CN109813063A - 转轮除湿热泵干燥系统及除湿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转轮除湿热泵干燥系统，包括干燥箱、除湿转轮和三通阀等，干燥箱的出口通过管道与三通阀连接，三通阀另一端口与蒸发器第一迎风面连接，从第一迎风面进入的风通过蒸发器从蒸发器的第二迎风面出，第二迎风面出来的风利用除湿风机强制其通过转轮进行除湿，之后先经冷凝器加热，后根据需要可以再利用第一加热器继续加热，达到设定温度后进入干燥箱对物料进行干燥；同时被冷凝器加热的空气除了用于干燥外还有一部分用于转轮的再生干燥。蒸发器的制冷剂出口依次与压缩机、冷凝器及膨胀阀连接，通过逆卡诺循环实现对空气能的利用。本发明利用热泵及转轮，对新风与回风进行合理利用，实现了空气能的有效利用，显著降低了干燥能耗。
Description
技术领域
本发明涉及转轮除湿热泵干燥系统及除湿方法，属于农业机械领域。
背景技术
农产品干制是其贮藏的重要手段。常见干燥类型有辐射、传导与对流干燥三种方式，其中对流干燥以其设备简单、适用范围大而获得了广泛的应用。对流干燥一般可调参数有风温、风速与干燥介质湿度，但温度在每个干燥阶段都有上限，超过上限会破坏农产品品质；风量调节也不宜太大，超过最佳风量不利于干燥介质与物料之间进行充分的热交换。而干燥介质的湿度在干燥大部分阶段是不受限制的，低湿度可以提高干燥速率，实现低温干燥，因此湿度是一个理想的调节参数。
转轮除湿是固体除湿中常用模式，世界上最早的除湿机是瑞典科学家Mr.CarlMunters于1956年发明的蜂窝吸收式除湿机，国内大概于上世纪七十年代开始研究转轮除湿技术，主要用于空调除湿与工业除湿干燥，鲜有用于农产品干燥。近年来，随着国家对三农工作的重视以及国民对食品营养的追求，转轮除湿在农产品干燥方面的研究也逐渐受到关注。研究表明相同条件下转轮干燥比热泵干燥速度快，比冷冻干燥能耗低、效率高，综合来看是一种理想的除湿干燥技术，同时转轮除湿解决温湿度独立控制的难题，是未来食品行业极具竞争力的干燥方式。但当前空调除湿与工业除湿干燥的转轮结构并不适合农产品干燥，若直接套用将导致高能耗等问题。传统箱式干燥有开式、半开式与封闭式，例如封闭式干燥，在环境允许的情况下，前期回风湿度大、温度低不宜利用，所以前期需要进行开式干燥，当达到一定程度，回风湿度小、温度高时，可以考虑关键新风利用回风干燥，这样能够更好的利用空气能，实现节能干燥。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种转轮除湿热泵干燥系统及除湿方法，利用压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器，对回风进行降温除湿，大大提高了干燥箱的干燥效果，大大降低了能耗。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的转轮除湿热泵干燥系统，包括干燥箱、除湿转轮和三通阀，所述干燥箱的出口通过管道与三通阀连接，三通阀另一端口与蒸发器第一迎风面连接，从第一迎风面进入的风通过蒸发器从蒸发器的第二迎风面出，第二迎风面与第一吹风接头连接，第一吹风接头的风经过除湿转轮除湿后，除湿后的风经冷凝器预热，预热后通过第一加热器继续加热，达到设定温度后进入干燥箱对物料进行干燥；蒸发器的制冷剂出口依次与压缩机、冷凝器及膨胀阀连接，蒸发器中的制冷剂通过压缩机、冷凝器和膨胀阀之后，变成低温低压湿蒸汽，对进入蒸发器的空气进行除湿降温。
作为优选，所述三通阀与控制器连接，三通阀的第三个端口与系统外空气连通，控制器与温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在第二迎风面处，第一温湿度传感器检测的数值，传输到控制器，控制器根据数值控制三通阀两个入口的通断。
作为优选，所述第一温湿度传感器检测的温度为t℃，湿度为d，焓值i＝1.01t+(2500+1.84t)d。
一种上述的转轮除湿热泵干燥系统的除湿方法，包括以下步骤：
(1)将各个系统连接完毕；
(2)控制器控制三通阀接通系统外空气，关闭干燥箱的出口的回风，整个系统正常工作；
(3)当经过4-5min后，控制器计算温湿度传感器最后一次焓值m1，控制器控制三通阀关闭系统外空气，接通干燥箱的回风，5～8s后，控制器计算温湿度传感器的焓值m2；
(4)当m1-m2的值大于零时，控制器控制三通阀关闭系统回风，利用室外空气进行干燥，重复步骤(3)；若当m1-m2的值小于等于零时，控制器控制三通阀关闭系统新风，开始利用回风干燥，直到完成干燥。
在本发明中，压缩机、冷凝器、膨胀阀加上蒸发器构成了热泵干燥系统，是逆卡诺循环基本组成，结合转轮除湿构成热泵转轮除湿系统。因为传统箱式干燥有开式、半开式与封闭式，例如封闭式干燥，在环境允许的情况下，前期回风湿度大、温度低不宜利用，所以前期需要进行开式干燥，当达到一定程度，回风湿度小、温度高时，可以考虑关闭新风利用回风干燥，这样能够更好的利用空气能，实现节能干燥。
