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JP5550841B2 - Drying system with heat pump unit - Google Patents
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Description

本発明はヒートポンプユニットを具えた乾燥装置に関するものであり、特に高温の乾燥気体が必要とされる乾燥機を効率的に運転することのできるヒートポンプユニットを具えた乾燥システムに係るものである。   The present invention relates to a drying apparatus including a heat pump unit, and particularly relates to a drying system including a heat pump unit that can efficiently operate a dryer that requires high-temperature drying gas.

近時、環境保全の取り組みが盛んになってきており、更にいわゆる省エネの観点から、乾燥装置において熱源としてヒートポンプユニットを適用することが試みられている。
具体的には、いわゆるバンド乾燥機に対して、フロン系の冷媒を使用したヒートポンプユニットが適用された装置が開発されている(例えば特許文献1参照)。
In recent years, environmental conservation efforts have become active, and from the viewpoint of so-called energy saving, it has been attempted to apply a heat pump unit as a heat source in a drying apparatus.
Specifically, an apparatus in which a heat pump unit using a chlorofluorocarbon refrigerant is applied to a so-called band dryer has been developed (see, for example, Patent Document 1).

ところで前記バンド乾燥機は、被処理物が乾燥室内に配されたネットコンベヤ等の軌道上を移動する際に、乾燥気体と接触して乾燥が行われるものであり、ネットコンベヤを多段に具えることにより、長時間の処理が可能とされたものである。
このため、フロン系の冷媒を使用したヒートポンプユニット(得られる熱風の温度が50℃程度。)の適用が可能であったが、他の乾燥機に対して適用することは現実的ではなかった。
具体的には、例えば流動層乾燥機にあっては、被処理物の乾燥機内での滞留時間(処理時間)が短く、更に乾燥初期の段階で多量の熱量が必要とされるため、フロン系の冷媒を使用したヒートポンプでは必要な熱量が得られないことから効率的な運転ができず、かえってコスト上昇を招いてしまうこととなるのである。
By the way, the band dryer is provided with a plurality of stages of net conveyors in which drying is performed in contact with a dry gas when an object to be processed moves on a track such as a net conveyor disposed in a drying chamber. As a result, long-time processing is possible.
For this reason, a heat pump unit using a chlorofluorocarbon refrigerant (the temperature of the hot air obtained is about 50 ° C.) can be applied, but it is not realistic to apply it to other dryers.
Specifically, for example, in a fluidized bed dryer, the residence time (processing time) of the object to be processed in the dryer is short, and a large amount of heat is required at the initial stage of drying. The heat pump using this refrigerant cannot obtain the necessary amount of heat, so that it cannot be operated efficiently, and the cost is increased.

更にいわゆる省エネの観点から、乾燥装置において排熱を再利用することが従来から一般的に行われている。しかしながらそのためには、作用済みの乾燥気体(排気)は、再度乾燥媒体として有効に作用させるために一定の処理を必要とする。
具体的には作用済みの乾燥気体を除湿し、更に昇温することにより再度乾燥気体として循環使用できるようにするために、除湿装置や昇温装置による処理が必要となっている。このため、排熱の一部は再利用されるとはいえ、エネルギー効率が悪く、装置の大型化を招いてしまうとともに、乾燥気体の循環使用に因む腐食やスケール付着を回避することは難しかった。
Further, from the viewpoint of so-called energy saving, it has been generally performed to reuse waste heat in a drying apparatus. However, in order to do so, the acted dry gas (exhaust gas) requires a certain treatment in order to effectively act as a drying medium again.
Specifically, in order to dehumidify the dry gas that has already been actuated and further raise the temperature so that it can be circulated and reused again as a dry gas, treatment by a dehumidifying device or a temperature raising device is required. For this reason, although a part of the exhaust heat is reused, it is not energy efficient, leading to an increase in size of the apparatus, and it is difficult to avoid corrosion and scale adhesion due to the circulation of dry gas. .

特許第3957652号公報Japanese Patent No. 3957665

本発明はこのような背景を認識してなされたものであって、排熱をヒートポンプユニットの熱源安定化のために利用することにより、流動層乾燥機等の連続式乾燥機の熱源として、ヒートポンプユニットを適用することを可能にするとともに、エネルギー効率が高く、更に安定した運転を行うことのできる、新規なヒートポンプユニットを具えた乾燥システムの開発を技術課題としたものである。   The present invention has been made in view of such a background, and the heat pump is used as a heat source for a continuous dryer such as a fluidized bed dryer by utilizing the exhaust heat for stabilizing the heat source of the heat pump unit. The technical challenge is to develop a drying system that includes a new heat pump unit that makes it possible to apply the unit and that is highly energy efficient and that can perform more stable operation.

