CN107255412A - 一种热泵干燥装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热泵干燥装置及其使用方法，该热泵干燥装置包括热泵循环子系统和干燥循环子系统；通过管路连接压缩机、热量调节装置、冷凝器、节流件、蒸发器、预冷换热器组成热泵循环子系统；干燥循环子系统包括干燥室、风道、干燥风机；干燥风机、预冷换热器、蒸发器及冷凝器安装于风道内或其进出风口分别与前后风道连接；所述的干燥室或与其相邻的风道内安装有温度传感器和湿度传感器。本发明解决了现有干燥装置功能少、干燥适用范围小、能耗大、损坏大、排放大等问题，实现了干燥系统功能的多样性,高效性、扩大了适用范围、减少干燥物损坏和废气的排放，并提高热泵系统的灵活性和可靠性。

Description

一种热泵干燥装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种干燥装置及干燥方法，具体涉及一种热泵干燥装置及其使用方法。

背景技术

现有技术中常见的干燥装置分为电加热干燥装置和热泵干燥装置，干燥装置常应用于衣服、材料、化工、食品或农林牧副渔产品等干燥领域。而现有的干燥装置及其干燥方法通常存在如下问题：通常依靠加热设备对空气加热成高温后再对物体进行烘干的，其烘干气流温度高、功能单一，不能依据干燥物的特性采用多样化的干燥方法,干燥物易受损、变质,干燥适用范围很小,通常还需要排出大量的废气和废热，能耗大、干燥效率低，易污染环境，而且常见的热泵干燥系统对干燥过程变化的适应能力小，压缩机易发生液击现象,影响系统的可靠性。

现有热泵干燥装置中通常设置有干燥循环系统,系统内的空气由热泵循环系统中的冷凝器进行加热后形成高温气体，高温气体再进入干燥室内对干燥物进行烘干除湿，干燥室出来的高温高湿空气再被送回到蒸发器处进行降温析湿，而后空气再被冷凝器加热，并送入干燥室中，如此循环完成烘干工作；烘干循环过程中，由于压缩机持续做功而不断地向干燥循环系统提供新增热量，干燥循环系统内的气流因此不断聚集着新增热量而持续升温，在这种情况下，冷凝器出来后的气流温度会逐步升得更高，不仅会影响热泵系统的能效和正常工作、而且高温气流还容易损坏干燥物。部分改进技术，在上述干燥循环系统基础上增加了一个排气口和进气口，当干燥室内温度过高时，可以通过排热口将高温高湿的气流排出干燥循环系统，并从进气口补充新空气，这样能减少了干燥高温过热的现象，但这种改进技术却需向外部环境排出大量高温废气，能耗大、干燥效率低，还易污染环境。

专利CN201210129002.1公开了一种热泵干衣机控制方法及热泵干衣机，包括具有压缩机、主冷凝器、节流装置及蒸发器的热泵模块，还包括辅助冷凝器及用于给辅助冷凝器和压缩机表面降温以调节负荷的辅助冷凝风机；该热泵干衣机干燥技术的机理是根据湿度检测情况将干燥过程分为第一阶段和第二阶段，二个阶段不同之处主要在于蒸发温度的变化，其中，后阶段的蒸发温度要求低于前阶段的蒸发温度，并根据检测主冷凝器在各烘干阶段的温度点来确定是否进入第二阶段，通过启动辅助冷凝器间接地引起第二阶段蒸发温度的降低。从上述专利的技术机理可以看出，该专利技术除了将干燥过程分成了二个阶段，并设置不同的蒸发温度外，基本上仍沿袭了常规的高温烘干技术，该技术未能解决常规干燥技术中存在的上述问题。而且，该专利所述的辅助冷凝器连接在冷凝器的后面，热泵循环中压缩机排出的制冷剂先进入冷凝器进行冷却，冷却后的制冷剂的温度已经下降许多，其与外界空气没有明显的温差，这种状态下，冷却后的液态制冷剂再进入辅助冷凝器，即使辅助冷凝器处于开启状态，辅助冷凝器的散热能力也变得很小了，这样对热泵系统的工作状态取不到明显的调节作用，另外该技术中也没有安装预冷器，如果热泵系统工况变化大，流进蒸发器的制冷剂变化也大，极易引起制冷剂在蒸发器中蒸发不完全而导致压缩机回液损毁，因而该专利技术不具备干燥功能多样性的能力。

