用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器的制造方法
【專利摘要】一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，包括制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)和工作空氣處理系統(tǒng)，將熱泵技術(shù)與熱回收技術(shù)結(jié)合，可得到最合理溫濕度的可作干燥用的工作空氣。本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是：用熱泵干燥技術(shù)和余熱回收技術(shù)相結(jié)合的干燥方式，在滿足對(duì)航天服干燥要求的同時(shí)，利用余熱的回收再利用技術(shù)，提高了干燥機(jī)的除濕效率和設(shè)備的利用率，降低了單位除濕能耗和運(yùn)行成本，最大程度的降低向環(huán)境的排熱量。
【專利說(shuō)明】用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及干燥及熱回收【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器。
【背景技術(shù)】
[0002]宇航員訓(xùn)練是航天載人項(xiàng)目中的重要環(huán)節(jié)。目前，宇航員在地面上的訓(xùn)練是在水面以下9-10米的深度模擬微重力的訓(xùn)練環(huán)境。當(dāng)宇航員在水下訓(xùn)練結(jié)束后，需對(duì)航天服進(jìn)行快速的干燥，防止水分對(duì)航天服的表面材料及零部件造成損害。利用熱泵技術(shù)的干燥裝置可以對(duì)航天服進(jìn)行快速、有效的干燥。
[0003]現(xiàn)有的熱泵技術(shù)干燥機(jī)，雖然在一定程度上提高了對(duì)熱泵的利用效率，但是適用范圍僅限于高蛋白、高溫易變質(zhì)的物料，忽視了干燥完物料的干燥介質(zhì)本身仍具有較高能量這一事實(shí)，因此對(duì)于航天服的干燥是完全不適用的，而且會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的能量并沒有得到充分的利用。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，旨在通過(guò)熱泵技術(shù)與熱回收技術(shù)的結(jié)合，在保證得到最合理干燥溫濕度的工作空氣前提下，同時(shí)使得能量得到充分的利用。
[0005]一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，包括制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)和工作空氣處理系統(tǒng)；
[0006]所述熱泵系統(tǒng)包括空氣加熱器，所述空氣加熱器經(jīng)節(jié)流裝置與所述空氣冷卻器連接，所述空氣冷卻器經(jīng)壓縮機(jī)與所述空氣加熱器連接，形成一個(gè)閉環(huán)；
[0007]所述工作空氣處理系統(tǒng)包括余熱回收器，所述空氣冷卻器經(jīng)所述余熱回收器與所述空氣加熱器連接，所述空氣加熱器連接至干燥室內(nèi)的干燥噴頭，所述干燥室頂部設(shè)有排氣口，用于將干燥后的所述工作空氣通向所述余熱回收器。
[0008]所述空氣加熱器和空氣冷卻器均包括外殼和所述外殼內(nèi)的銅管，所述外殼的底部和頂部設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述銅管兩端有進(jìn)口和出口 ；所述熱泵系統(tǒng)中，制冷劑流經(jīng)所述銅管的進(jìn)氣口和出氣口，所述工作空氣處理系統(tǒng)中，工作空氣流經(jīng)所述外殼的進(jìn)氣口和出氣口，所述外殼內(nèi)銅管外的工作空氣和所述銅管內(nèi)的制冷劑通過(guò)銅管換熱；
[0009]所述空氣加熱器的換熱功能具體為:
[0010]經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后溫度升高的氣態(tài)制冷劑通過(guò)所述空氣加熱器的銅管，與外殼內(nèi)銅管外的工作空氣進(jìn)行換熱，氣態(tài)制冷劑因溫度降低轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)制冷劑，同時(shí)外殼內(nèi)銅管外的工作空氣的溫度升高；
