CN107647446A - 一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，包括热水箱、闪蒸器、干燥箱、第一级热泵蒸发器、第一级压缩机、第一级热泵冷凝器、第一级热泵膨胀阀、第二级热泵蒸发器、第二级压缩机、第二级热泵冷凝器、第二级热泵膨胀阀、循环水泵、过滤器、管道泵、缓冲罐、排水阀和真空泵。该发明的有益效果：以低压过热蒸汽为干燥介质，干燥效率高，避免了在高温干燥条件下果蔬出现热损伤，干燥质量好；实现应用两级热泵回收干燥过程产生二次蒸汽潜热与显热，节能效果显著；应用第一级热泵与第二级热泵相结合的两级热泵组合回收干燥过程产生二次蒸汽潜热与显热，形成一个较大温差区间的蒸发温度和冷凝温度两级热泵余热回收系统。

Description

一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置及 方法

技术领域

本发明涉及一种果蔬干燥装置及方法，尤其是涉及一种以低压过热蒸汽为干燥介质、乏汽余热两级热泵回收装置及方法。

背景技术

果蔬是人们喜爱的食品，它们不但味美，而且具有非常丰富的营养，是人们获得维生素、无机物（钙、磷、铁等）、碳水化合物、纤维素、半纤维素的主要来源，在一些果蔬中还富含维生素A原（β―胡萝卜素）等，人类所需维生素C主要是从果蔬中获得。新鲜果蔬含水率多数超过80%，质脆易腐及生产的季节性、区域性，导致果蔬在时间上和空间上相对过剩，滞销跌价，腐烂损耗率高。新鲜水果每年损耗率达到30%，新鲜蔬菜达到40～50%，价值约750亿元人民币，果蔬收获后最有效处理方法之一就是干燥脱水。我国是脱水果蔬生产、出口大国，出口总量占世界市场总额的40%。但传统的干燥工艺能耗高、质量差，导致国际竞争能力下降，而且干燥能耗高是制约脱水果蔬业发展的关键技术瓶颈。果蔬为高含水热敏性物料，其干燥特点：①水分含量高，多数果蔬含水率为75～90%，有些蔬菜如莴笋、生菜和瓜类含水量高达95%。高水分使得干燥能耗极高，生产1㎏脱水蔬菜需要蒸发除去8～10㎏水，甚至更高（如生产1㎏脱水莴笋需要除去17㎏水）；②干燥过程有效成分易损失，果蔬含有十分丰富的维生素、色素物质、芳香物质等，这些有效成分在干燥过程极易损失，特别是采用热风高温干燥时，蔬菜中的维生素大部分被损失掉；③处理量大，果蔬属于大宗农产品，生产季节性强，收获时间短,处理量大，对干燥设备的脱水能力要求高，一般不宜采用真空冷冻干燥这样高能耗、高投资的干燥设备。

过热蒸汽干燥是一项最近发展起来的新技术，它是指利用过热蒸汽直接与被干物料接触而去除水分的一种干燥方式。但高压或常压过热蒸汽干燥温度应在倒置温度（理论值为160～200℃）以上，实际干燥温度在200℃以上，不适合果蔬等热敏性物料干燥。低压过热蒸汽干燥温度在100℃以下，解决了在常压或高压下，当达到蒸汽饱和温度时，可能出现热敏性成分的破环。低压过热蒸汽干燥不仅具有传热系数高，表面不易结壳，水分传递阻力小等优点，显著的优势是易于回收干燥过程产生二次蒸汽的潜热与显热，大大降低高水分物料干燥能耗，与真空溶液蒸发原理相似，具有高效节能的优势。

热泵干燥可以回收废汽中水蒸汽部分潜热与显热，节能效果较显著。但热泵干燥是制冷循环和干燥循环相互耦合的复杂过程，在热泵干燥的中后期，物料蒸发水分少，空汽与干燥物料之间的传质系数小，使得干燥室进出口空汽状态变化很小，影响了蒸发器降温除湿能力，空汽流过蒸发器不能降到露点以下，蒸发器吸收废汽中的显热和潜热非常有限，热泵系统运行工况变差。为了维持干燥温度的稳定，输入系统的电能大部分以热能的形式排出系统，高效能的热泵系统变成了低效能的电加热装置，导致干燥时间长，干燥能耗增加。