发明内容

为解决上述问题，本发明旨在提供一种热泵干燥装置及其干燥方法，用于增加干燥功能的多样化，扩大干燥适用范围，提高干燥效率、减少对干燥物的损坏，并提高热泵系统的灵活性和可靠性的目的。

本发明的具体技术方案为：一种热泵干燥装置，该热泵干燥装置包括热泵循环子系统和干燥循环子系统；热泵循环子系统包括压缩机、热量调节装置、冷凝器、节流件、蒸发器、预冷换热器及相关管路件；干燥循环子系统包括干燥室、风道、干燥风机；其特征在于：通过管路件将压缩机、热量调节装置、冷凝器、节流件、蒸发器、预冷换热器的进出口依次相连，预冷换热器出口与压缩机吸气口连接，形成热泵循环子系统制冷剂循环回路；干燥室的进风口和出风口分别与对应的风道连接，干燥风机安装于风道内或干燥风机进出风口分别与前后风道连接，形成干燥循环子系统气流循环回路；预冷换热器、蒸发器、冷凝器也安装于风道内或各自的进出风口分别与前后风道连接；所述的干燥室或与其相邻的风道内安装有温度传感器和湿度传感器。

进一步地，所述的热量调节装置为包括空气调节换热器和调节风机组成的空气冷却式热量调节装置、或为包括水冷型换热器、水泵和水管件及外部水路组成的水冷却式热量调节装置，或为包括蒸发冷却式换热器、布液器、填料、调节风机、接水盆、水泵、水管件和补水管路组成的蒸发冷却式热量调节装置。

进一步地，所述的空气冷却式热量调节装置，包括调节风机和空气调节换热器，所述的调节风机为多档风机或变速风机；所述的空气调节换热器为单一的换热器或与热泵循环子系统中的冷凝器共用同一个空气冷却式换热器；当采用共用同一个空气冷却式换热器方案时，通过隔板将共用换热器的空气流通侧分隔成二部分、二者的比例按照设计的换热量需要进行确定，如此，通过空气侧的分隔将该换热器的分成为了二部分，其中一部分作为所述热泵循环子系统中的冷凝器使用，且设置于所述风道内，另一部分作为所述空气冷却式热量调节装置中的空气调节换热器使用，且设置于所述风道外；制冷剂入口设在用作为空气调节换热器的一侧，并通过管路与压缩机排气口相连，制冷剂出口设在用作冷凝器的一侧，并通过管路与节流件相连。

进一步地，该装置还包括接水盘设备及除尘过滤装置，接水盘设备布置于蒸发器和预冷换热器的下方；除尘过滤装置安装于干燥室出口与预冷换热器之间的风道上。

进一步地，所述的干燥室为固定式、抖动式、滚动式或转动式结构。

进一步地，所述的冷凝器、蒸发器、预冷换热器各自独立分开、两者并列组合或三者并列组合，且在干燥气流方向上，预冷换热器位于上游、蒸发器位于预冷换热器与冷凝器之间依次布置。

热泵干燥装置的干燥方法包括高温干燥工作方法，先预设一个高温的干燥工作温度范围，通过调节风量、水流量或压缩机做功量，使得热量调节装置向外部环境的散热量小于压缩机的做功量，促使干燥室的气流温度上升至高温的预设值范围内，干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，将干燥温度控制在预定的高温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

