ТЕПЛОНАСОСНАЯ СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА
HEAT PUMP DRYING CHAMBER

Изобретение относится к области сушки твердых материалов.
Известна аэродинамическая камера для сушки, содержащая теплоизолированный герметичный корпус с запирающимся входным устройством, приточный и выходной клапаны с регулируемыми заслонками, экраны, разделяющие внутреннее пространство камеры, радиальный вентилятор (Патент РФ №2212011, F26B 9/06, 2002 г.). Это устройство, как и многие аналогичные, требует достаточно большой мощности вентилятора и потребляет много электроэнергии.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением (прототипом) является экономичная сушильная камера, содержащая утепленный корпус с закрываемыми торцовыми проемами для загрузки-выгрузки материала и продольную вертикальную диафрагму, а также вентиляторный агрегат (вентагрегат) с встроенным увлажнителем воздуха (Патент РФ №2338136, F26B 9/06, 2007 г.). Она потребляет меньше электроэнергии, но не является достаточно энергоэффетивной и не может обеспечить осушку материалов без нагрева.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу сушки влажных материалов без их существенного нагрева или охлаждения, а также может обеспечить экономию энергии, затрачиваемой на сушку.
Поставленная техническая задача решается тем, что теплонасосная сушильная камера включает теплопароизолированное помещение, теплонасосную установку и систему подачи и распределения в камере сухого воздуха, причем камера оснащена двумя объединенными в замкнутый гидравлический контур дополнительными теплообменниками типа «жидкость-воздух», один из которых расположен внутри камеры, а второй - снаружи, при этом в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой тепловым насосом, за счет дополнительной конденсации на внутреннем теплообменнике влаги из осушаемого воздуха, а зимой к гидравлическому контуру теплообменников подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, при этом тепловой насос использован только для обеспечения процесса сушки. Кроме того, в верхней части сушильной камеры могут быть установлены вентиляционные клапаны с вентиляторами, открывающиеся и включающиеся при аварийном превышении влажности в камере. Также камера может быть спроектирована таким образом, чтобы в теплонасосное оборудование подавался наиболее влажный воздух из верхней части сушильной камеры, а сухой воздух из тепловых насосов подавался в нижнюю часть камеры. При стационарном температурном режиме сушки в летнее время года через дополнительные теплообменники может быть организован сброс тепловой энергии, эквивалентной мощности привода теплонасосного и вентиляционного оборудования, а в зимнее время года через эти теплообменники в камеру может быть организована подача тепловой энергии, равной теплопотерям камеры, уменьшенным на количество энергии, затрачиваемой на привод теплонасосного и вентиляционного оборудования.
Предлагаемое устройство позволяет решить поставленную техническую задачу, потому что в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой тепловым насосом, что избавляет осушаемый материал от излишнего нагрева, а зимой к гидравлическому контуру теплообменников подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, что избавляет осушаемый материал от излишнего охлаждения. Кроме того, через дополнительные теплообменники в летнее время года может быть организован сброс тепловой энергии, эквивалентной мощности привода теплонасосного и вентиляционного оборудования, а в зимнее время года через эти теплообменники в камеру может быть организована подача тепловой энергии, равной теплопотерям камеры, уменьшенным на количество энергии, затрачиваемой на привод теплонасосного и вентиляционного оборудования, что позволяет экономить электроэнергию, затрачиваемую на сушку.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, представленной на фиг.1. Теплопароизолированное помещение 1 оснащено системой вытяжки 2, соединенной с теплонасосной установкой 3, подключенной к системе подачи и распределения сухого воздуха 4, ведущей обратно в помещение 1. Также в камере установлен теплообменник 5 типа «жидкость-воздух», объединенный в замкнутый гидравлический контур с аналогичным теплообменником 6, расположенным снаружи помещения 1. Причем теплонасосная установка 3 может быть установлена как внутри (см. фиг.1), так и снаружи (см. фиг.2) помещения 1.
Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в следующем.
Из теплопароизолированного помещения 1 влажный воздух через систему вытяжки 2 попадает в теплонасосную установку 3, где он подвергается конденсационной осушке, после чего подается обратно в теплопароизолированное помещение 1 через систему подачи и распределения сухого воздуха 4. При этом в летнее время года организован сброс избытка тепловой энергии, вырабатываемой теплонасосной установкой 3, за счет дополнительной конденсации на внутреннем теплообменнике 5 влаги из осушаемого воздуха, а зимой к теплообменнику 6 подключен теплогенератор, компенсирующий теплопотери камеры, при этом теплонасосная установка 3 используется только для обеспечения процесса сушки.
В отличие от прототипа предлагаемое техническое решение позволяет организовать сушку влажных материалов без их существенного нагрева или охлаждения, а также может обеспечивать экономию энергии, затрачиваемой на сушку.