，经过涡流器后的高压二氧化碳气体压力变低，膨胀阀的压降变小，从而减小了节流损失，提高了循环效率，节约能耗；3.可以根据需要通过阀门转换控制高温热风的制取，操作灵活，使用方便。基于上述特点，本发明广泛适用于电镀、化工、印染等高温烘干场所。
【附图说明】
[0013]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
[0014]图1为本发明实施例外形结构图；
[0015]图2为本发明实施例结构示意图；
[0016]图3为本发明实施例系统原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0018]实施例
[0019]如图1?图3所示，一种空气能二氧化碳热泵式干燥机，包括涡流器6、冷凝器11、回热器15、蒸发器17、膨胀阀16、阀门以及以二氧化碳作为制冷工质的压缩机I。压缩机I出口排出的高温高压二氧化碳气体分为两个支路，其中第一支路2经过第一阀门3进入冷凝器11、二氧化碳工质被冷却后进入回热器15进一步降温，然后在膨胀阀16处节流进入蒸发器17吸收空气热量，再经回热器15升温后进入压缩机I ;第二支路4经过第二阀门5后进入涡流器6，二氧化碳气体经涡流器6膨胀后分成冷热两股气流，热气流经过涡流器6热端支路9、第三阀门10从冷凝器11入口送入冷凝器11中；冷气流经过涡流器6冷端支路7、第四阀门8与冷凝器11管路的中部位置送入。在设计中，送入位置应考虑与降温后的热端气流温度相同或接近，二氧化碳气体在冷凝器11中进行热交换后进入回热器15，并进一步降温，然后经膨胀阀16节流进入蒸发器17吸收空气热量，变成气态，再经回热器15进一步升温后送入压缩机1，完成一个循环。上述两个支路根据运行工况靠切换阀门的启闭控制，不同时使用。
[0020]本发明所用涡流器6是通过内部器件来控制和达到所需要的温度和流量的部件。高压气体由涡流器6入口进入喷嘴，膨胀降压后沿切线进入涡流室，形成自由流，经动能交换分离成温度不等的两部分，中心部分为冷气流，边缘部分为热气流，分别从涡流器6的冷、热两端流出，冷热气流的比例可以调节。在同样的压力降下，经过涡流器6后冷热流混合后温度与通过节流阀节流后气流温度相同。因此采用涡流器6作为二氧化碳热泵系热的节流部件，不但可以利用其热端出口高温气流放出热量，放热后与冷端气流混合后温度比同压差通过节流阀节流后温度要低，也就是说不但可以对外加热，还可以提高节流效果。
[0021]参看图3，本发明工作过程如下:当需要提供高温热风时，第一阀门3开启，第二阀门5、第三阀门10、第四阀门8关闭。经压缩机I压缩后的高温高压二氧化碳气体经过第一阀门3进入冷凝器11，高温高压二氧化碳气体在冷凝器11中通过风机12把热量传到烘箱，高温高压二氧化碳气体放热温度降低，烘箱内的温度升高。温度降低的二氧化碳气体从冷凝器11排出后进入回热器15，在回热器15中被由蒸发器17来的低温二氧化碳气体进一步冷却。被进一步冷却的二氧化碳气体从回热器15排出后经过膨胀阀16节流后进入蒸发器17，在蒸发器17中蒸发为气体，吸收空气中的热量，再经过回热器15与来自冷凝器11的二氧化碳气体换热后进入压缩机I压缩成高温高压气体，从而完成一个循环。
[0022]参看图3，当需要提供90°C高温热风时，第二阀门5、第三阀门10、第四阀门8开启，第一阀门3关闭。经压缩机I压缩后的高温高压二氧化碳气体经过第二阀门5后进入涡流器6，高温高压二氧化碳气体经过涡流器6膨胀后，一部分变为相对低温二氧化碳气体从涡流器6冷端支路7排出，一部分变为相对高温二氧化碳气体从涡流器6热端支路9排出。涡流器6冷端支路排出的相对低温二氧化碳气体经过第四阀门8从与降温后热端气流温度相同的位置通入冷凝器11，与冷凝器11入口来的二氧化碳气体混合后与烘箱内的空气换热。涡流器6热端支路9排出的相对高温二氧化碳气体经过第三阀门10进入冷凝器11，相对高温二氧化碳气体将来自烘箱的空气加热成90°C高温热风后，与进入冷凝器11中部位置的相对低温二氧化碳气体混合与来自烘箱的空气换热。来自烘箱的空气吸热后变为高温热风，烘箱内的温度加热成90°C。混合后的二氧化碳气体与来自烘箱的空气换热后从热交换11排出后进入回热器15，在回热器15中与被蒸发器17来的低温二氧化碳气体进一步冷却。被进一步冷却的二氧化碳气体从回热器15排出后经过膨胀阀16节流后进入蒸发器17，在蒸发器17中蒸发为气体，吸收空气中的热量，再经过回热器15与来自冷凝器11的二氧化碳气体换热后进入压缩机I压缩成高温高压气体，从而完成一个循环。
