CN105716410B - 山楂饼及糖块热泵干燥机及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于干燥山楂饼及糖块的热泵干燥机及其系统。山楂饼及糖块热泵干燥机包括四套热泵机组、两台风机、一套重力热管、一套把热泵机组及重力热管换热器组合在一起的风道系统和一套中央控制器。山楂饼及糖块热泵干燥机安装于干燥车间构成一个完整的干燥系统，包括一套山楂饼及糖块热泵干燥机、回送风风道、干燥室、定形室、保温墙体及物料进出口门该干燥机及其系统具有系统简单、控温简单、节能高效、安全可靠等特点的热泵干燥机及其系统，该热泵干燥机及其系统可适用于山楂饼或糖块等具有相同干燥工艺和干燥车间结构形式的食品生产过程。
Description
技术领域
本发明涉及节能技术领域，尤其涉及一种用于干燥山楂饼及糖块的热泵干燥机及其系统。
背景技术
干燥是山楂饼生产工艺中重要的一个环节。由于山楂饼和糖块的干燥工艺基本相同，目前用于山楂饼和糖块干燥的设备是燃煤锅炉，具有相同的结构形式。燃煤锅炉是通过煤炭的燃烧把热量传递给热空气，高温热空气通过风机吹过被干燥的山楂饼浆或糖块，在热空气的加热和吸湿作用下实现产品的干燥。这种燃煤锅炉热风干燥的方法，虽然能够提供较高的温度，获得较好的干燥效果，但是，由于这种应用于小微企业的小锅炉数量多、容量小，分布较为分散，监管困难，难以采用可靠的脱硫脱硝设备保证污染物的排放符合要求，并且燃烧效率低、能耗大，属于高污染高能耗的干燥方法，急需新的节能环保干燥工艺和方法来替代。热泵干燥是一种被证实的节能环保的技术，消耗一份的能量可以获得五份以上的热量，相比燃煤锅炉热风直接加热干燥方法，节能效果大于50%，有效降低了二氧化硫、氮氧化物、灰尘等污染物的排放，对于维护大气环境的洁净具有十分重要的意义。同时，热泵干燥技术在应用于山楂饼或糖块等食品生产工艺时，有效避免了因燃煤锅炉热风干燥设备烟尘和灰渣的排放和泄漏对食品的污染，有效保证了车间的清洁卫生，提高了产品质量。
经检索，中国专利200610068824.8授权的名称为“热管热泵复合式干燥动力源系统”的发明专利和中国专利201410820393.0公布的名称为“一种干燥介质梯级加热与余热梯级回收的热泵系统” 发明专利，这项发明专利均公开了由多套相对独立的热泵子系统复叠而成的，热泵干燥系统，具有节能高效的优点。但是，前一项发明专利技术由于动力热管的存在使得运行可靠性下降，系统复杂性上升，而热泵蒸发器和冷凝器在同一个风道内，所有的空气均经过蒸发器的降温除湿和加热升温，一方面增加了热泵功耗，另一方面降低了干燥室的风速；后一项发明专利技术由于所有的热泵蒸发器和冷凝器均安装在同一风道中，会导致整个系统的热能增多，空气温度上升，使得压缩机高压保护而无法正常工作。
发明内容
本发明的任务在于克服现有技术中存在的缺点，在现有山楂饼和糖块生产工艺和干燥车间结构形式的基础上，构造一种新型的具有系统简单、控温简单、节能高效、安全可靠等特点的热泵干燥机及其系统，该热泵干燥机及其系统可适用于山楂饼或糖块等具有相同干燥工艺和干燥车间结构形式的食品生产过程。
为实现发明任务，其技术解决方案是：