热泵干燥装置的干燥方法包括类似常温干燥工作方法，先预设一个类似常温的干燥工作温度范围，通过调节风量、水流量或压缩机工作量，使得热量调节装置向外部的散热量与压缩机的做功量相当，促使干燥室中的气流温度在类似常温的范围内,干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，促使干燥室中的温度在类似常温的范围内工作，直到干燥室的湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

热泵干燥装置的干燥方法包括低温干燥工作方法，先预设一个低温的干燥工作温度范围，通过调节风量、水流量或压缩机工作量,使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，促使干燥室中的气流温度降低至低温干燥的预定值范围；干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于设定的干燥温度上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得调节热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于设定的干燥温度下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内, 过程中，如果检测到蒸发器表面有明显结霜，压缩机暂停工作，通过干燥风机的继续运行进行除霜，完成除霜后再启动压缩机进入低温干燥工作，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度控制在预定的低温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

热泵干燥装置的干燥方法包括分阶段多温度干燥工作方法，将高温干燥方法、类似常温干燥方法、低温干燥方法中的二个或二个以上的工作方法根据干燥物的特性或干燥效率的要求而组合在一起，在干燥过程中分阶段采用不同的干燥方法，在不同各种工作方法中，通过调节热量调节装置向外散热量与压缩机做功量之间的差值，使得干燥循环子系统中风道的气流温度达高温、类似常温或低温预定值的范围；并通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于对应方法设定的干燥温度上限值时，增大热量调节装置向外散热量，使得热量调节装置向外的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于对应方法设定的干燥温度下限值时，减小热量调节装置向外散热量，使得调节热量调节装置的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度分阶段控制在预定的温度范围内工作，直到当湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

本发明可解决现有干燥装置功能少、干燥适用范围小、能耗大、损坏大、排放大等问题，实现了干燥系统功能的多样性,高效性、扩大了适用范围、减少干燥物损坏和废气的排放，并提高热泵系统的灵活性和可靠性。本发明的有益效果具体如下：

1、本发明的热泵干燥装置及其使用方法具有干燥功能的多样性和高效性、适用范围广、减小对干燥物的损坏。由于压缩机排出高温的制冷剂气体温度高，与外部空气具有较大的温差，因而所述的热量调节装置必须与压缩机排气口相接，如此，热量调节装置才具有更大的热量调节作用，确保本发明的热泵干燥装置及其使用方法具有功能多样性的特点，通过控制热量调节装置向外的散热量与压缩机做功量之间的差值，改变干燥循环子系统空气的吸热量和放热量,即可实现高温干燥、类似常温干燥、低温干燥或分阶段多温干燥四种以上多样化的干燥工作特点，如此，提高了干燥装置功能的多样性，扩大了干燥装置的适用范围和灵活性，本发明可应用到高温的干燥领域(如耐高温的衣物、农作物等)、类似常温干燥领域(如适合类似常温下干燥的食品、水果、种子、药材等)、低温干燥领域(如需要保鲜的肉类、蔬菜、水果等)或对温度不敏感的干燥领域(如化工材料、建筑材料、衣物等)。另外，根据干燥物不同的特点选择不同的干燥方式，减少干燥过程对干燥物的损坏，并提高干燥效率。

2、本发明的热泵干燥装置及其使用方法无废气的排放，对环境影响小。由于本发明热泵干燥装置中的干燥循环子系统的气流在工作中属于闭式循环，除了热量调节装置根据需要把部分热量排放到外部环境外，其它部件在工作过程基本上没有废气、废热的排放，对外部环境影响小。

3.本发明的热泵干燥装置及其使用方法提高热泵系统的调节性和灵活性。通过热量调节装置改变干燥循环子系统空气的吸热量和放热量，进而调节循环风道内的空气的温度，调节灵敏度高，调节速度快，适应多种干燥方法对于温度的变化要求，并且使得循环内的部件维持在正常的工作温度，抑制由于制冷剂的温度及压力过高而引起压缩机过载现象，避免压缩机在短时间内频繁不断进行停止和再起动，保证压缩机在安全、稳定的工作状态，减轻压缩机的负担。