低压过热蒸汽耦合热泵组成高效节能干燥系统方法是应用热泵制冷系统蒸发器来回收干燥过程产生二次蒸汽潜热，通过热泵工质循环在冷凝器中释放出全部潜热作为干燥系统的热源。由于干燥介质为低压过热蒸汽，其凝结温度为系统压力对应的水蒸汽凝结温度（不是大汽环境的露点），热泵蒸发器非常容易使干燥介质（低压过热蒸汽）达到凝结温度，全部回收干燥过程产生多余蒸汽的凝结热，物料中的水分在干燥过程蒸发，在热泵蒸发器凝结成液态水，全部回收干燥过程水分蒸发潜热，节能效果十分显著。

目前低压过热蒸汽干燥与乏汽余热利用装置及方法如下：

中国专利CN 106123515 A公开了一种低压过热蒸汽干燥系统和工艺，属于水产品加工领域。该干燥系统采用蒸汽发生器产生的蒸汽经加热成过热蒸汽后通过蒸汽分配器进入干燥箱，对干燥箱内的产品进行干燥。经过物料后的过热蒸汽和干燥过程产生的二次蒸汽采用水冷式冷凝器冷却处理，不可冷凝的汽体有真空泵排出系统外，产生的冷凝水从下出口排出，部分未冷凝的蒸汽回到蒸汽发生器循环使用。然而干燥过程产生的二次多余蒸汽的显热与潜热没有回收利用，由冷却水排出系统外，没有节能效果。

中国专利CN 103162520 A公开了一种带式低压过热蒸汽干燥装置，该装置采用卧式干燥装置内部设置加热盘管，通过内置式的加热盘管对其内部循环流动的低压过热蒸汽连续加热，并将被加热的过热蒸汽作为干燥介质与湿物料直接接触实现对物料干燥处理。但是该带式低压过热蒸汽干燥装置循环使用的过热蒸汽工作压力在0.1MPa至0.2MPa（绝对压力）之间，工作温度范围为110℃至250℃，不适合果蔬等热敏物料的干燥。

中国专利CN 105004150 A公开了一种超声强化低压过热蒸汽干燥装置及方法，采用低压过热蒸汽为干燥介质，将超声波直接耦合与低压过热蒸汽干燥过程中，超声能量直接传导到物料内部，加速物料水分的扩散，提高干燥速率。但是，该发明装置及方法未对干燥过程产生的二次蒸汽的潜热与显热进行回收利用。

中国专利CN 106495427 A公开了一种MVR过热蒸汽污泥连续干燥系统及工作方法，该系统采用过热蒸汽作为干燥介质，干燥过程产生的水蒸汽分成两路：一路小部分蒸汽通过压缩机压缩变成高压的过热蒸汽进人换热的热端，换热冷凝后进人冷凝水罐；另一路大部分水蒸汽进人换热冷端，经加热后由分机送回干燥器内。该干燥系统主要采用压缩方法来回收干燥过程产生的二次蒸汽的显热与潜热，采用蒸汽再压缩技术必须对二次蒸汽进行净化，并保证在净化过程不发生凝结，增加系统复杂性。此外，现有蒸汽再压缩技术很难满足干燥系统的需要，要提高蒸汽的过热度，则需要提高蒸汽出口压力，增加压缩机叶轮的转速，有可能超出现有的商业化压缩机的设计转速。