すなわち請求項1記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムは、乾燥機に供給する乾燥気体をヒートポンプユニットにおける凝縮器により昇温させる乾燥システムにおいて、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器へ供給する熱源媒体としての作用水は、一定量貯留されたものが循環使用されるとともに、この作用水は、前記乾燥機から排出された作用済みの乾燥気体の排熱により昇温されるものであり、この際、乾燥気体と作用水との間で熱交換を行うための熱交換器に流入する乾燥気体の量を、作用水タンクに具えられた温度センサの検出値に応じて調節することにより、作用水をヒートポンプユニットの最適動作温度域に調整し、これによって常時一定水温の作用水がヒートポンプユニットにおける蒸発器に供給されることを特徴として成るものである。 That is, the drying system including the heat pump unit according to claim 1 is an operation as a heat source medium to be supplied to the evaporator in the heat pump unit in the drying system in which the drying gas supplied to the dryer is heated by the condenser in the heat pump unit. water, along with those fixed amount stored is recycled, the effect water is shall be heated by waste heat of the discharged action already dried gas from the dryer, this time, the drying gas By adjusting the amount of dry gas flowing into the heat exchanger for exchanging heat between the working water and the working water according to the detection value of the temperature sensor provided in the working water tank, the working water is converted into the heat pump unit. adjusted to the optimum operating temperature range, whereby a is supplied to the evaporator effect water with a constant water temperature in the heat pump unit Turkey Those made as a feature.

また請求項2記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムは、前記要件に加え、前記ヒートポンプユニットは、二酸化炭素を冷媒としたものであることを特徴として成るものである。   In addition to the above requirements, the drying system including the heat pump unit according to claim 2 is characterized in that the heat pump unit uses carbon dioxide as a refrigerant.

更にまた請求項3記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムは、前記要件に加え、前記ヒートポンプユニットにより昇温された乾燥気体を、更に昇温して乾燥機に供給することを特徴として成るものである。   Furthermore, a drying system comprising a heat pump unit according to claim 3 is characterized in that, in addition to the above requirements, the drying gas heated by the heat pump unit is further heated and supplied to the dryer. is there.

更にまた請求項4記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムは、前記要件に加え、前記ヒートポンプユニットを複数基具えたことを特徴として成るものである。   Furthermore, the drying system provided with the heat pump unit according to claim 4 is characterized in that a plurality of the heat pump units are provided in addition to the above requirements.

更にまた請求項5記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムは、前記要件に加え、前記乾燥気体は、熱源媒体としての作用水を昇温した後、外部に排気されることを特徴として成るものである。
そしてこれら各請求項記載の発明の構成を手段として前記課題の解決が図られる。
Furthermore, the drying system comprising the heat pump unit according to claim 5 is characterized in that, in addition to the above requirements, the dry gas is exhausted to the outside after the working water as the heat source medium is heated. is there.
The above problems can be solved by using the configuration of the invention described in each of the claims as a means.

まず請求項1記載の発明によれば、ヒートポンプユニットの熱源媒体としての作用水は、作用済みの乾燥気体の排熱を有効に吸収し、一定温度に昇温された上で循環使用される。このため乾燥システム全体のエネルギー効率が良く、且つ作用水を循環使用することから、作用水の消費量を著しく低減することができ、低コストでの運転が可能となる。
更にまたヒートポンプユニットに供給される作用水の温度が一定であるため、圧縮機への負荷の変動を抑えて安定した運転を行うことができる。
また、ヒートポンプユニットを効率良く稼働させることができる。
First, according to the first aspect of the present invention, the working water as the heat source medium of the heat pump unit effectively absorbs the exhaust heat of the dry gas that has been acted, and is circulated and used after being heated to a certain temperature. For this reason, since the energy efficiency of the whole drying system is good and working water is circulated and used, the consumption of working water can be remarkably reduced, and operation at low cost is possible.
Furthermore, since the temperature of the working water supplied to the heat pump unit is constant, it is possible to perform stable operation while suppressing fluctuations in the load on the compressor.
In addition, the heat pump unit can be operated efficiently.

また請求項2記載の発明によれば、ヒートポンプユニットにより昇温される乾燥気体の温度を90℃程度とすることができ、乾燥機として流動層乾燥機等の連続式乾燥機を適用することが可能となる。   According to the invention described in claim 2, the temperature of the drying gas heated by the heat pump unit can be about 90 ° C., and a continuous dryer such as a fluidized bed dryer can be applied as the dryer. It becomes possible.