4.本发明的热泵干燥装置及其使用方法提高热泵系统的适应性和可靠性。本发明的干燥循环装置在实现干燥功能多样性的工作中，其对应的热泵循环子系统的工作状况变化也较大，如果技术处理不当，易导致压缩机回液损毁。为此，本发明中在所述的蒸发器之后安装了预冷换热器，经过预冷换热器外部的气流是干燥室排出的高温高湿的气流，这样，预冷换热器便可轻易将各种干燥工作方法下流进预冷换热器的制冷剂完全蒸发为气态制冷剂，防止压缩机出现回液损毁现象，提高热泵系统的可靠性,另一方面也可以取得对干燥循环系统气流的预冷作用、提高后续蒸发器的除湿能力，提高干燥效率。

附图说明

图1为本发明装置的主要零部件分解示图；

图2为本发明装置应用于分体式机组中的实施原理示图；

图3为本发明装置应用于分体式机组中的结构实施示图；

图4为本发明装置应用于整体式机组中的实施原理示图；

图5为本发明装置应用于整体式机组中的结构实施示图；

图6为本发明装置中的空气冷却式热量调节装置的实施原理示图；

图7为本发明装置中的水冷却式热量调节装置的实施原理示图；

图8为本发明装置中的蒸发冷却式热量调节装置的实施原理示图；

图9为本发明装置中空气冷却式热量调节装置的空气调节换热器与冷凝器共用换热器的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

本发明的一种热泵干燥装置，可参见附图1-附图5，由热泵循环子系统和干燥循环子系统二部分共同组成。所述的热泵循环子系统包括：压缩机(1-1)、热量调节装置(1-3)、冷凝器(1-2)、节流件(1-4)、蒸发器(1-5)、预冷换热器(1-6)。所述的干燥循环子系统包括：干燥室(2-1)、风道(2-2)、干燥风机(2-3)。

所述的热泵循环子系统中，通过管路件,压缩机(1-1)的排气口与热量调节装置(1-3)进口相连，热量调节装置(1-3)出口与冷凝器(1-2)进口相连、冷凝器(1-2)出口与节流件(1-4)进口相连、节流件(1-4)出口与蒸发器(1-5)进口相连，蒸发器(1-5)出口与预冷换热器(1-6)进口相连、预冷换热器(1-6)出口与压缩机(1-1)吸气口依次相连，由此构成了热泵循环子系统中的制冷剂循环回路。

所述的干燥循环子系统中，干燥室(2-1)至少有一个进风口和至少有一个出风口，风道(2-2)分别与干燥室进风口、出风口相连，干燥风机(2-3)安装于风道中合适的位置，由此构成了干燥循环子系统的气流循环回路。干燥风机可以为d 多档风机或变速风机，为单一风机或多个风机由并联或串联方式共同组成。干燥循环子系统中还可包括除尘过滤装置(2-4),除尘过滤装置安装于干燥室(2-1) 出口与预冷换热器(1-6)之间的风道内；干燥循环子系统还可包括除菌装置(2-5)，除菌装置(2-5)安装于干燥室(2-1)内或干燥室(2-1)进口与冷凝器(1-2)之间。

所述的热泵循环子系统中的预冷换热器(1-6)、蒸发器(1-5)、冷凝器(1-2) 安装在干燥循环子系统中的风道内或各自的进出风口分别与前后风道连接，顺着干燥循环子系统的气流方向，预冷换热器(1-6)位于上游、蒸发器(1-5)位于预冷换热器与冷凝器(1-2)之间布置。