[0011]所述空氣冷卻器的換熱功能具體為:
[0012]經(jīng)節(jié)流裝置降壓后轉(zhuǎn)變?yōu)闅庖夯旌蠎B(tài)制冷劑通過(guò)所述空氣冷卻器的銅管，與外殼內(nèi)銅管外的工作空氣進(jìn)行換熱，氣液混合態(tài)制冷劑在氣化過(guò)程中吸收所述管外工作空氣的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)制冷劑，外殼內(nèi)銅管外的工作空氣溫度因此降低。
[0013]所述余熱回收器為板翹式氣氣換熱器，包括若干層折疊翅片，所述每層折疊翅片的凹凸槽形成流道，與流道方向平行的翅片邊部由邊條封堵，相鄰層的折疊翅片之間呈空間垂直布置且由平隔板隔開，板層之間由折疊翅片的凹凸槽形成不干擾的流道，垂直方向?yàn)榧訜釟怏w流道，所述被加熱氣體為干燥前的工作空氣，所述加熱氣體為干燥后的工作空氣，在所述工作空氣處理系統(tǒng)中，所述被加熱氣體吸收加熱氣體的熱量，通過(guò)換熱進(jìn)行能量回收；
[0014]所述余熱回收器的換熱功能具體為:所述工作空氣處理系統(tǒng)中，由干燥室的排氣口排出的所述工作氣體，作為加熱氣體通向加熱氣體進(jìn)口，通過(guò)板層之間的換熱加熱作為被加熱氣體的由所述空氣冷卻器通向加熱氣體進(jìn)口的所述工作氣體。
[0015]所述干燥噴頭均勻布置于所述干燥室的底面和四個(gè)側(cè)面，使航天服各面受力均勻，不發(fā)生擺動(dòng)。
[0016]底面布置的干燥噴頭為4個(gè)，每個(gè)側(cè)面布置的干燥噴頭不少于6個(gè)。
[0017]優(yōu)選地，所述空氣冷卻器的底部還設(shè)有凝結(jié)水出口。
[0018]優(yōu)選地，所述凝結(jié)水出口下方設(shè)有疏水器，空氣冷卻器在工作空氣處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)所述凝結(jié)水出口排至所述疏水器。
[0019]優(yōu)選地，所述銅管外壁裝有翅片。
[0020]本實(shí)用新型產(chǎn)生的有益效果是:用熱泵干燥技術(shù)和余熱回收技術(shù)相結(jié)合的干燥方式，在滿足對(duì)航天服干燥要求的同時(shí)，利用余熱的回收再利用技術(shù)，提高了干燥機(jī)的除濕效率和設(shè)備的利用率，降低了單位除濕能耗和運(yùn)行成本，最大程度的降低向環(huán)境的排熱量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，能夠更完整更好地理解本實(shí)用新型。此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0022]圖1為本實(shí)用新型的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中:1、引風(fēng)機(jī)2、空氣過(guò)濾器3、空氣冷卻器4、余熱回收器5、空氣加熱器6、干燥室7、壓縮機(jī)8、疏水器9、節(jié)流裝置10、干燥噴頭11、航天服。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0025]如圖1所示的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，包括制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)和工作空氣處理系統(tǒng)；
[0026]制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)包括壓縮機(jī)7、空氣加熱器5、節(jié)流裝置9、空氣冷卻器3和封閉金屬銅管；
[0027]工作空氣處理系統(tǒng)包括引風(fēng)機(jī)1、空氣過(guò)濾器2、空氣冷卻器3、余熱回收器4、空氣加熱器5、干燥室6、干燥噴頭10和風(fēng)管；