山楂饼及糖块热泵干燥机，包括四套热泵机组、两台风机、一套重力热管、一套把热泵机组及重力热管换热器组合在一起的风道系统和一套中央控制器。每套热泵机组均由一台压缩机、一台安装于风道内的蒸发器、一台安装于风道内的冷凝器、一个储液器、一个干燥过滤器、一个节流阀。每套热泵机组可以根据设备的安装位置和各元器件的相对位置，在压缩机的入口安装气液分离器，在压缩机的出口安装油分离器，以保护压缩机的安全运行。风机包括除湿风机和送风机共两台。送风机位于风道的送风口。除湿风机位于风道中热泵蒸发器的进口。重力热管由热管冷凝器和热管蒸发器及其连接管道组成，热管蒸发器安装于除湿风机入口，安装位置低于热管冷凝器的位置。四套热泵机组按照热泵机组蒸发器在风道内的安装顺序沿着空气流动方向依次定义为#1热泵机组、#2热泵机组、#3热泵机组和#4热泵机组，即#1热泵机组的蒸发器靠近进风口、#4热泵机组蒸发器远离进风口。热泵冷凝器安装于风道中热泵蒸发器后端，沿空气流动方向依次#4热泵机组冷凝器、#3热泵机组冷凝器、#2热泵机组冷凝器和#1热泵机组冷凝器。热管冷凝器安装于热泵蒸发器的空气入口端。#2热泵机组冷凝器或者#1热泵机组冷凝器或者#1、#2热泵机组的冷凝器分为两部分，一部分用于加热经过热泵蒸发器除湿后的空气，另一部分用于直接加热部分回风，即整个热泵干燥机的送风是由两部分组成：一部分空气是经过热管蒸发器、热泵蒸发器除湿后再经热泵冷凝器加热的回风；另一部分空气是直接经过热泵冷凝器加热后的未经过除湿的部分回风。在#2热泵机组或#3热泵机组或#2和#3热泵机组上并联或串联外部冷凝器，以平衡风道内多余的热量。中央控制器来控制各个热泵机组、除湿风机、送风机和外部冷凝器的风机的运行。
山楂饼及糖块热泵干燥机安装于干燥车间构成一个完整的干燥系统。该干燥系统包括一套山楂饼及糖块热泵干燥机、回送风风道、干燥室、定形室、保温墙体及物料进出口门。山楂饼及糖块热泵干燥机的送风经过风道口的分流器对称分流分别从干燥室和定形室的出料口一侧进入干燥室和定形室，回风分别从干燥室和定形室的进料口一侧汇流进入回风风道。定形室、干燥室、回送风风道均通过保温墙体与外界环境和相互之间彼此相隔。山楂饼及糖块热泵干燥机的外部冷凝器安装于干燥室和定形室的外侧。各个进料和出料门与外界隔热隔气，密封良好。
所述的热泵机组按照冷凝温度从低到高，分别采用工作温度由低到高的不同制冷剂，即四套热泵机组中，#1热泵机组采用工作温度最高的工质，#4热泵机组采用工作温度最低的工质，#3热泵机组可以采用与#4热泵机组相同的工质，#2热泵机组可以采用与#1热泵机组相同的工质，也可以采用与#4热泵机组相同的工质。
所述的山楂饼及糖块热泵干燥机中#1热泵机组的节流阀进口的管路安装喷液冷却装置，把液体制冷剂通过喷液冷却装置的毛细管喷到压缩机回气管路上，以防止压缩机排气温度过高。
所述的重力热管，采用氟利昂类的低沸点工质。
本发明与现有技术相比具有以下优点：一是采用部分回风加热的方法，减小了除湿负荷，提高了机组热效率，减小了热泵功耗；二是采用喷液冷却的方法避免了高压压缩机因排气温度过高而无法运行的问题，提高了系统的运行可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例的山楂饼及糖块热泵干燥机原理示意图；
图2本发明实施例的由山楂饼及糖块热泵干燥机所构成的干燥系统原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图1和附图2，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行说明。