现有的低压过热蒸汽干燥系统或装置很少考虑回收干燥过程产生的二次蒸汽的显热与潜热，不能适合果蔬等高含水热敏性物料的干燥处理，干燥过程的能耗极高。采用蒸汽压缩提高二次蒸汽品位的方法受压缩机效率、二次蒸汽纯度等外界因素影响较大，总体热效率不高。此外，在低压过热蒸汽干燥系统中需要真空泵来保持系统的压力低于大汽压，若采用蒸汽再压缩技术就存在压缩机与真空泵之间压力平衡问题，增加了整个系统的复杂程度，难以推广应用。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置及方法，一方面采用低压过热蒸汽为干燥介质，对果蔬等高含水物料进行低温高效干燥；另一方面采用两级热泵回收干燥过程产生的乏汽余热，实现干燥过程物料蒸发热与热泵冷凝热的互换，节能效果显著，极大地降低干燥成本。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，包括热水箱、闪蒸器、干燥箱、循环风机、挡板、第一级热泵蒸发器、第一级压缩机、第一级热泵冷凝器、第一级热泵膨胀阀、第二级热泵蒸发器、第二级压缩机、第二级热泵冷凝器、第二级热泵膨胀阀、真空泵、缓冲罐、阀门A、阀门B、过滤器、管道泵、排水阀、循环水泵、温度计、压力表，其特征在于：干燥箱设置有蒸汽进汽口、蒸汽出汽口；热水箱、闪蒸器依次通过管路与干燥箱蒸汽进汽口相连接，真空泵、缓冲罐、第一级热泵蒸发器、第二级热泵蒸发器依次通过管路在干燥箱的另一侧与干燥箱的低压过热蒸汽出汽口相连接，热水箱、闪蒸器、干燥箱、第一级热泵蒸发器、第二级热泵蒸发器、缓冲罐、真空泵形成低压过热蒸汽干燥通道。

进一步的，所述第一级热泵蒸发器通过管路与第一级压缩机相连接，第一级压缩机通过管路与第一级热泵冷凝器相连接，第一级热泵冷凝器有制冷工质内循环管路和热水循环外管路，将第一级制冷循环回收的乏汽潜热通过热交换输送给热水循环系统，第一级制冷工质内循环管路设置有第一级膨胀阀，经过第一级膨胀阀后的管路与第一级热泵蒸发器相连接，形成第一级热泵乏汽余热回收利用循环通道；热水循环外管路通过管道与热水箱、循环水泵相连接，形成第一级潜热利用循环通道；第一级热泵蒸发器、第一级压缩机、第一级膨胀阀、第一级热泵冷凝器、热水箱、循环水泵形成第一级乏汽余热回收利用系统。

进一步的，所述第二级热泵蒸发器通过管路与第二级压缩机相连接，第二级压缩机通过管路与第二级热泵冷凝器相连接，第二级热泵冷凝器有制冷工质内循环管路和热水循环外管路，将第二级制冷循环回收的乏汽潜热通过热交换输送给热水循环系统。第二级制冷工质内循环管路设置有第二级膨胀阀，经过第二级膨胀阀后的管路与第二级热泵蒸发器相连接，形成第二级热泵回收蒸汽潜热循环通道；热水循环外管路通过管道与热水箱、循环水泵相连接，形成第二级乏汽余热回收循环通道；第二级热泵蒸发器、第二级压缩机、第二级膨胀阀、第二级热泵冷凝器、热水箱、循环水泵形成第二级乏汽余热回收利用系统。

进一步的，所述干燥箱外有一夹层，夹层设置有夹层进水口、夹层出水口，热水箱通过管道与夹层进水口相连接；闪蒸罐出水口与夹层出水口同时通过管路与热水箱相连接；热水箱、闪蒸罐、干燥箱、形成热水利用回收通道。

进一步的，所述缓冲罐前端设置有阀门，经过阀门后，通过管路与过滤器相连接，之后管路与经过阀门的管路进行汇合并与循环水泵进口相连接，循环水泵出口与第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器相连接，第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器与热水箱相连，缓冲罐、阀门、过滤器、管道泵、循环水泵、第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器、热水箱形成部分冷凝水回收利用通道。

进一步的，在缓冲罐底部设有排水阀，排水阀通过管路与缓冲罐底部连接，干燥过程产生的多余的冷凝水由缓冲罐排水阀排出系统外。

一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置的果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收方法，通过低压过热蒸汽干燥果蔬，并采用两级热泵回收利用干燥产生的二次蒸汽的潜热和显热，实现干燥过程蒸发热与冷凝热的互换，其特征在于：

（1）通过真空泵对整个密闭系统抽取汽体，使得整个系统处于低压状态，来自热水箱的高温高压热水一部分进入干燥箱的夹层对物料及干燥介质（低压过热蒸汽）间接加热，为干燥过程提供必要的热量，同时对干燥箱进行保温，并循环回热水箱，实现热水余热的回收利用；另一部分高温高压热水进入到闪蒸器，蒸发成低压过热蒸汽，低压过热蒸汽在干燥箱内通过对流换热对果蔬加热使果蔬水分蒸发，达到干燥目的；

