CN110006243A - 一种蒸发器及果蔬干燥系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种蒸发器及果蔬干燥系统，果蔬干燥系统包括干燥腔、循环风路、以及送风机构和热泵单元，热泵单元包括制冷剂管路、以及蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，蒸发器包括蒸发器壳体，蒸发器壳体内设有呈层状间隔布置的换热板，相邻换热板之间的空间形成除湿通道，干燥腔的出风口与除湿通道连通，制冷剂管路上设有制冷剂流通管束，制冷剂流通管束沿相邻换热板的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体中，相邻除湿通道的除湿进口和除湿出口分别位于制冷剂流通管束的两侧交错布置，以使经除湿冷却的空气通过换热板与进入相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热；冷凝器中的加热通道分别与除湿出口、干燥腔的进风口连通。
Description
技术领域
本发明涉及干燥技术领域，具体涉及一种蒸发器及果蔬干燥系统。
背景技术
热泵单元在干燥系统中应用广泛，常见的干燥系统如干衣机具有快速干燥衣物、免晾晒等优点，满足了人们高水平和快节奏的生活需求。
如授权公告号为CN106245291B、授权公告号为2018.10.09的中国发明专利公开了一种衣物烘干机，并具体公开了烘干机具有箱体、烘干室、循环风路、送风机构、热泵单元，热泵单元所具备的热泵利用制冷剂管而将压缩机、冷凝器、节流器以及蒸发器进行循环连接起来构成冷冻循环回路。其中，构成热交换器的冷凝器、蒸发器被配置于循环风路的中间风路内。蒸发器被配置在冷凝器的上游一侧，冷凝器是作为对通过循环风路的空气进行加热的加热机构而发挥作用，蒸发器是作为对循环风路内通过的空气进行冷却而除湿的除湿机构而发挥作用。
在现有技术中，烘干室内的高湿空气通过循环风路通入蒸发器中，经过制冷剂管冷却使空气中的水分液化成水滴进行除湿，然后直接排出再通过循环风路通入冷凝器中，经过制冷剂管加热使空气升温，最后热空气循环至烘干室内对衣物烘干。但是，若将上述的干燥系统直接应用于果蔬烘干，在蒸发器中仅通过制冷剂管对空气进行除湿，空气与制冷剂管的管壁接触面积有限，换热效率低，除湿和加热效果差，最终导致整个干燥系统进行烘干果蔬的工作效率低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种果蔬干燥系统，以解决现有技术中由于蒸发器的换热效率低，除湿和加热效果差，整个干燥系统进行烘干果蔬的工作效率低的问题。同时本发明的目的还在于提供一种该果蔬干燥系统的蒸发器。
本发明的果蔬干燥系统的技术方案为：
果蔬干燥系统包括干燥腔、连通在干燥腔的进风口和出风口处的循环风路、以及串接在循环风路上的送风机构和热泵单元，所述热泵单元包括制冷剂管路、以及串接在制冷剂管路上的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，所述蒸发器包括蒸发器壳体，蒸发器壳体内设有呈层状间隔布置的换热板，相邻换热板之间的空间形成除湿通道，所述干燥腔的出风口与除湿通道连通，所述制冷剂管路上设有制冷剂流通管束，所述制冷剂流通管束沿相邻换热板的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体中，相邻除湿通道的除湿进口和除湿出口分别位于所述制冷剂流通管束的两侧交错布置，以使经除湿冷却的空气通过换热板与进入相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热。