所述的热量调节装置(1-3)被隔离在干燥循环子系统的外面。热泵循环子系统还包括接水盘设备(1-7)，接水盘设备位于蒸发器(1-5)和预冷换热器(1-6) 的下面。热量调节装置(1-3)为空气冷却式热量调节装置(见图6)、或水冷却式热量调节装置(见图7)或蒸发冷却式热量调节装置(见图8)。

所述的空气冷却式热量调节装置包括空气调节换热器(3-1)和调节风机 (3-2)。所述的调节风机可以为多档风机或变速风机，由单一风机或多个风机由并联或串联方式共同组成。工作时，根据干燥方法的需要，调节风机可驱动外部环境中的空气流动将空气调节换热器中制冷剂的部分热量排入外部环境中。所述的水冷却式热量调节装置主要包括水冷型换热器(3-3)、水泵(3-4)和水管件 (3-5)及外部水路，水冷型换热器中具有制冷剂腔和水流腔，通过水管件的连接，外部水路与水泵入口连接，水泵出口与水冷型换热器水流腔的入口相连，水冷型换热器水流腔的出口与外部水路连接，通过管路连接、制冷剂腔的入口与压缩机出口相连、制冷剂腔的出口与热泵循环子系统的冷凝器进口相连；工作时，根据不同干燥方法设定的要求，水泵驱动外部对应的水量将水冷型换热器中制冷剂的部分热量排入外部水中。所述的蒸发冷却式热量调节装置主要包括调节风机 (3-2)、蒸发冷却式换热器(3-6)、布液器(3-7)、填料(3-8)、接水盆(3-9)、水泵(3-4)、水管件(3-5)及补水管路(3-10)。通过水管件的连接，水泵(3-4) 入口管位于接水盆(3-9)内、水泵(3-4)出口与布液器(3-7)相连；布液器 (3-7)设置于蒸发冷却式换热器(3-6)及填料(3-8)的上面，接水盆(3-9) 连接有补水管路(3-10)，通过补水管路(3-10)可以对接水盆(3-9)补充水量，蒸发冷却式换热器(3-6)上的制冷剂入口与压缩机出口相连，蒸发冷却式换热器的制冷剂出口与热泵循环子系统的冷凝器进口相连。工作时，根据干燥方法的需要，调节风机可驱动外部环境中的空气流动将蒸发冷却式换热器中制冷剂的部分热量排入外部的水蒸气及空气中。

进一步，当热量调节装置采用空气冷却式热量调节装置时，并且空气冷却式热量调节装置中的空气调节换热器(3-1)与干燥子系统中的冷凝器(1-2)共用同一个换热器时(参见图9)。在空气侧通过隔板(3-11)在将换热器分隔成分成二部分，二者的比例按照设计的换热量需要进行确定，如此，通过空气流通侧的分隔将该换热器的分成为了二部分，其中一部分作为干燥子系统中的冷凝器使用、另一部分作为空气冷却式热量调节装置中的空气调节换热器使用。用作冷凝器的部分置于干燥循环子系统风道内，用作空气调节换热器的部分置于干燥循环子系统风道外。制冷剂的入口(3-12)设置于用作空气调节换热器的一侧，并通过管路与压缩机排气口相连；制冷剂出口(3-13)设置于用作干燥循环子系统的冷凝器一侧，并通过管路与节流件(1-4)相连。

进一步，干燥装置的结构为分体式或整体式。分体式干燥装置的结构图和原理图可参见附图2及附图3，整体式的结构图和原理图可参见附图4及附图5。

进一步的，干燥室为固定式、抖动式、滚动式或转动式结构。冷凝器为管翅式、光管式、盘管式、蛇管式、板式、或平行流式换热器。蒸发器为管翅式、光管式、盘管式、板式、蛇管式或平行流式换热器。预冷换热器为管翅式、光管式、盘管式、板式、蛇管式或平行流式换热器。空气调节换热器为管翅式、光管式、盘管式、板式、蛇管式或平行流式换热器。水冷型换热器为壳管式、套管式、板式、罐式或平行流式换热器。蒸发冷却式换热器管翅式、光管式、盘管式、板式、蛇管式或平行流式换热器。节流件为热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管、节流阀、或节流孔板。