（2）经过与被干物料换热后的低压过热蒸汽和物料水分蒸发的蒸汽汇合成带有大量潜热与显热的乏汽，乏汽通过管道流过第一级热泵蒸发器与第二级热泵蒸发器，在第一级热泵蒸发器与第二级热泵蒸发器中换热冷凝成冷凝水，将乏汽的全部潜热与部分显热交换热量给第一级泵蒸发器与第二级热泵蒸发器中的工质，第一级热泵蒸发器与第二级热泵蒸发器中的工质吸收热量之后，变成高温汽体工质。高温汽态工质经过第一级压缩机升压、第二级压缩机升压后变成高温高压汽态工质，高温高压的汽态工质分别在第一级热泵冷凝器与第二级热泵冷凝器中冷凝，将热泵蒸发器中吸收的热量释放出来，这些热量被循环水泵输送过来的水吸收，实现低压过热蒸汽的全部潜热和部分显热的回收利用；

（3）带有大量潜热与显热的乏汽在两级热泵蒸发器中冷凝成液态水并进入缓冲罐，缓冲罐出口前端设置有阀门。部分冷凝水经过管道泵后，通过过滤器过滤冷凝水中杂质，经过过滤器后的管道与经过热水箱出口的管路汇合并与循环水泵相连，循环水泵将冷凝水和热水箱中的水输送至第一级与第二级热泵冷凝器中，冷凝水和热水箱中的水分吸收第一级与第二级热泵冷凝器中工质冷凝释放出来的热量后，通过管道进入热水箱，实现部分冷凝水的回收循环利用，干燥过程无需另外增加自来水，达到节水目的；

（4）在缓冲罐底部设有排水阀，干燥过程产生的多余的冷凝水由排水阀排出系统外，排出的冷凝水大约等于干燥过程果蔬蒸发的水分。

本发明的有益效果是：

1. 以低压过热蒸汽作为干燥介质，干燥温度控制在100℃以下，避免高温干燥对果蔬等热敏性物料产生热损伤，干燥质量好。过热蒸汽干燥，由于整个环境仅有一种汽体成分存在，水分从物料表面蒸发移动不是通过扩散而是以液流的压力差产生的体积流为动力，在实际过程中从颗粒的表面移去蒸汽的阻力可以忽略，过热蒸汽干燥无汽膜传质阻力，干燥过程传热传质效率高。

2. 应用两级热泵回收干燥过程产生二次蒸汽潜热与显热，节能效果显著。干燥过程产生的乏汽依次通过第一级热泵蒸发器与第二级热泵蒸发器，低压过热蒸汽降到蒸汽压力所对应的饱和温度下，低压过热蒸汽冷凝成液态水，乏汽中的全部潜热和部分显热得到回收利用，实现干燥过程水分蒸发热与凝结热互换，具有显著节能效果。

3.应用第一级热泵与第二级热泵相结合的两级热泵组合回收干燥过程产生二次蒸汽潜热与显热，形成一个较大温差区间的蒸发温度和冷凝温度两级热泵余热回收系统。第一级热泵采用高温工质，热泵在相对较高的温度区间运行，乏汽通过第一级热泵冷凝器在较高温度下冷凝降温，回收部分潜热和显热，并对较高温度的循环水进一步加热，满足干燥过程对温度的要求。第二级热泵采用常温工质，乏汽通过第二级热泵冷凝器在较低温度下进一步冷凝降温，流过第二级热泵蒸发器时，乏汽全部冷凝成液态水，第二级热泵蒸发器进一步回收乏汽潜热和显热，并对循环水进行加热。乏汽流经两级蒸发器确保放出全部凝结热，几乎完全回收水分蒸发产生的汽化潜热，进一步提高系统的节能效果。