また請求項3記載の発明によれば、被処理物の性状や乾燥機の構成に応じた良好な乾燥を行うことができる。   Moreover, according to the invention of Claim 3, favorable drying according to the property of a to-be-processed object and the structure of dryer can be performed.

また請求項4記載の発明によれば、被処理物の性状や乾燥機の構成に応じた良好な乾燥を行うことができる。   Moreover, according to the invention of Claim 4, favorable drying according to the property of to-be-processed object and the structure of dryer can be performed.

また請求項5記載の発明によれば、乾燥気体を循環使用しないため、冷却、除湿、再加熱といった一連の操作を行う装置が不要となり、装置構成を簡素化することができる。また腐食やスケールの付着を回避することができる。   According to the invention described in claim 5, since the dry gas is not circulated, a device for performing a series of operations such as cooling, dehumidification, and reheating becomes unnecessary, and the device configuration can be simplified. Moreover, corrosion and scale adhesion can be avoided.

本発明のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the drying system provided with the heat pump unit of this invention. 排熱回収装置を示す骨格図である。It is a skeleton figure showing an exhaust heat recovery device.

本発明のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムの形態は以下の実施例に示すとおりであるが、この実施例に対して本発明の技術的思想の範囲内において適宜変更を加えることも可能である。   Although the form of the drying system provided with the heat pump unit of the present invention is as shown in the following examples, it is possible to appropriately modify this example within the scope of the technical idea of the present invention.

本発明のヒートポンプユニットを具えた乾燥システムS(以下、乾燥システムSと称す)は図1に示すように、乾燥機1と、ヒートポンプユニット2と、排熱回収装置3と、作用水タンク4とを主要要素として具えて構成されるものである。なおこの実施例ではこれら装置に加え、昇温装置5を具えるようにした。
また本発明の乾燥システムSは、乾燥機1内での被処理物Hの滞留時間(処理時間)が短く、更に乾燥初期の段階で多量の熱量が必要とされる連続式の乾燥機1による乾燥処理を、ヒートポンプユニット2を用いながらもエネルギー効率が高く、更に安定した状態で行うことができるようにしたものである。
以下、これら乾燥システムSの構成要素について詳しく説明し、続いて乾燥システムSの作動態様を説明する。
As shown in FIG. 1, a drying system S including a heat pump unit of the present invention (hereinafter referred to as a drying system S) includes a dryer 1, a heat pump unit 2, an exhaust heat recovery device 3, and a working water tank 4. As a main element. In this embodiment, a temperature raising device 5 is provided in addition to these devices.
Further, the drying system S of the present invention is based on the continuous dryer 1 in which the residence time (processing time) of the workpiece H in the dryer 1 is short and a large amount of heat is required in the initial stage of drying. The drying process can be performed in a more stable state with high energy efficiency while using the heat pump unit 2.
Hereinafter, the components of the drying system S will be described in detail, and then the operation mode of the drying system S will be described.

まず前記乾燥機1は、一例として連続式乾燥機が適用されるものであり、この実施例では流動層乾燥機が適用される。
この装置は、筐体10内を乾燥のための処理空間とするものであり、処理空間を上下に分割するように設けられた通気板11の下方から乾燥気体Dが供給され、通気板11上に位置する被処理物Hに流動層を形成させながら乾燥を行うものである。
このため筐体10の下部には給気口12が形成され、また前方(図1中、左側)上部には投入口13が形成され、更に後方(図1中、右側)上部には排気口14が形成され、更に後方且つ通気板11よりも上方の個所に接続されるダクト10aに対して排出口15が形成される。
また乾燥機1の周辺機器として、吹込ファン16、サイクロン17及び排気ファン18が具えられるものであり、これらの接続状態については後程、詳しく説明する。
First, as the dryer 1, a continuous dryer is applied as an example, and in this embodiment, a fluidized bed dryer is applied.
In this apparatus, the inside of the housing 10 is used as a processing space for drying, and a drying gas D is supplied from below the ventilation plate 11 provided so as to divide the processing space into upper and lower portions. Drying is performed while a fluidized bed is formed on the workpiece H located in the area.
For this reason, an air inlet 12 is formed at the lower part of the casing 10, an inlet 13 is formed at the upper front (left side in FIG. 1), and an exhaust outlet at the upper rear (right side in FIG. 1). 14 is formed, and a discharge port 15 is formed with respect to the duct 10a connected further to the rear and above the vent plate 11.
Moreover, the blower fan 16, the cyclone 17, and the exhaust fan 18 are provided as peripheral equipment of the dryer 1, and these connection states are demonstrated in detail later.

