一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置的製作方法

2023-07-24 22:32:16 2

專利名稱：一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種機機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置，屬於節能領域。
背景技術：
隨著現代生活節奏加快，洗衣、脫水和烘乾一體化的洗衣裝置具有越來越廣闊的發展前景。特別對於一些環境空氣相對溼度較大的場合，衣物烘乾顯得尤為重要。目前常規衣物烘乾主要採用電加熱的方式加熱空氣，利用風機將熱空氣送入烘乾滾筒，加快衣物中水分蒸發。然後利用環境冷水通過水-溼空氣換熱器，冷凝來自滾筒衣物蒸發的高溫溼空氣，高溫溼空氣中部分水分在換熱器中被環境冷水冷凝，最後利用冷凝水泵排出烘乾系統， 而未冷凝的低溫溼空氣則進入電加熱器開始下次烘乾循環，通過以上工藝來實現對衣物烘乾。對以上烘乾工藝分析可以看到，採用水-溼空氣熱交換的方式，存在的主要問題是常壓、常溫條件下飽和溼空氣中水蒸氣含量低，為了提高冷卻效率，目前常採用電加熱提高溼空氣溫度，然後經過吸溼來提高溼空氣中絕對含溼量，並進而通過對高溫近飽和溼空氣降溫來降低絕對含溼量的方法實現烘乾。但該方法電耗量大，而且在換熱器中冷凝高溫溼空氣需要消耗大量的冷卻水。此外，烘乾溫度的提高難以滿足大量熱敏性衣物的要求， 這使得現有高溫烘乾工藝適用的衣物範圍非常狹窄。由此可見，現有衣物烘乾工藝存在高能耗、高水耗和衣物適應範圍窄的問題。有必要開發能耗低、水耗少、工藝流程簡單緊湊和衣物適應範圍廣的低溫衣物烘乾裝置及方法。
發明內容本實用新型的目的在於提出一種能耗低、水耗少、工藝流程簡單緊湊和衣物適應範圍廣的機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置。一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置，其特徵在於包括殼體、通過滾動軸承安裝於殼體內的滾筒，還包括安裝於滾筒導熱壁面上的密封夾套、壓縮機、膨脹機、氣液分離器和排水泵；其中滾筒出口依次與壓縮機、密封夾套、膨脹機和氣液分離器相連，氣液分離器具有液相出口和氣相出口，氣液分離器氣相出口與滾筒入口相連，液相出口與排水泵入口相連，排水泵出口與外界環境相連；該MVR低溫衣物烘乾裝置，採用帶密封夾套的高導熱壁面滾筒結構，由於可以防止外界環境空氣的滲入，該裝置的滾筒可以在負壓操作條件下工作，從而可降低滾筒的操作溫度。與常規烘乾裝置相比，該裝置無電加熱器、風機和換熱器，而且不需要消耗冷卻水， 具有操作溫度低和工藝流程簡單的優勢。該MVR低溫烘乾工藝的壓縮機可以採用離心式、羅茨式、螺杆式、附面層式和軸流式等多種形式。壓縮機主要用於為密封夾套和滾筒提供壓差，而選擇不同形式壓縮機機型， 主要是根據系統結構緊湊程度、功耗和成本的綜合要求而定。升壓比選為1. 1-3. 5，主要是根據滾筒所需操作溫度要求而定。滾筒操作溫度越低，要求壓縮機壓比越高。[0008]該MVR低溫衣物烘乾裝置的烘乾方法，包括以下過程啟動壓縮機和滾筒，一方面滾筒被抽真空，這主要用來控制滾筒衣物的乾燥溫度， 真空度越高，乾燥溫度可以降的越低，而滾筒操作溫度的降低，有利於拓寬可烘乾衣物的面料範圍。