附图说明

图1是本发明的干燥装置结构示意图。

其中，1.热水箱，2A、2B为阀门，3.闪蒸器，4.干燥箱，4-1、4-2、4-3、4-4分别为干燥箱的蒸汽进口、蒸汽出口、夹层进口、夹层出口，5.试验物料，6.托架，7.挡板，8.循环风机，9A、9B为热泵蒸发器，10A、10B为压缩机，11A、12A为热泵冷凝器，13.循环水泵，14.过滤器，15.管道泵，16.缓冲罐，17.排水阀，18.真空泵。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，包括热水箱1、阀门2A、阀门2B、闪蒸罐3、干燥箱4、物料托架6、挡板7、循环风机8、一级热泵蒸发器9A、二级热泵蒸发器9B、一级压缩机10A、二级压缩机10B、一级膨胀阀11A、二级膨胀阀11B、一级热泵冷凝器12A、二级热泵冷凝器12B、循环水箱13、过滤器14、管道泵15、缓冲罐16、排水阀17、真空泵18。干燥箱4设置有蒸汽进口4-1、蒸汽出口4-2，干燥箱4外层设置有一夹层，夹层设置有夹层进水口4-3和夹层出水口4-4；热水箱1、闪蒸器3依次通过管路与干燥箱蒸汽进汽口4-1相连接，真空泵18、缓冲罐16、第二级热泵蒸发器9B、第一级热泵蒸发器9A依次通过管路在干燥箱的另一侧与干燥箱的低压过热蒸汽出汽口4-2相连接，热水箱1、闪蒸器3、干燥箱4、第一级热泵蒸发器9A、第二级热泵蒸发器9B、缓冲罐16、真空泵18形成低压过热蒸汽干燥通道；第一级热泵蒸发器9A通过管路与第一级压缩机10A相连接，第一级压缩机10A通过管路与第一级热泵冷凝器12A相连接，第一级制冷工质内循环管路设置有第一级膨胀阀11A，经过第一级膨胀阀11A后的管路与第一级热泵蒸发器9A相连接，形成第一级热泵乏汽余热回收利用循环通道;热水循环外管路通过管道与热水箱1、循环水泵16相连接，形成第一级潜热利用循环通道；第一级热泵蒸发器9A、第一级压缩机10A、第一级膨胀阀11A、第一级热泵冷凝器12A、热水箱1、循环水泵16形成第一级乏汽余热回收利用系统；第二级压缩机10B通过管路与第二级热泵冷凝器12B相连接，第二级热泵冷凝器12B有制冷工质内循环管路和热水循环外管路，第二级制冷工质内循环管路设置有第二级膨胀阀11B，经过第二级膨胀阀11B后的管路与第二级热泵蒸发器9B相连接，形成第二级热泵回收蒸汽潜热循环通道；热水循环外管路通过管道与热水箱1、循环水泵16相连接，形成第二级乏汽余热回收循环通道；第二级热泵蒸发器9B、第二级压缩机10B、第二级膨胀阀11B、第二级热泵冷凝器12B、热水箱1、循环水泵16形成第二级乏汽余热回收利用系统;热水箱1通过管道与夹层进水口4-3相连接；闪蒸罐3底部出水口与干燥箱夹层出水口4-4同时通过管路与热水箱1相连接；热水箱1、闪蒸罐3、干燥箱4、形成热水利用回收通道；缓冲罐前端设置有管道泵15，经过管道泵15后，通过管路与过滤器16相连接，之后管路与经过阀门2B的管路进行汇合并与循环水泵13进口相连接，循环水泵13出口与第二级热泵冷凝器12B、第一级热泵冷凝器12A相连接，第一级热泵冷凝器12A、第二级热泵冷凝器12B与热水箱1相连，缓冲罐16、管道泵15、过滤器14、阀门2B、循环水泵13、第一级热泵冷凝器12A、第二级热泵冷凝器12B、热水箱1形成部分冷凝水回收利用通道。