なおこの実施例では、前記通気板11の中程に堰板11aが設けられ、ある程度乾燥の進んだ被処理物Hがこの堰板11aを乗り越えて次の乾燥段階に移行するような構成が採られるものであり、このため通気板11の下方空間も堰板11aの下方で分割され、それぞれの空間に給気口12A、12Bが形成されるようにした。   In this embodiment, a configuration is adopted in which a dam plate 11a is provided in the middle of the ventilation plate 11, and the workpiece H that has been dried to some extent passes over the dam plate 11a and moves to the next drying stage. For this reason, the lower space of the ventilation plate 11 is also divided below the barrier plate 11a, and the air supply ports 12A and 12B are formed in the respective spaces.

次に前記ヒートポンプユニット2について説明すると、このものは、凝縮器21と、膨張弁22と、蒸発器23と、圧縮機24とを具えてヒートポンプサイクルを形成するものであり、この実施例では二酸化炭素を冷媒とするものが採用される。
なおヒートポンプユニット2が複数具えられる場合には、ヒートポンプユニット2及び周辺機器の符号にアルファベット大文字の副番を付して区別するものとする。
Next, the heat pump unit 2 will be described. The heat pump unit 2 includes a condenser 21, an expansion valve 22, an evaporator 23, and a compressor 24 to form a heat pump cycle. Those using carbon as a refrigerant are employed.
When a plurality of heat pump units 2 are provided, the heat pump units 2 and peripheral devices are distinguished from each other by adding alphabetic capital letters to the reference numerals.

次に前記排熱回収装置3について説明すると、このものは被処理物Hに作用した後、乾燥機1から排出された乾燥気体Dの熱(排熱)を、作用水Mに取り込むための装置である。
具体的には図2に示すように、熱交換器31とサイレンサー32とを管路Pによって直列に接続して乾燥気体Dの流路が形成されるものであり、更に乾燥気体Dが熱交換器31及びサイレンサー32を通過しない経路を取るためのバイパス管路33が具えられる。
前記熱交換器31としては一例として、パイプ31aの側周に複数の放熱フィン31bが具えられ、パイプ31a内を通過する流体(作用水M)と、放熱フィン31bに接する流体(乾燥気体D)との間で熱交換を行うプレートフィン式の機器が適用される。
また前記バイパス管路33には、ダンパ33aが具えられ、バイパス管路33に流入する乾燥気体Dの量を調整できるように構成されている。
Next, the exhaust heat recovery device 3 will be described. This device acts on the workpiece H, and then takes in the heat (exhaust heat) of the dry gas D discharged from the dryer 1 into the working water M. It is.
Specifically, as shown in FIG. 2, a heat exchanger 31 and a silencer 32 are connected in series by a pipe P to form a flow path of the dry gas D, and the dry gas D is further subjected to heat exchange. A bypass line 33 is provided for taking a path that does not pass through the vessel 31 and the silencer 32.
As an example of the heat exchanger 31, a plurality of heat radiation fins 31b are provided on the side periphery of the pipe 31a, and a fluid (working water M) passing through the pipe 31a and a fluid in contact with the heat radiation fin 31b (dry gas D). A plate fin type device that performs heat exchange between the two is applied.
The bypass line 33 is provided with a damper 33a so that the amount of dry gas D flowing into the bypass line 33 can be adjusted.

そして図1に示すように、前記乾燥機1、ヒートポンプユニット2、排熱回収装置3及び作用水タンク4を組み合わせて乾燥システムSが構成される。
まずヒートポンプユニット2A、2Bにおける凝縮器21の入力側に吹込ファン16A、16Bが管路Pによって接続され、また凝縮器21の出力側と、乾燥機1の給気口12A、12Bとの間が管路Pによって接続される。
またヒートポンプユニット2A、2Bにおける蒸発器23の入力側及び出力側が、管路Pによって作用水タンク4に接続されるものであり、蒸発器23の入力側と作用水タンク4との間にポンプ41が具えられる。
なお作用水タンク4には、内部に収容される作用水Mの温度を測定するための温度センサT1が具えられる。
As shown in FIG. 1, a drying system S is configured by combining the dryer 1, the heat pump unit 2, the exhaust heat recovery device 3, and the working water tank 4.
First, the blower fans 16A and 16B are connected to the input side of the condenser 21 in the heat pump units 2A and 2B by a pipe P, and between the output side of the condenser 21 and the air inlets 12A and 12B of the dryer 1. Connected by a pipe P.
In addition, the input side and the output side of the evaporator 23 in the heat pump units 2 </ b> A and 2 </ b> B are connected to the working water tank 4 by the pipe P, and the pump 41 is interposed between the input side of the evaporator 23 and the working water tank 4. Is provided.
The working water tank 4 is provided with a temperature sensor T1 for measuring the temperature of the working water M accommodated therein.