[0028]空氣冷卻器3、空氣加熱器5的結(jié)構(gòu)相同，由外殼和外殼內(nèi)的銅管組成,夕卜殼底部和頂部分別設(shè)有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口，銅管兩端有進(jìn)口和出口，銅管外壁上裝有翅片；[0029]余熱回收器4為板翹式氣氣換熱器，包括若干層折疊翅片，所述每層折疊翅片的凹凸槽形成流道，與流道方向平行的翅片邊部由邊條封堵，相鄰層的折疊翅片之間呈空間垂直布置且由平隔板隔開，奇數(shù)和偶數(shù)板層之間由折疊翅片的凹凸槽形成不干擾的流道，被加熱氣體和加熱氣體可以進(jìn)行熱交換，但不會(huì)混合。在題述專利申請(qǐng)中，左右方向?yàn)楸患訜釟怏w流道(如圖1所示的被加熱氣體進(jìn)口 I和被加熱氣體出口 J)，垂直方向?yàn)榧訜釟怏w流道(如圖1所示的加熱氣體進(jìn)口 K和加熱氣體出口 L)。
[0030]制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具體為:壓縮機(jī)7的出口與空氣加熱器5內(nèi)銅管的進(jìn)口 G相連，銅管的出口 H經(jīng)節(jié)流裝置9與空氣冷卻器5內(nèi)銅管的進(jìn)口 A相連，銅管的出口B再連接至壓縮機(jī)7的進(jìn)口，各部件通過(guò)封閉金屬銅管連接，形成一個(gè)閉環(huán)；
[0031]工作空氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具體為:
[0032]弓丨風(fēng)機(jī)I經(jīng)空氣過(guò)濾器2與空氣冷卻器3的進(jìn)風(fēng)口C相連，空氣冷卻器3的出風(fēng)口 D連接至余熱回收器4的被加熱氣體進(jìn)口 I，余熱回收器4的被加熱氣體出口連接至空氣加熱器4的進(jìn)風(fēng)口 E，空氣加熱器4的出風(fēng)口 F連接至干燥室內(nèi)6的干燥噴頭10，通過(guò)干燥噴頭10對(duì)航天服11進(jìn)行干燥，各部件通過(guò)風(fēng)管連接。
[0033]作為一種優(yōu)選，空氣冷卻器3的底部設(shè)有凝結(jié)水出口，凝結(jié)水出口下方設(shè)有疏水器8，用于空氣冷卻器5中冷凝水的排出；
[0034]作為一種優(yōu)選，干燥室6為封閉的不銹鋼材質(zhì)箱體結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有排氣口 ；干燥噴頭10均勻布置于干燥室的底面和四個(gè)側(cè)面，底面布置4個(gè)，每個(gè)側(cè)面布置干燥噴頭不少于6個(gè)，四個(gè)側(cè)面上的噴頭對(duì)稱布置，使航天服11各面受力均勻，不發(fā)生擺動(dòng)。
[0035]制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)工作流程為:壓縮機(jī)7由電動(dòng)機(jī)和加壓機(jī)構(gòu)組成，首先壓縮機(jī)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)加壓機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，氣態(tài)制冷劑因被壓縮而溫度升高，從銅管進(jìn)口 G進(jìn)入空氣加熱器5，通過(guò)銅管管壁和管壁上的翅片與管外的工作空氣進(jìn)行換熱，使工作空氣溫度升高，而管內(nèi)的制冷劑溫度降低，成為液態(tài)制冷劑從銅管出口 H流出后流經(jīng)節(jié)流裝置9降壓后，液態(tài)制冷劑開始?xì)饣蔀闅庖夯旌系闹评鋭?，然后從銅管進(jìn)口 A流入空氣冷卻器3，通過(guò)空氣冷卻器3內(nèi)的銅管管壁和管壁上的翅片與管外工作空氣進(jìn)行換熱，管內(nèi)的液態(tài)制冷劑在氣化過(guò)程中吸收冷卻器管外工作空氣的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)制冷劑從銅管出口 B流入壓縮機(jī)7，管外的工作空氣因被制冷劑吸收熱量而溫度降低。