本发明实施例提供了一种山楂饼及糖块热泵干燥机，请参考图1，并结合图2，包括：四套热泵机组、两台风机、一套重力热管、一套把热泵机组及重力热管换热器组合在一起的风道系统和一套中央控制器。每套热泵机组均由一台压缩机（31、24、18、14）、一台安装于风道内的蒸发器（13、9、8、7）、一台安装于风道内的冷凝器（2、3、4、5）、一个储液器（30、26、22、17）、一个干燥过滤器（29、25、21、16）、一个节流阀（27、23、20、14）。当压缩机的安装位置高于对应的蒸发器的位置影响压缩机回油时，应在压缩机的排气管路上安装油分离器，以保证压缩机的良好润滑；当压缩机的安装位置低于蒸发器导致压缩机启动或运行过程中吸气带液时，在压缩机的入口管路上安装气液分离器，以保护压缩机的安全运行。风机包括除湿风机11和送风机1共两台。送风机1位于风道12的送风口。除湿风机11位于风道12中热泵蒸发器13的进口。重力热管由热管冷凝器6和热管蒸发器10及其连接管道组成，热管蒸发器10安装于除湿风机11入口，安装位置低于热管冷凝器6的位置。热管冷凝器6安装于热泵冷凝器（2、3、4、5）的空气入口端。四套热泵机组按照热泵机组蒸发器（13、9、8、7）在风道12内的安装顺序沿着空气流动方向依次定义为#1热泵机组、#2热泵机组、#3热泵机组和#4热泵机组，即#1热泵机组的蒸发器13靠近进风口、#4热泵机组蒸发器7远离进风口。热泵冷凝器（2、3、4、5）安装于风道12中热泵蒸发器后端（13、9、8、7），沿空气流动方向依次#4热泵机组冷凝器5、#3热泵机组冷凝器4、#2热泵机组冷凝器3和#1热泵机组冷凝器2。#2热泵机组冷凝器3或者#1热泵机组冷凝器2或者#1、#2热泵机组的冷凝器（3、2）分为两部分，一部分用于加热经过热泵蒸发器（13、9、8、7）除湿后的空气，另一部分用于直接加热部分回风，即整个热泵干燥机的送风是由两部分组成：一部分空气是经过热管蒸发器10、热泵蒸发器（13、9、8、7）除湿后再经热泵冷凝器加热的回风；另一部分空气是直接经过热泵冷凝器（2、3、4、5）加热后的未经过除湿的部分回风。在#2热泵机组或#3热泵机组或#2和#3热泵机组上并联或串联外部冷凝器19，以平衡风道12内多余的热量。中央控制器来控制各个热泵机组压缩机（31、24、18、14）、除湿风机11、送风机1和外部冷凝器19的风机的运行。
参照图2，山楂饼及糖块热泵干燥机安装于干燥车间构成一个完整的干燥系统。该干燥系统包括一套山楂饼及糖块热泵干燥机32、回送风风道、干燥室、定形室、保温墙体34及物料进出口门（33、35、37、38）。山楂饼及糖块热泵干燥机32的送风经过风道口的分流器33对称分流分别从干燥室和定形室的出料口一侧进入干燥室和定形室，回风分别从干燥室和定形室的进料口一侧汇流进入回风风道。定形室、干燥室、回送风风道均通过保温墙体36与外界环境和相互之间彼此相隔。山楂饼及糖块热泵干燥机32的外部冷凝器19安装于干燥室和定形室的外侧。各个进料和出料门（33、35、37、38）与外界隔热隔气，密封良好。
所述的热泵机组按照冷凝温度从低到高，分别采用工作温度由低到高的不同制冷剂，即四套热泵机组中，#1热泵机组采用工作温度最高的工质，#4热泵机组采用工作温度最低的工质，#3热泵机组可以采用与#4热泵机组相同的工质，#2热泵机组可以采用与#1热泵机组相同的工质，也可以采用与#4热泵机组相同的工质。
所述的山楂饼及糖块热泵干燥机中#1热泵机组的节流阀28进口的管路安装喷液冷却装置28，把液体制冷剂通过喷液冷却装置28的毛细管喷到压缩机31回气管路上，以防止压缩机31排气温度过高。
所述的重力热管，采用氟利昂类的低沸点工质。
Claims (5)