また乾燥機1における排気口14と、排熱回収装置3における熱交換器31の入力側(放熱フィン31b側の流路)との間が管路Pによって接続されるものであり、この管路Pに対してサイクロン17及び排気ファン18が具えられる。   Further, the exhaust port 14 in the dryer 1 and the input side of the heat exchanger 31 in the exhaust heat recovery device 3 (the flow path on the heat radiation fin 31b side) are connected by a pipe P. For P, a cyclone 17 and an exhaust fan 18 are provided.

そして前記排熱回収装置3における熱交換器31のパイプ31aの両端が管路Pによって作用水タンク4に接続されるものであり、パイプ31aの入力側と作用水タンク4との間にポンプ42が具えられる。   The both ends of the pipe 31a of the heat exchanger 31 in the exhaust heat recovery device 3 are connected to the working water tank 4 by the pipe P, and the pump 42 is provided between the input side of the pipe 31a and the working water tank 4. Is provided.

本発明の乾燥システムSは、上述した構成を基本となる構成とするものであるが、この実施例では更に昇温装置5が具えられる。
すなわちこの実施例では、乾燥機1に対して温度の異なる乾燥気体D1、D2が給気口12A、12Bに対してそれぞれ供給されるものであり、また乾燥機1たる流動層乾燥機は高温の乾燥気体Dが要求されるものであるため、ヒートポンプユニット2Aによって昇温された乾燥気体D1を、更に昇温装置5によって昇温するような構成が採られるものである。
具体的には一例として、パイプ51aの側周に複数の放熱フィン51bが具えられ、パイプ51a内を通過する流体(蒸気)と、放熱フィン51bに接する流体(乾燥気体D1)との間で熱交換を行うプレートフィン式の熱交換器51が、ヒートポンプユニット2Aと乾燥機1との間の管路Pに対して具えられる。
なお前記熱交換器51には図示しない適宜の蒸気発生装置から蒸気が供給されるものであり、この蒸気量を調節するための調節弁52が具えられる。
また熱交換器51と給気口12Aとの間の管路Pには、乾燥気体D1の温度を計測するための温度センサT2が具えられ、この温度センサT2の検出値に基づいて、適宜の制御装置によって前記調節弁52の開度が調整される。
更にヒートポンプユニット2Bにおける凝縮器21と給気口12Bとの間の管路Pには、乾燥気体D2の温度を計測するための温度センサT3が具えられる。
The drying system S of the present invention is based on the above-described configuration, but in this embodiment, the temperature raising device 5 is further provided.
That is, in this embodiment, drying gases D1 and D2 having different temperatures with respect to the dryer 1 are respectively supplied to the air inlets 12A and 12B, and the fluidized bed dryer as the dryer 1 has a high temperature. Since the dry gas D is required, a configuration in which the temperature of the dry gas D1 heated by the heat pump unit 2A is further raised by the temperature raising device 5 is adopted.
Specifically, as an example, a plurality of radiating fins 51b are provided on the side periphery of the pipe 51a, and heat is generated between a fluid (steam) passing through the pipe 51a and a fluid (dry gas D1) in contact with the radiating fins 51b. A plate fin type heat exchanger 51 for exchanging is provided for the pipe line P between the heat pump unit 2 </ b> A and the dryer 1.
The heat exchanger 51 is supplied with steam from an appropriate steam generator (not shown), and is provided with a control valve 52 for adjusting the amount of steam.
The pipe P between the heat exchanger 51 and the air supply port 12A is provided with a temperature sensor T2 for measuring the temperature of the dry gas D1, and an appropriate value is determined based on the detected value of the temperature sensor T2. The opening degree of the control valve 52 is adjusted by the control device.
Furthermore, a temperature sensor T3 for measuring the temperature of the dry gas D2 is provided in the pipe line P between the condenser 21 and the air supply port 12B in the heat pump unit 2B.