进一步地，所述的冷凝器(1-2)、蒸发器(1-5)、预冷换热器(1-6)各自独立分开、两者并列组合或三者并列组合，且在干燥气流方向上，预冷换热器位于上游、蒸发器位于预冷换热器与冷凝器之间的形式依次布置。

本装置的具体工作原理为：

所述的热泵循环子系统工作时，压缩机(1-1)排出高温高压的气态制冷剂流进热量调节装置(1-3)，根据设定的干燥工作方法的需要，高温高压的气态制冷剂在热量调节装置作用下将部分冷凝热排放至外部环境中。制冷剂通过热量调节装置出来，流进冷凝器(1-2)，制冷剂通过冷凝器将热量释放给风道内的气流后转变成液态的制冷剂，而后液态的制冷剂再流经节流件(1-4)后进入蒸发器 (1-5)，制冷剂在蒸发器内蒸发并吸收风道内气流的热量后再流进预冷换热器 (1-6)，制冷剂在预冷换热器中吸收风道内气流的热量后实现完全汽化甚至过热后再进入压缩机，如此实现了热泵子系统的制冷剂工作循环。

所述的干燥循环子系统工作时，在干燥风机(2-3)的驱动下，气流在干燥室 (2-1)与干燥物混合接触，吸收干燥物的部分水分后形成高温高湿的气流从干燥室出口流出并通过风道(2-2)流经预冷换热器(1-6)，气流在预冷换热器(1-6) 的作用下得到了预冷却而转变为湿度近饱和状态的气流，气流随后流经蒸发器 (1-5)，湿度近饱和状态的气流在蒸发器中释放出大量热量而析出水滴后成为低温气流。低温气流再流经冷凝器(1-2)吸收制冷剂中的热量，重新形成相对湿度小的干燥气流，干燥气流回到干燥室(2-1)，进一步对干燥物体进行干燥工作。如此实现了干燥循环子系统的工作循环。

气流在干燥循环过程中包括预冷换热器(1-6)的降温和蒸发器(1-5)的降温除湿、冷凝器(1-2)的加热升温及干燥物的脱水干燥过程。上述这些过程是依赖热泵循环子系统来完成的。对应地，热泵循环子系统中制冷剂在压缩机(1-1) 的做功作用下包括预冷换热器(1-6)吸热，蒸发器(1-5)吸热、冷凝器(1-2)放热的过程。按照能量守恒定律，各关系量的关系表达式为：Q预冷换热器吸热+Q蒸发器吸热+W压缩机做功＝Q热量调节装置放热+Q冷凝器放热，可见，干燥过程中热量调节装置对外散热量的大小变化对干燥系统的工作状况具有重要的调节作用。将热量调节装置与压缩机排气口相接，通过热量调节装置的调节作用，实现对干燥循环子系统的吸、放热量的调节，进而实现干燥室气流温度的多样性、起到可控，精确、准确、实时及自动控制的目的。预冷换热器(1-6)安装于蒸发器(1-5)之后可确保制冷剂在进入压缩机之前可实现完全汽化，防止各种干燥工作方法下压缩机出现液击现象,提高热泵系统的可靠性，并且可对干燥循环子系统中的气流进行预冷作用，提高后续蒸发器的冷却除湿能力和干燥效率。

所述的干燥室内或与其相邻的风道内安装有温度传感器和湿度传感器，温度传感器用于检测和控制干燥室的温度，湿度传感器主要用于检测干燥室的湿度情况并确定干燥工作是否完成。本发明的热泵干燥装置具有高温干燥、类似常温干燥、低温干燥或分阶段多温度干燥等多样化的干燥方法。