[0036]工作空氣處理系統(tǒng)的工作流程為:引風(fēng)機(jī)I將環(huán)境空氣引入空氣過(guò)濾器2進(jìn)行過(guò)濾，除去空氣中的固態(tài)顆粒物；過(guò)濾后的空氣流向空氣冷卻器3的進(jìn)風(fēng)口 C對(duì)其進(jìn)行冷卻(制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的步驟是空氣冷卻器3銅管內(nèi)的制冷劑吸收管外工作空氣的熱量)，冷卻后的空氣中的部分水分析出成為冷凝水，冷凝水通過(guò)冷凝水出口排至疏水器8，工作空氣中水蒸氣的含量降低；從空氣冷卻器3出風(fēng)口 D出來(lái)的空氣進(jìn)入余熱回收器4的被加熱氣體進(jìn)口 I，對(duì)其進(jìn)行加熱，之后從余熱回收器4的被加熱氣體出口 J進(jìn)入空氣加熱器5的進(jìn)風(fēng)口 E，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加熱(制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)的空氣加熱器5步驟是銅管內(nèi)的制冷劑將熱量傳給管外的工作空氣)，直至達(dá)到最佳的空氣溫度后，經(jīng)空氣加熱器5的出風(fēng)口 F通至干燥室6內(nèi)的干燥噴頭10，對(duì)航天服進(jìn)行干燥，干燥后的空氣經(jīng)干燥室6頂部的排氣口流入余熱回收器4的加熱氣體進(jìn)口 K，經(jīng)余熱回收后，氣體由加熱氣體出口 L排出。
【權(quán)利要求】
1.一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，包括制冷劑循環(huán)的熱泵系統(tǒng)和工作空氣處理系統(tǒng)；所述熱泵系統(tǒng)包括空氣加熱器，所述空氣加熱器經(jīng)節(jié)流裝置與所述空氣冷卻器連接，所述空氣冷卻器經(jīng)壓縮機(jī)與所述空氣加熱器連接，形成一個(gè)閉環(huán)；所述工作空氣處理系統(tǒng)包括余熱回收器，所述空氣冷卻器經(jīng)所述余熱回收器與所述空氣加熱器連接，所述空氣加熱器連接至干燥室內(nèi)的干燥噴頭，所述干燥室頂部設(shè)有排氣口，用于將干燥后的所述工作空氣通向所述余熱回收器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述空氣加熱器和空氣冷卻器均包括外殼和所述外殼內(nèi)的銅管，所述外殼的底部和頂部設(shè)有進(jìn)氣口和出氣口，所述銅管兩端有進(jìn)口和出口 ；所述熱泵系統(tǒng)中，制冷劑流經(jīng)所述銅管的進(jìn)氣口和出氣口，所述工作空氣處理系統(tǒng)中，工作空氣流經(jīng)所述外殼的進(jìn)氣口和出氣口，所述外殼內(nèi)銅管外的工作空氣和所述銅管內(nèi)的制冷劑通過(guò)銅管換熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述余熱回收器為板翹式氣氣換熱器，包括若干層折疊翅片，所述每層折疊翅片的凹凸槽形成流道，與流道方向平行的翅片邊部由邊條封堵，相鄰層的折疊翅片之間呈空間垂直布置且由平隔板隔開，板層之間由折疊翅片的凹凸槽形成不干擾的流道，左右兩端為被加熱氣體流道，垂直方向?yàn)榧訜釟怏w流道，所述被加熱氣體為干燥前的工作空氣，所述加熱氣體為干燥后的工作空氣，在所述工作空氣處理系統(tǒng)中，所述被加熱氣體吸收加熱氣體的熱量，通過(guò)換熱進(jìn)行能量回收。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述干燥噴頭均勻布置于所述干燥室的底面和四個(gè)側(cè)面，使航天服各面受力均勻，不發(fā)生擺動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，底面布置的干燥噴頭為4個(gè)，每個(gè)側(cè)面布置的干燥噴頭不少于6個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述空氣冷卻器的底部還設(shè)有凝結(jié)水出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述凝結(jié)水出口下方設(shè)有疏水器，空氣冷卻器在工作空氣處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)所述凝結(jié)水出口排至所述疏水器。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用熱泵技術(shù)的水下訓(xùn)練航天服干燥器，其特征在于，所述銅管外壁裝有翅片。
【文檔編號(hào)】D06F58/20GK203403301SQ201320442806
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】許淑惠, 寧磊, 崔凌菲, 王建凱, 張鳳嬌 申請(qǐng)人:北京建筑大學(xué)