本発明の乾燥システムSは、一例として上述したように構成されるものであり、以下、その作動態様について説明する。
(1)乾燥気体の流れ
初めに被処理物Hの乾燥に寄与する乾燥気体Dの流れについて説明する。
乾燥気体Dは、まず外気が吹込ファン16により取り込まれ、次いでヒートポンプユニット2における凝縮器21によって昇温され(一例として乾燥気体D1を90℃、乾燥気体D2を60℃とする。)、更に必要に応じて昇温装置5によって蒸気加熱を受けて昇温され(一例として乾燥気体D1を120℃とする。)、その後、乾燥機1に送り込まれて処理空間を乾燥雰囲気にする。
そして被処理物Hに作用した乾燥気体Dは、湿気を含み、更に温度が低下した状態(一例として66℃)で排気口14から乾燥機1の外部に排気される。
このように乾燥気体Dは、排気された状態で高温状態であるため、熱源として供するためのカロリーは十分に維持された状態となっている。
The drying system S of the present invention is configured as described above as an example, and the operation mode thereof will be described below.
(1) Flow of dry gas First, the flow of the dry gas D that contributes to the drying of the workpiece H will be described.
The dry gas D is first taken in by the blower fan 16 and then heated by the condenser 21 in the heat pump unit 2 (for example, the dry gas D1 is set to 90 ° C. and the dry gas D2 is set to 60 ° C.). Accordingly, the temperature is raised by steam heating by the temperature raising device 5 (for example, the dry gas D1 is set to 120 ° C.), and then sent to the dryer 1 to make the processing space dry.
And the dry gas D which acted on the to-be-processed object H is exhausted to the exterior of the dryer 1 from the exhaust port 14 in the state (66 degreeC as an example) in which the temperature fell further.
Thus, since the dry gas D is in a high temperature state in the exhausted state, calories for serving as a heat source are sufficiently maintained.

(2)ヒートポンプユニットによる乾燥気体の昇温
ここでヒートポンプユニット2による乾燥気体Dの昇温プロセスについて説明する。
ヒートポンプユニット2においては、蒸発器23において外部の熱を冷媒に取り込み、この取り込んだ熱を凝縮器21において乾燥気体Dに供給することにより昇温が行われる。そしてこのような蒸発器23における外部熱源としては、作用水タンク4から供給される作用水Mが供されるものであって、蒸発器23に供給された作用水M(一例として12℃)は、冷媒(二酸化炭素)の気化にエネルギーを奪われて温度が低下した状態(一例として7℃)で蒸発器23から排出される。
(2) Temperature rise of dry gas by heat pump unit Here, the temperature rise process of the dry gas D by the heat pump unit 2 will be described.
In the heat pump unit 2, the temperature is raised by taking external heat into the refrigerant in the evaporator 23 and supplying the taken heat to the dry gas D in the condenser 21. And as an external heat source in such an evaporator 23, the working water M supplied from the working water tank 4 is provided, and the working water M (12 ° C. as an example) supplied to the evaporator 23 is The refrigerant 23 is discharged from the evaporator 23 in a state where the temperature is lowered due to the evaporation of the refrigerant (carbon dioxide) (for example, 7 ° C.).

(3)排熱回収装置による作用水の昇温
そして作用水Mは蒸発器23から作用水タンク4に戻されるため、作用水タンク4内に貯留される作用水Mの温度は低下することとなるが、この作用水Mを再度ヒートポンプユニット2における熱源として供するためには、再び昇温する必要がある(一例として12℃)。
このために本発明では、作用水タンク4内の作用水Mをいったん排熱回収装置3に供給し、乾燥空気Dの排熱を利用して昇温を行うようにした。
(3) Temperature rise of working water by exhaust heat recovery device And since the working water M is returned to the working water tank 4 from the evaporator 23, the temperature of the working water M stored in the working water tank 4 decreases. However, in order to use this working water M again as a heat source in the heat pump unit 2, it is necessary to raise the temperature again (as an example, 12 ° C.).
For this reason, in the present invention, the working water M in the working water tank 4 is once supplied to the exhaust heat recovery device 3, and the temperature is raised using the exhaust heat of the dry air D.

すなわち排熱回収装置3においては、乾燥気体Dは熱交換器31に流入し、作用水タンク4から送られてきた作用水Mとの間で熱交換が行われ、作用水Mが昇温される(この実施例では21.9℃)。
このようにして乾燥気体Dの排熱を吸収した作用水Mは、作用水タンク4に戻され、ヒートポンプユニット2から戻された作用水M(7℃)と混合され、再度ヒートポンプユニット2に送られて乾燥気体D1、D2の昇温に供される。
That is, in the exhaust heat recovery device 3, the dry gas D flows into the heat exchanger 31, heat exchange is performed with the working water M sent from the working water tank 4, and the working water M is heated. (21.9 ° C. in this example).
The working water M that has absorbed the exhaust heat of the dry gas D is returned to the working water tank 4, mixed with the working water M (7 ° C.) returned from the heat pump unit 2, and sent to the heat pump unit 2 again. Then, the dried gas D1, D2 is subjected to a temperature increase.