另一方面旋轉滾筒中不斷翻轉的衣物與空氣接觸面積較靜止時有所增加，從而使得衣物中水分蒸發較充分且均勻，而從衣物中蒸發出來的水蒸氣及滾筒內的溼空氣混合後，被壓縮機增壓為高溫溼空氣；從壓縮機出來的高溫溼空氣進入密封夾套。密封夾套內高溫溼空氣通過滾筒的高導熱壁面將熱量傳遞給負壓滾筒內的低溫衣物，衣物受熱後水分蒸發；同時密封夾套內溼空氣被冷凝為兩相混合物，其中氣相溼空氣通過密封夾套氣相出口進入滾筒，而液相冷凝水在旋轉離心力和自然重力作用下沉積在密封夾套底部，最後通過與密封夾套液相出口相連的排水泵排入環境。密封夾套內高溫溼空氣加熱滾筒促進衣物中水分的蒸發，而自身被冷凝為兩相組分。其中未冷凝的空氣(未利用熱能)又循環回滾筒。該過程相當於協同利用了衣物蒸發水分的潛熱和少量壓縮機功耗對衣物進行加熱。整個烘乾工藝中，除了對外排放的冷凝水，不向外散失其他熱量。因此具有低能耗的特點。該MVR低溫衣物烘乾裝置的烘乾方法中，滾筒與密封夾套接觸的壁面為具有高導熱特性的材料。這有利於強化滾筒溼空氣與密封夾套內高溫溼空氣的換熱，從而可提高烘乾速度。此外，該特點還可以用來降低滾筒與密封夾套內溼空氣的換熱溫差，進而降低壓縮機壓比及對應功耗。該MVR低溫衣物烘乾裝置的烘乾方法中，滾筒導熱壁面可採用使滾筒腔體和密封夾套腔體導通的多孔結構；該結構的功能主要有兩方面一是強化滾筒低溫溼空氣和密封夾套內高溫溼空氣的熱傳遞；二是密封夾套內未冷凝的溼空氣在壓差作用下通過小孔直接進入滾筒，可避免採用氣液分離設備。該MVR低溫衣物烘乾裝置的管道設計，需要滿足烘乾時滾筒處於負壓工況的要求。由於MVR低溫衣物烘乾工藝在負壓條件下工作，管道設計不能採用現有的軟橡膠管或者塑料管，需要採用硬質材料的耐壓管設計，以防止在負壓條件下，軟管被外界壓力壓縮而堵塞流動通道。該MVR低溫衣物烘乾裝置的膨脹機與壓縮機同軸布置。採用膨脹機的好處有兩方面溼空氣在膨脹機中焓降增加，有利於提高膨脹機出口溼空氣的液相成分比例，從而提高烘乾速率；而膨脹機與壓縮機同軸可回收部分膨脹功，從而可以降低壓縮機的電耗，降低整個烘乾系統的能耗。膨脹機出口溼空氣壓力略高於滾筒壓力，這個壓差主要是用來克服膨脹機出口至滾筒入口的管道壓損。

圖1是現有水-溼空氣高溫衣物烘乾工藝；圖2是提出的MVR低溫衣物烘乾工藝；圖中標號名稱1.滾筒，2.殼體，3.密封夾套，4.壓縮機，5.排水泵，6.滾動軸承，7.膨脹機，8.氣液分離器，9.電加熱器，10.風機，11.換熱器。
具體實施方式
參照附圖，本實用新型提供一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置和方法。其特徵在於包括滾筒1、安裝於滾筒1導熱壁面上的密封夾套3、安裝於密封夾套3外的殼體 2，還包括壓縮機4、排水泵5、膨脹機7和氣液分離器8。其中滾筒1出口與壓縮機4入口相連，壓縮機出口 4與密封夾套3相連，密封夾套3氣相出口與滾筒1入口相連，密封夾套 3出口與膨脹機7入口相連，膨脹機7出口與氣液分離器8入口相連，氣液分離器具有液相出口和氣相出口，氣液分離器8氣相出口與滾筒1入口相連，氣液分離器8液相出口與排水泵5入口相連，排水泵5出口與外界環境相連；下面參照附圖2，詳細說明本實用新型提供的MVR低溫衣物烘乾過程。該裝置的工作過程如下首先，啟動壓縮機4和滾筒1，一方面滾筒1被抽真空，另一方面從滾筒1低溫衣物中蒸發的溼空氣進入壓縮機4，被增壓增溫為高溫溼空氣；然後，高溫溼空氣進入密封夾套3。密封夾套3內高溫溼空氣通過高導熱壁面將熱量傳遞給負壓滾筒1內的低溫衣物，衣物受熱後水分蒸發並進入壓縮機4，開始下一次循環。