果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收方法是将果蔬低压过热蒸汽干燥过程中产生的带有大量潜热与显热的乏汽通过两级热泵进行回收并利用。首先，来自热水箱1中的一部分热水经过闪蒸罐3后变成低压过热蒸汽，并对果蔬进行对流换热，实现低压过热蒸汽干燥果蔬的目的；其次将干燥箱4中产生的带有大量潜热与显热的乏汽通入一级热泵蒸发器9A，二级热泵蒸发器9B，乏汽在第一级热泵蒸发器9A与第二级热泵蒸发器9B中换热冷凝成冷凝水，乏汽的全部潜热与部分显热交换热量给第一级泵蒸发器9A与第二级热泵蒸发器9B中的工质，第一级热泵蒸发器9A与第二级热泵蒸发器9B中的工质吸收热量之后，变成高温汽体工质。高温汽态工质经过第一级压缩机10A升压、第二级压缩机10B升压后变成高温高压汽态工质，高温高压的汽态工质分别在第一级热泵冷凝器12A与第二级热泵冷凝器12B中冷凝，将热泵蒸发器中吸收的热量释放出来，这些热量被循环水泵输送过来的水吸收，实现低压过热蒸汽的全部潜热和部分显热的回收利用；最后，乏汽在一级热泵蒸发器9A、二级热泵蒸发器9B中冷凝成液态水，冷凝水由循环水泵送至热水箱1，实现冷凝水的回收利用。

工作时，打开真空泵18，使得系统处于低压状态，系统处于一定的真空状态后，打开闪蒸罐3对来自热水箱1中的部分热水进行闪蒸，在热水闪蒸成低压过热蒸汽后通入干燥箱4并对干燥箱4中的果蔬进行对流换热，达到干燥的目的。部分热水进入干燥箱夹层4-3，对干燥箱内的果蔬和干燥介质进行热传导加热，并通过干燥箱夹层出水口4-4回到热水箱，低压过热蒸汽对果蔬进行干燥，使果蔬水分蒸发，干燥后的低压过热蒸汽与果蔬蒸发的水分形成一股带有大量潜热与显热的乏汽，通过循环风机8，乏汽在干燥箱内部进行循环干燥。

乏汽在干燥箱4内循环干燥后进入一级热泵蒸发器9A，在一级热泵蒸发器9A中放置了高温工质，工质吸收了乏汽中的热量后蒸汽成汽态工质，经过一级压缩机10A升压后变成高温高压的汽态工质，汽态工质在一级热泵冷凝器12A中冷凝释放热量并被循环水泵13输送过来的水吸收，实现在较高温度下部分潜热与显热的回收利用；在一级热泵蒸发器9A中未冷凝的乏汽和已冷凝的冷凝水进入二级热泵蒸发器，在二级热泵蒸发器9B中放置了低温工质，工质吸收了未冷凝的乏汽与已冷凝的冷凝水的潜热与显热后蒸发成汽态工质，经过二级压缩机10B升压后变成高温高压汽态工质，汽态工质在二级热泵冷凝器12B中冷凝释放热量并被循环水泵13输送过来的水吸收，实现在低温状态下回收乏汽的潜热与显热。流过第二级热泵蒸发器12B时，乏汽全部冷凝成液态水，第二级热泵蒸发器9B进一步回收乏汽潜热和显热，并对循环水进行加热。

冷凝成的液态水进入缓冲罐16后，缓冲罐出口前端设置有管道泵15。经过管道泵15后，部分冷凝水通过过滤器14过滤冷凝水中杂质，经过过滤器14后的管道与经过热水箱1出口的管路汇合并与循环水泵13相连，循环水泵13将冷凝水和热水箱中的水输送至第一级与第二级热泵冷凝器中，冷凝水和热水箱中的水分吸收第一级热泵冷凝器12A与第二级热泵冷凝器12B中工质冷凝释放出来的热量后，通过管道进入热水箱，实现部分冷凝水的回收循环利用，干燥过程无需另外增加自来水，达到节水目的。多余的冷凝水可通过缓冲罐底部的排水阀17将其排出。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此有同等的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由专利要求限定。

Claims (4)