[0023]第二支路4连通涡流器6入口，第一支路3、第二支路4上分别设置第一阀门3和第二阀门5，所述涡流器6的热端支路9连通冷凝器11入口，涡流器6的冷端支路7与冷凝器11管路的中部位置连通，所述冷凝器11出口支路14连通蒸发器17的入口，冷凝器11出口支路14上设置膨胀阀16，蒸发器17出口支路18连通压缩机I的入口。
[0024]上述实施例中回热器15可以作为改进方案，所述回热器15设置在所述蒸发器17与所述压缩机I之间，及所述冷凝器11与所述蒸发器17之间
[0025]作为上述实施例方案的优选方案，所述涡流器6冷端支路与冷凝器11管路连接处的位置是指冷端支路中的气体温度与冷凝器11管路连接处的气体温度相同或接近的位置。
[0026]作为上述实施例方案的改进，所述涡流器6热端支路9上设置第三阀门10，所述涡流器6冷端支路7上设置第四阀门8。
[0027]以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在【具体实施方式】以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。
【主权项】
1.一种空气能二氧化碳热泵式干燥机，其特征在于: 包括涡流器(6)、冷凝器(11)、蒸发器(17)、膨胀阀(16)以及以二氧化碳作为制冷工质的压缩机(I)； 所述压缩机(I)的出口分为第一支路(2)、第二支路(4)，其中第一支路(2)通过第一阀门(3)连通所述冷凝器(11)入口，第二支路(4)通过第二阀门(5)连通所述涡流器(6)入Π ； 所述涡流器(6)的出口分为冷端支路(7)、热端支路(9)，其中热端支路(9)连通冷凝器(11)入口，冷端支路(7 )与所述冷凝器(11)管路的中部位置连通，所述冷凝器(11)的出口通过膨胀阀(16 )连通所述蒸发器(17 )的入口，所述蒸发器(17 )的出口连通所述压缩机(I)的入口。
2.如权利要求1所述的空气能二氧化碳热泵式干燥机，其特征在于: 还包括回热器(15)，所述回热器(15)设置在所述蒸发器(17)与所述压缩机(I)之间，及所述冷凝器(11)与所述蒸发器(17 )之间。
3.如权利要求1所述的空气能二氧化碳热泵式干燥机，其特征在于: 所述冷端支路(7 )与所述冷凝器(11)管路连接处的位置是指所述冷端支路(7 )中的气体温度与所述冷凝器(11)管路连接处的气体温度相同或接近的位置。
4.如权利要求1所述的空气能二氧化碳热泵式干燥机，其特征在于: 所述热端支路(9 )上设置有第三阀门(10 )，所述冷端支路(7 )上设置有第四阀门(8 )。
【专利摘要】本发明涉及一种空气能二氧化碳热泵式干燥机，包括涡流器、冷凝器、蒸发器、膨胀阀以及以二氧化碳作为制冷工质的压缩机；压缩机的出口分为第一支路、第二支路，其中第一支路通过第一阀门连通冷凝器入口，第二支路通过第二阀门连通涡流器入口；涡流器的出口分为冷端支路、热端支路，其中热端支路连通冷凝器入口，冷端支路与冷凝器管路的中部位置连通，冷凝器的出口通过膨胀阀连通蒸发器的入口，蒸发器的出口连通压缩机的入口。本发明针对现有热泵式干燥机出风温度难以提高的问题进行了改进，广泛适用于电镀、化工、印染等高温烘干场所。
【IPC分类】F25B9-04, F26B21-00
【公开号】CN104792055
【申请号】CN201410027476
【发明人】冯铭东
【申请人】广州九恒新能源有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月21日