同時密封夾套3內高溫溼空氣被冷凝為含有少量液相成分的氣-液兩相混合物，然後進入膨脹機7進一步降低溼空氣的壓力和溫度，而膨脹機7出口液相成分含量較高的氣-液兩相混合物然後進入氣液分離器 8，氣液分離器8具有液相出口和氣相出口，其氣相成分進入滾筒1，液相成分經過排水泵5 排入環境。從該烘乾工藝特點可以看出，該烘乾工藝主要通過衣物蒸發的溼空氣加壓後再對衣物進行加熱烘乾，這相當於協同利用了衣物蒸發水分的潛熱和壓縮機4功耗對負壓滾筒1衣物進行加熱，而且密封夾套3內的未冷凝溼空氣又循環進入滾筒，整個烘乾工藝除了對外排放冷卻水，不向外散失其他能量。而壓縮機4少量的功耗僅用來提供密封夾套3和滾筒1間的壓差。此外，該烘乾工藝不需要增加電加熱器，不耗水。該MVR低溫衣物烘乾裝置採用膨脹機7，溼空氣在膨脹機7中焓降增加，有利於提高膨脹機7出口溼空氣的液相成分比例，從而提高烘乾速率；而膨脹機7與壓縮機4同軸可回收部分膨脹功，從而可以降低壓縮機4的電耗，降低整個烘乾系統的能耗。此外，帶密封夾套3的滾筒1可在負壓操作條件下工作，滾筒1壁面採用高導熱材料可以強化滾筒1溼空氣與密封夾套3內高溫溼空氣間換熱，進而可有效降低滾筒1操作溫度，因此該烘乾工藝不僅具有低能耗、烘乾速率快和工藝流程簡單的優勢，而且由於滾筒1操作溫度可根據操作壓力調整，可適用烘乾的衣物範圍也更寬。
權利要求1.一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置，其特徵在於包括殼體(2)、通過滾動軸承(6)安裝於殼體(2)內的滾筒(1)，還包括安裝於滾筒(1) 導熱壁面上的密封夾套(3)、壓縮機(4)、排水泵(5)、膨脹機(7)和氣液分離器(8);其中滾筒(1)出口依次與壓縮機(4)、密封夾套(3)、膨脹機(7)和氣-液分離器(8)相連，氣液分離器(8)具有氣相出口和液相出口，氣液分離器(8)氣相出口與滾筒(1)入口相連，氣液分離器(8)液相出口與排水泵(5)入口相連，排水泵(5)出口與外界環境相連。
2.根據權利要求1所述的機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置，其特徵在於上述壓縮機(4)為離心式、或羅茨式、或螺杆式、或附面層式、或軸流式，且升壓比為1. 1-3.5。
專利摘要一種機械蒸汽再壓縮低溫衣物烘乾裝置，屬節能領域。設備包括殼體(2)、通過滾動軸承(6)安裝於殼體(2)內的滾筒(1)，還包括安裝於滾筒(1)導熱壁面上的密封夾套(3)、壓縮機(4)、排水泵(5)、膨脹機(7)和氣液分離器(8)；其中滾筒(1)出口依次與壓縮機(4)、密封夾套(3)、膨脹機(7)和氣-液分離器(8)相連，氣液分離器(3)具有氣相出口和液相出口，氣液分離器(8)氣相出口與滾筒(1)入口相連，氣液分離器(8)液相出口與排水泵(5)入口相連，排水泵(5)出口與外界環境相連。該實用新型具有能耗低、水耗少、工藝流程簡單緊湊、衣物適應範圍寬的特點，特別適用於現有衣物烘乾工藝的節能減排改造。
文檔編號D06F58/00GK202298253SQ20112043194
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者周雷, 嶽晨, 彭濤, 梁林, 焦煒琦, 田智昀, 申耀陽, 蒲文灝, 趙錦傑, 郭新賢, 陳慧, 韓東, 鹿鵬 申請人:南京航空航天大學