このとき、作用水タンク4内の作用水Mの温度が常時一定水温となるように(一例として12.0℃)、温度センサT1の検出値に応じて、図示しない適宜の制御装置によって排熱回収装置3におけるダンパ33aの開度が調整され、熱交換器31に流入する乾燥気体Dの量が調節される。
このような作用水Mの温度は、ヒートポンプには効率的に運転するための吸熱熱源の最適動作温度域が存在するため、この最適動作温度域内(一例として12℃)となるように設定され、ヒートポンプユニット2は効率良く運転されることとなる。
At this time, the temperature of the working water M in the working water tank 4 is always constant (12.0 ° C. as an example), and the heat is exhausted by an appropriate control device (not shown) according to the detected value of the temperature sensor T1. The opening degree of the damper 33a in the recovery device 3 is adjusted, and the amount of the dry gas D flowing into the heat exchanger 31 is adjusted.
The temperature of the working water M is set to be within the optimum operating temperature range (for example, 12 ° C.) because the heat pump has an optimum operating temperature range of the endothermic heat source for efficient operation. The heat pump unit 2 is operated efficiently.

(4)被処理物の乾燥
乾燥機1に対して供給された食品原料等の被処理物Hは、まず給気口12Aから吹き込まれる乾燥気体D1(120℃)によって流動層が形成されるとともに、水分が除去される。
やがて被処理物Hは、乾燥の進行とともに自重が軽くなり、堰板12aを乗り越えて給気口12Bから吹き込まれる乾燥気体D2(60℃)の作用域に入り込み、更に乾燥が進行し、所望の乾燥状態となって排出口15から外部に排出される。
一方、被処理物Hに作用した後の乾燥気体D1、D2は、排気口14から乾燥機1の外部に排気され、サイクロン17によって微粉が除去された後、 排熱回収装置3に供給される。
(4) Drying of the object to be processed As for the object to be processed H such as food raw material supplied to the dryer 1, a fluidized bed is first formed by the dry gas D1 (120 ° C.) blown from the air inlet 12A. , Moisture is removed.
Eventually, the weight of the object to be processed H becomes light as the drying progresses, gets over the barrier plate 12a, enters the working area of the dry gas D2 (60 ° C.) blown from the air supply port 12B, and further proceeds to the desired drying state. It becomes a dry state and is discharged | emitted from the discharge port 15 outside.
On the other hand, the dry gases D1 and D2 after acting on the workpiece H are exhausted from the exhaust port 14 to the outside of the dryer 1, fine powder is removed by the cyclone 17, and then supplied to the exhaust heat recovery device 3. .

〔他の実施例〕
本発明は上述した実施例を基本となる実施例とするものであるが、本発明の技術的思想に基づいて、以下に示すような形態を採ることもできる。
まず上述した基本となる実施例で示した乾燥システムSは、乾燥機1として流動層乾燥機を適用したものであったが、乾燥機1としては、背景技術で述べたいわゆるバンド乾燥機等、種々の乾燥装置を適用することもできる。
[Other Examples]
Although the present invention is based on the above-described embodiment, the present invention can take the following forms based on the technical idea of the present invention.
First, the drying system S shown in the basic embodiment described above was a fluidized bed dryer applied as the dryer 1, but as the dryer 1, the so-called band dryer described in the background art, Various drying apparatuses can also be applied.

また上述した基本となる実施例で示した乾燥システムSは、ヒートポンプユニット2を二基具えて構成されたものであったが、乾燥機1の要求に応じて一基または二基以上の複数機を具えるようにしてもよい。
また同様に乾燥機1の要求に応じて、ヒートポンプユニット2の冷媒として、二酸化炭素以外の冷媒を用いるようにしてもよい。
また同様に乾燥機1の要求に応じて、昇温装置5を設けずに乾燥システムSを構成するようにしてもよい。
In addition, the drying system S shown in the basic embodiment described above is configured to include two heat pump units 2, but one or two or more multiple machines are provided depending on the requirements of the dryer 1. You may make it provide.
Similarly, a refrigerant other than carbon dioxide may be used as the refrigerant of the heat pump unit 2 according to the request of the dryer 1.
Similarly, the drying system S may be configured without providing the temperature raising device 5 according to the request of the dryer 1.