1.一种山楂饼及糖块热泵干燥机，包括：四套热泵机组、一台除湿风机、一台送风机、一套重力热管、一套把热泵机组及重力热管组合在一起的风道系统和一套中央控制器；每套热泵机组均由一台压缩机、一台安装于风道内的蒸发器、一台安装于风道内的冷凝器、一个储液器、一个干燥过滤器、一个节流阀组成；当压缩机的安装位置高于对应的蒸发器的位置影响压缩机回油时，应在压缩机的排气管路上安装油分离器，以保证压缩机的良好润滑；当压缩机的安装位置低于蒸发器导致压缩机启动或运行过程中吸气带液时，在压缩机的入口管路上安装气液分离器；除湿风机位于风道中热泵蒸发器的进口；重力热管由热管冷凝器和热管蒸发器及其连接管道组成，热管蒸发器安装于除湿风机入口，安装位置低于热管冷凝器的位置；热管冷凝器安装于热泵冷凝器的空气入口端；四套热泵机组按照热泵机组蒸发器在风道内的安装顺序沿着空气流动方向依次定义为#1热泵机组、#2热泵机组、#3热泵机组和#4热泵机组，即#1热泵机组的蒸发器靠近进风口、#4热泵机组蒸发器远离进风口；热泵冷凝器安装于风道中热泵蒸发器后端，沿空气流动方向依次#4热泵机组冷凝器、#3热泵机组冷凝器、#2热泵机组冷凝器和#1热泵机组冷凝器；#2热泵机组冷凝器或者#1热泵机组冷凝器或者#1、#2热泵机组的冷凝器分为两部分，一部分用于加热经过热泵蒸发器除湿后的空气，另一部分用于直接加热部分回风，即整个热泵干燥机的送风是由两部分组成，一部分空气是经过热管蒸发器、热泵蒸发器除湿后再经热泵冷凝器加热的回风，另一部分空气是直接经过热泵冷凝器加热后的未经过除湿的部分回风；在#2热泵机组或#3热泵机组或#2和#3热泵机组上并联或串联外部冷凝器；中央控制器来控制各个热泵机组压缩机、除湿风机、送风机和外部冷凝器的风机的运行。
2.如权利要求1所述山楂饼及糖块热泵干燥机，其特征在于，安装于干燥车间构成一个完整的干燥系统，包括：一套山楂饼及糖块热泵干燥机、回送风风道、干燥室、定形室、保温墙体及物料进出口门；山楂饼及糖块热泵干燥机的送风经过风道口的分流器对称分流分别从干燥室和定形室的出料口一侧进入干燥室和定形室，回风分别从干燥室和定形室的进料口一侧汇流进入回风风道；定形室、干燥室、回送风风道均通过保温墙体与外界环境和相互之间彼此相隔；山楂饼及糖块热泵干燥机的外部冷凝器安装于干燥室和定形室的外侧；各个进料和出料门与外界隔热隔气，密封良好。
3.如权利要求1所述山楂饼及糖块热泵干燥机，其特征在于热泵机组按照冷凝温度从低到高，分别采用工作温度由低到高的不同制冷剂，即四套热泵机组中，#1热泵机组采用工作温度最高的工质，#4热泵机组采用工作温度最低的工质，#3热泵机组可以采用与#4热泵机组相同的工质，#2热泵机组可以采用与#1热泵机组相同的工质，也可以采用与#4热泵机组相同的工质。
4.如权利要求1所述山楂饼及糖块热泵干燥机，其特征在于蒸发和冷凝温度最高的#1热泵机组的节流阀进口的管路安装喷液冷却装置，把液体制冷剂通过喷液冷却装置的毛细管喷到压缩机回气管路上。
5.如权利要求1所述山楂饼及糖块热泵干燥机，其特征在于重力热管采用氟利昂作为其工质。
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- 2016-03-23 CN CN201610168647.4A patent/CN105716410B/zh not_active Expired - Fee Related
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