下面就这几种干燥方法做出详细的介绍：

高温干燥工作方法：在此工作方法下，先预设一个高温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置的风量、水流量或压缩机工作量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，促使干燥室的气流温度上升至高温的预设值范围内，干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值(如60℃)时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值(如55℃)时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，将干燥温度控制在预定的高温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

类似常温干燥工作方法：在此工作方法下，先预设一个类似常温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置(1-3)的风量、水流量或压缩机工作量，使得热量调节装置向外部的散热量与压缩机的做功量相当，促使干燥室中的气流温度控制在类似常温的范围内,干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值(如35℃)时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值(如30℃)时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，促使干燥室中的温度在类似常温的范围内工作，直到干燥室的湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

低温干燥工作方法：先预设一个低温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置的风量、水流量或压缩机工作量,使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，促使干燥室中的气流温度降低至低温干燥的预定值范围；干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于设定的干燥温度上限值(如15℃)时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得调节热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于设定的干燥温度下限值(如10℃)时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得调节热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内,过程中，如果检测到蒸发器表面有明显结霜，压缩机暂停工作，通过干燥风机的继续运行进行除霜，完成除霜后再启动压缩机进入低温干燥工作，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度控制在预定的低温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

分阶段多温度干燥工作方法，将高温干燥方法、常温干燥方法、低温干燥方法中的二个或二个以上的工作方法根据干燥特性或干燥效率的需要而组合在一起,在干燥过程中分阶段采用不同的干燥方法工作，预设各阶段的干燥工作温度范围，在不同各种工作方法中，通过改变热量调节装置的向外散热量与压缩机做功量之间的差值，使得干燥循环子系统的道中的气流的温度达高温、类似常温或低温预定值的范围；并通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于对应方法设定的干燥温度上限值时，增大热量调节装置向外散热量，使得热量调节装置向外的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于对应方法设定的干燥温度下限值时，减小热量调节装置向外散热量，使得调节热量调节装置的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度分阶段控制在预定的温度范围内工作，直到当湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种热泵干燥装置，该热泵干燥装置包括热泵循环子系统和干燥循环子系统；热泵循环子系统包括压缩机、热量调节装置、冷凝器、节流件、蒸发器、预冷换热器及相关管路件；干燥循环子系统包括干燥室、风道、干燥风机；其特征在于：通过管路件将压缩机、热量调节装置、冷凝器、节流件、蒸发器、预冷换热器的进出口依次相连，预冷换热器出口与压缩机吸气口连接，形成热泵循环子系统制冷剂循环回路；干燥室的进风口和出风口分别与对应的风道连接，干燥风机安装于风道内或干燥风机的进出风口分别与前后风道连接，形成干燥循环子系统气流循环回路；预冷换热器、蒸发器、冷凝器也安装于风道内或各自的进出风口分别与前后风道连接；所述的干燥室或与其相邻的风道内安装有温度传感器和湿度传感器。

2.根据权利要求1所述的热泵干燥装置，其特征在于：所述的热量调节装置为包括空气调节换热器和调节风机的空气冷却式热量调节装置、或包括水冷型换热器、水泵和水管件及外部水路的水冷却式热量调节装置，或包括蒸发冷却式换热器、布液器、填料、调节风机、接水盆、水泵、水管件和补水管路的蒸发冷却式热量调节装置。

3.根据权利要求1所述的热泵干燥装置，其特征在于：所述的热量调节装置采用单一的空气冷却式换热器作为空气调节换热器，或空气调节换热器与热泵循环子系统中的冷凝器共用同一个空气冷却式换热器；当采用共用同一个空气冷却式换热器方案时，通过隔板将共用空气冷却式换热器的空气侧分隔成二部分，其中一部分作为所述热泵循环子系统中的冷凝器使用，且设置于所述风道内，另一部分作为所述空气冷却式热量调节装置中的空气调节换热器使用，且设置于所述风道外；制冷剂入口设在用作为空气调节换热器的一侧，并通过管路与所述压缩机排气口相连，制冷剂出口设在用作冷凝器的一侧，并通过管路与所述节流件相连。