S 乾燥システム
1 乾燥機
10 筐体
10a ダクト
11 通気板
11a 堰板
12 給気口
12A 給気口
12B 給気口
13 投入口
14 排気口
15 排出口
16A 吹込ファン
16B 吹込ファン
17 サイクロン
18 排気ファン
2 ヒートポンプユニット
2A ヒートポンプユニット
2B ヒートポンプユニット
21 凝縮器
22 膨張弁
23 蒸発器
24 圧縮機
3 排熱回収装置
31 熱交換器
31a パイプ
31b 放熱フィン
32 水分除去装置
33 バイパス管路
33a ダンパ
4 作用水タンク
41 ポンプ
42 ポンプ
5 昇温装置
51 熱交換器
51a パイプ
51b 放熱フィン
52 調節弁
D 乾燥気体
D1 乾燥気体
D2 乾燥気体
H 被処理物
M 作用水
P 管路
T1 温度センサ
T2 温度センサ
T3 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS S Drying system 1 Dryer 10 Housing 10a Duct 11 Ventilation plate 11a Dam plate 12 Air supply port 12A Air supply port 12B Air supply port 13 Input port 14 Exhaust port 15 Exhaust port 16A Blow fan 16B Blow fan 17 Cyclone 18 Exhaust fan 2 Heat pump unit 2A Heat pump unit 2B Heat pump unit 21 Condenser 22 Expansion valve 23 Evaporator 24 Compressor 3 Waste heat recovery device 31 Heat exchanger 31a Pipe 31b Radiation fin 32 Moisture removal device 33 Bypass pipe 33a Damper 4 Working water tank 41 Pump 42 Pump 5 Temperature raising device 51 Heat exchanger 51a Pipe 51b Radiation fin 52 Control valve D Drying gas D1 Drying gas D2 Drying gas H Processed object M Working water P Pipe line T1 Temperature sensor T2 Temperature sensor T3 Temperature sensor

Claims (5)

乾燥機に供給する乾燥気体をヒートポンプユニットにおける凝縮器により昇温させる乾燥システムにおいて、前記ヒートポンプユニットにおける蒸発器へ供給する熱源媒体としての作用水は、一定量貯留されたものが循環使用されるとともに、この作用水は、前記乾燥機から排出された作用済みの乾燥気体の排熱により昇温されるものであり、この際、乾燥気体と作用水との間で熱交換を行うための熱交換器に流入する乾燥気体の量を、作用水タンクに具えられた温度センサの検出値に応じて調節することにより、作用水をヒートポンプユニットの最適動作温度域に調整し、これによって常時一定水温の作用水がヒートポンプユニットにおける蒸発器に供給されることを特徴とするヒートポンプユニットを具えた乾燥システム。
In the drying system in which the temperature of the drying gas supplied to the dryer is raised by the condenser in the heat pump unit, the working water as the heat source medium supplied to the evaporator in the heat pump unit is circulated and used in a certain amount. the effect water is shall be heated by waste heat of the discharged action already dried gas from the dryer, this time, heat exchange for exchanging heat between the working solution and the dry gas By adjusting the amount of dry gas flowing into the vessel according to the detection value of the temperature sensor provided in the working water tank, the working water is adjusted to the optimum operating temperature range of the heat pump unit, thereby constantly maintaining a constant water temperature. drying system comprising a heat pump unit which acts water is characterized and Turkey is supplied to the evaporator in the heat pump unit.
前記ヒートポンプユニットは、二酸化炭素を冷媒としたものであることを特徴とする請求項1記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システム。
2. The drying system comprising a heat pump unit according to claim 1, wherein the heat pump unit uses carbon dioxide as a refrigerant.
前記ヒートポンプユニットにより昇温された乾燥気体を、更に昇温して乾燥機に供給することを特徴とする請求項1または2記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システム。
3. The drying system comprising the heat pump unit according to claim 1, wherein the drying gas heated by the heat pump unit is further heated and supplied to the dryer.
前記ヒートポンプユニットを複数基具えたことを特徴とする請求項1、2または3記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システム。
4. The drying system comprising a heat pump unit according to claim 1, wherein a plurality of the heat pump units are provided.
前記乾燥気体は、熱源媒体としての作用水を昇温した後、外部に排気されることを特徴とする請求項1、2、3または4記載のヒートポンプユニットを具えた乾燥システム。   5. The drying system comprising a heat pump unit according to claim 1, wherein the drying gas is exhausted to the outside after raising the temperature of the working water as a heat source medium.
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