有益效果：本发明的转轮除湿热泵干燥系统，除湿后的空气先经冷凝器加热，后根据需要可以再利用第一加热器继续加热，达到设定温度后进入干燥箱对物料进行干燥；同时被冷凝器加热的空气除了用于干燥外还有一部分用于转轮的再生干燥。蒸发器的制冷剂出口依次与压缩机、冷凝器及膨胀阀连接，通过逆卡诺循环实现对空气能的利用。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图。
图2为除湿转轮的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1和图2所示，本发明的转轮除湿热泵干燥系统，包括干燥箱、除湿转轮和三通阀，所述干燥箱的出口通过管道与三通阀连接，三通阀另一端口与蒸发器第一迎风面连接，从第一迎风面进入的风通过蒸发器从蒸发器的第二迎风面出，第二迎风面与第一吹风接头连接，第一吹风接头的风经过除湿转轮除湿后，经过第一加热器加热后，进入干燥箱对香菇进行干燥；蒸发器的第二入口通过膨胀阀与冷凝器连接，冷凝器通过压缩机与蒸发器的第二出口连接，冷凝器的一个端口通过第二加热器与除湿转轮连接；蒸发器中的冷凝机通过压缩机、冷凝器和膨胀阀之后，变成低温低压湿蒸汽，对进入蒸发器的空气进行降温，蒸发器、压缩机、冷凝器及膨胀阀构成热泵系统。
在本发明中，所述三通阀与控制器连接，三通阀的第三个端口与系统外空气连通，控制器与温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在第二迎风面处，第一温湿度传感器检测的数值，传输到控制器，控制器根据数值控制三通阀两个入口的通断。
在本发明中，所述第一温湿度传感器检测的温度为t℃，湿度为d，焓值i＝1.01t+(2500+1.84t)d。
如图2所示，本发明的除湿转轮包含转轮本体以及转轴，转轮本体通过销安装在转轴上，转轮本体上安装有吸水材料，除湿转轮在工作的时候均匀旋转，当从干燥箱中的带有湿气的气体进入除湿转轮中时，通过除湿转轮上的吸水材料进行干燥，干燥后通过加热器加热后进入干燥箱对物料进行干燥，在除湿转轮相对的位置，安装有另一个加热器，通过该加热器对新风进行加热，吹向除湿转轮，对除湿转轮进行干燥，从而大大增强除湿转轮的除湿效果。
一种上述的转轮除湿热泵干燥系统的除湿方法，包括以下步骤：
(1)将各个系统连接完毕；
(2)控制器控制三通阀接通系统外空气，关闭干燥箱的出口的回风，整个系统正常工作；
(3)当经过4-5min后，控制器计算温湿度传感器最后一次焓值m1，控制器控制三通阀关闭系统外空气，接通干燥箱的回风，5～8s后，控制器计算温湿度传感器的焓值m2；
(4)当m1-m2的值大于零时，控制器控制三通阀关闭系统回风，利用室外空气进行干燥；若当m1-m2的值小于等于零时，控制器控制三通阀关闭系统新风，开始利用回风干燥，直到完成干燥，重复步骤(3)和步骤(4)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种转轮除湿热泵干燥系统，其特征在于：包括干燥箱、除湿转轮和三通阀，所述干燥箱的出口通过管道与三通阀连接，三通阀另一端口与蒸发器第一迎风面连接，从第一迎风面进入的风通过蒸发器从蒸发器的第二迎风面出，第二迎风面与第一吹风接头连接，第一吹风接头的风经过除湿转轮除湿后，除湿后的风经冷凝器预热，预热后通过第一加热器继续加热，达到设定温度后进入干燥箱对物料进行干燥；蒸发器的制冷剂出口依次与压缩机、冷凝器及膨胀阀连接，蒸发器中的制冷剂通过压缩机、冷凝器和膨胀阀之后，变成低温低压湿蒸汽，对进入蒸发器的空气进行除湿降温。
2.根据权利要求1所述的转轮除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述三通阀与控制器连接，三通阀的第三个端口与系统外空气连通，控制器与温湿度传感器连接，温湿度传感器安装在第二迎风面处，第一温湿度传感器检测的数值，传输到控制器，控制器根据数值控制三通阀两个入口的通断。
3.根据权利要求1所述的转轮除湿热泵干燥系统，其特征在于：所述第一温湿度传感器检测的温度为t℃，湿度为d，焓值i=1.01t+(2500+1.84t)d。
4.一种如权利要求1至3任一项所述的转轮除湿热泵干燥系统的除湿方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将各个系统连接完毕；
（2）控制器控制三通阀接通系统外空气，关闭干燥箱的出口的回风，整个系统正常工作；
（3）当经过4-5min后，控制器计算温湿度传感器最后一次焓值m1，控制器控制三通阀关闭系统外空气，接通干燥箱的回风，5~8s后，控制器计算温湿度传感器的焓值m2；
（4）当m1-m2的值大于零时，控制器控制三通阀关闭系统回风，利用室外空气进行干燥，重复步骤（3）；若当m1-m2的值小于等于零时，控制器控制三通阀关闭系统新风，开始利用回风干燥，直到完成干燥。
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