1.一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，包括热水箱、阀门A、阀门B、闪蒸罐、干燥箱、物料托架、挡板、循环风机、第一级热泵蒸发器、第二级热泵蒸发器、第一级压缩机、第二级压缩机、第一级膨胀阀、第二级膨胀阀、第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器、循环水箱、过滤器、管道泵、缓冲罐、排水阀和真空泵，干燥箱设置有蒸汽进口、蒸汽出口，干燥箱外层设置有一夹层，夹层设置有夹层进水口和夹层出水口；热水箱、闪蒸器依次通过管路与干燥箱蒸汽进汽口相连接，真空泵、缓冲罐、第二级热泵蒸发器、第一级热泵蒸发器依次通过管路在干燥箱的另一侧与干燥箱的低压过热蒸汽出汽口相连接，热水箱、闪蒸器、干燥箱、第一级热泵蒸发器、第二级热泵蒸发器、缓冲罐、真空泵形成低压过热蒸汽干燥通道；第一级热泵蒸发器通过管路与第一级压缩机相连接，第一级压缩机通过管路与第一级热泵冷凝器相连接，第一级制冷工质内循环管路设置有第一级膨胀阀，经过第一级膨胀阀后的管路与第一级热泵蒸发器相连接，形成第一级热泵乏汽余热回收利用循环通道;热水循环外管路通过管道与热水箱、循环水泵相连接，形成第一级潜热利用循环通道；第一级热泵蒸发器、第一级压缩机、第一级膨胀阀、第一级热泵冷凝器、热水箱、循环水泵形成第一级乏汽余热回收利用系统；第二级压缩机通过管路与第二级热泵冷凝器相连接，第二级热泵冷凝器有制冷工质内循环管路和热水循环外管路，第二级制冷工质内循环管路设置有第二级膨胀阀，经过第二级膨胀阀后的管路与第二级热泵蒸发器相连接，形成第二级热泵回收蒸汽潜热循环通道；热水循环外管路通过管道与热水箱、循环水泵相连接，形成第二级乏汽潜热回收循环通道；第二级热泵蒸发器、第二级压缩机、第二级膨胀阀、第二级热泵冷凝器、热水箱、循环水泵形成第二级乏汽余热回收利用系统。

2.根据权利要求1所述的一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，其特征在于：热水箱通过管道与夹层进水口相连接；闪蒸罐底部出水口与干燥箱夹层出水口同时通过管路与热水箱相连接；热水箱、闪蒸罐、干燥箱、形成热水利用回收通道。

3.根据权利要求1所述的一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置，其特征在于：缓冲罐前端设置有管道泵，底部设置有排水阀，经过管道泵后，通过管路与过滤器相连接，之后管路与经过阀门B的管路进行汇合并与循环水泵进口相连接，循环水泵出口与第二级热泵冷凝器、第一级热泵冷凝器相连接，第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器与热水箱相连，缓冲罐、管道泵、过滤器、阀门、循环水泵、第一级热泵冷凝器、第二级热泵冷凝器、热水箱形成部分冷凝水回收利用通道。

4.一种用于权利要求1、2和3的一种果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收装置的果蔬低压过热蒸汽干燥乏汽余热两级热泵回收方法，通过两级热泵回收利用干燥过程中产生的二次蒸汽的潜热与部分显热，其特征在于：

（1）一部分高温高压热水进入到闪蒸器，蒸发成低压过热蒸汽，低压过热蒸汽在干燥箱内通过对流换热对果蔬加热使果蔬水分蒸发，达到干燥目的；

（2）另一部分高温热水经过热器进一步加热后一部分进入干燥箱的夹层对试验物料及干燥介质加热，并循环回热水箱；

（3）乏汽在两级热泵蒸发器中冷凝成冷凝水，乏汽的全部潜热与部分显热通过热交换将热量传给第一级泵蒸发器与第二级热泵蒸发器中的工质，工质升压后在第一级热泵冷凝器与第二级热泵冷凝器中冷凝，并将工质的热量通过热交换传给由循环水泵输送过来的水，实现低压过热蒸汽的全部潜热和部分显热的回收利用；

（4）乏汽在两级热泵蒸发器中冷凝成液态水并进入缓冲罐，缓冲罐中部分冷凝水经过管道泵，通过过滤器，由循环水泵将冷凝水和热水箱中的水输送至第一级与第二级热泵冷凝器中，并吸收两级热泵冷凝器中工质冷凝释放出来的热量后，又回到热水箱中，实现冷凝水的回收利用，干燥过程无需另外增加自来水；

（5）在缓冲罐底部设有排水阀，干燥过程产生的多余的冷凝水由排水阀排出系统外，排出的冷凝水大约等于干燥过程果蔬蒸发的水分。