4.根据权利要求1所述的热泵干燥装置，其特征在于：还包括接水盘设备及除尘过滤装置，接水盘设备布置于蒸发器和预冷换热器的下方；除尘过滤装置安装于干燥室出口与预冷换热器之间的风道中。

5.根据权利要求1所述的热泵干燥装置，其特征在于：所述的预冷换热器、蒸发器、冷凝器以各自分开、两者并列组合或三者并列组合，且在干燥气流方向上，预冷换热器位于上游、蒸发器位于预冷换热器与冷凝器之间依次布置。

6.根据权利要求1所述的热泵干燥装置，其特征在于：所述热泵干燥装置的结构形式为分体式或整体式；所述的湿度传感器为含湿量传感器或相对湿度传感器；所述的干燥室为固定式、抖动式、滚动式或转动式结构；所述的干燥风机为定速风机、多档风机或变速风机。

7.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的热泵干燥装置的干燥方法，其特征在于：该干燥方法包括高温干燥方法，先预设一个高温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置的风量、水流量或压缩机做功量，使得热量调节装置向外部环境的散热量小于压缩机的做功量，促使干燥室的气流温度上升至高温的预设值范围内，干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，将干燥温度控制在预定的高温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

8.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的热泵干燥装置的干燥方法，其特征在于：该干燥方法包括类似常温干燥方法，先预设一个类似常温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置的风量、水流量或压缩机做功量，使得热量调节装置向外部的散热量与压缩机的做功量相当，促使干燥室中的气流温度控制在类似常温的范围内,干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当干燥室的温度高于设定的温度范围上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量,干燥温度逐渐降低至预设值范围，当温度小于设定的温度范围下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，干燥温度逐渐升高到预设值范围，如此，通过持续检测和控制，促使干燥室中的温度在类似常温的范围内工作，直到干燥室的湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

9.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的热泵干燥装置的干燥方法，其特征在于：该干燥方法包括低温干燥方法，先预设一个低温的干燥工作温度范围，通过改变热量调节装置的风量、水流量或压缩机做功量,使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，促使干燥室中的气流温度降低至低温干燥的预定值范围；干燥过程中，通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于设定的干燥温度上限值时，增大热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于设定的干燥温度下限值时，减小热量调节装置向外部的散热量，使得热量调节装置向外部的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内,过程中，如果检测到蒸发器表面有明显结霜，压缩机暂停工作，通过干燥风机的继续运行进行除霜，完成除霜后再启动压缩机进入低温干燥工作，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度控制在预定的低温范围内工作，直到湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。

10.一种利用权利要求1-6中任一权利要求所述的热泵干燥装置的干燥方法，其特征在于：该干燥方法包括分阶段多温度干燥工作方法，将高温干燥方法、类似常温干燥方法、低温干燥方法中的二个或二个以上的工作方法根据干燥物的特性或干燥效率的需要而组合在一起，在干燥过程中分阶段采用不同的干燥方法工作，在不同各种工作方法中，通过改变热量调节装置向外散热量与压缩机做功量之间的差值，使得干燥循环子系统风道中的气流温度达高温、类似常温或低温预定值的范围；并通过温度传感器实时监测干燥室内的温度，当温度高于对应方法设定的干燥温度上限值时，增大热量调节装置向外散热量，使得热量调节装置向外的散热量大于压缩机的做功量，温度逐渐降低到预设值范围内，当温度小于对应方法设定的干燥温度下限值时，减小热量调节装置向外散热量，使得调节热量调节装置的散热量小于压缩机的做功量，温度逐渐升高到预设值范围内，如此，通过持续检测与控制，将干燥气流温度分阶段控制在预定的温度范围内工作，直到当湿度传感器检测到气流中的湿度小于设定的湿度要求时，干燥装置停止工作。