有益效果：经过制冷剂流通管束后热湿空气变成干冷空气，由于相邻两除湿通道中的空气流向相反，因此，经过制冷剂流通管束后的干冷空气还可通过换热板与相邻通道中未经过制冷剂流通管束的热湿空气进行热交换，即除湿通道中的干冷空气对刚进入除湿通道中的热湿空气进行预先冷却，同样的，刚进入除湿通道中的热湿空气也对除湿通道中的干冷空气进行预先加热。从整个蒸发器来看，换热区域不局限于制冷剂流通管束，换热板则是另外一部分的换热区域，能够对热湿空气进行辅助冷却以及进行冷却后的辅助加热。换热板的辅助冷却作用，对干冷空气的低温进一步利用，避免了低温的干冷空气直接排出除湿通道，也提高了对热湿空气的除湿效果，而且单根制冷剂流通管束仅对应唯一一个除湿通道，确保制冷剂能够高效、均匀的冷却除湿；相应的，换热板的辅助加热作用保证了干冷空气能够及时提升温度，也间接地节约了冷凝器的能量。更重要的，通过干冷空气与热湿空气之间的二次换热实现了对热泵单元能效的充分利用，同时达到了提高除湿效果和加热效果的双重作用，确保干燥系统进行烘干果蔬时的工作效率更高。
进一步的，为了增大除湿通道中的热湿空气的制冷接触面积，所述相邻换热板之间还固定连接有导热片，导热片沿除湿通道中空气的流通方向布置，所述制冷剂流通管束贯穿导热片。
进一步的，为了能够尽可能地将制冷剂的低温传递至换热板，所述导热片垂直于相邻换热板的板面布置。
进一步的，为了对进入除湿通道中的热湿空气进行均匀冷却除湿，所述制冷剂流通管束呈多排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，且相邻两排的制冷剂流通管束沿竖直方向错开。
进一步的，为了方便与循环风路进行对接连通，所述换热器壳体上位于制冷剂流通管束的同一侧设有除湿进口斜面和除湿出口斜面，所述除湿进口斜面和除湿出口斜面形成开口朝向制冷剂流通管束的夹角。
进一步的，为了避免凝结水在除湿通道中堆积影响空气的正常流通，所述蒸发器壳体上还设有供凝结水外排的排水管。
本发明的蒸发器的技术方案为：
蒸发器包括蒸发器壳体和制冷剂流通管束，所述蒸发器壳体内设有呈层状间隔布置的换热板，相邻换热板之间的空间形成除湿通道，所述制冷剂流通管束沿相邻换热板的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体中，相邻除湿通道的除湿进口和除湿出口分别位于所述制冷剂流通管束的两侧交错布置，以使经除湿冷却的空气通过换热板与进入相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热。
有益效果：经过制冷剂流通管束后热湿空气变成干冷空气，由于相邻两除湿通道中的空气流向相反，因此，经过制冷剂流通管束后的干冷空气还可通过换热板与相邻通道中未经过制冷剂流通管束的热湿空气进行热交换，即除湿通道中的干冷空气对刚进入除湿通道中的热湿空气进行预先冷却，同样的，刚进入除湿通道中的热湿空气也对除湿通道中的干冷空气进行预先加热。从整个蒸发器来看，换热区域不局限于制冷剂流通管束，换热板则是另外一部分的换热区域，能够对热湿空气进行辅助冷却以及进行冷却后的辅助加热。换热板的辅助冷却作用，对干冷空气的低温进一步利用，避免了低温的干冷空气直接排出除湿通道，也提高了对热湿空气的除湿效果，而且单根制冷剂流通管束仅对应唯一一个除湿通道，确保制冷剂能够高效、均匀的冷却除湿；相应的，换热板的辅助加热作用保证了干冷空气能够及时提升温度，也间接地节约了冷凝器的能量。更重要的，通过干冷空气与热湿空气之间的二次换热实现了能效的充分利用，同时达到了提高除湿效果和加热效果的双重作用。
进一步的，为了增大除湿通道中的热湿空气的制冷接触面积，所述相邻换热板之间还固定连接有导热片，导热片沿除湿通道中空气的流通方向布置，所述制冷剂流通管束贯穿导热片。
进一步的，为了能够尽可能地将制冷剂的低温传递至换热板，所述导热片垂直于相邻换热板的板面布置。
进一步的，为了对进入除湿通道中的热湿空气进行均匀冷却除湿，所述制冷剂流通管束呈多排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，且相邻两排的制冷剂流通管束沿竖直方向错开。
附图说明
图1为本发明的果蔬干燥系统的具体实施例1的工作原理图；
图2为本发明的果蔬干燥系统的具体实施例1中蒸发器的立体结构示意图；
图3为图2的右视示意图；
图4为图2的主视示意图；
图5为本发明的果蔬干燥系统的具体实施例1中空气在蒸发器中的流通示意图；
图6为本发明的果蔬干燥系统的具体实施例2中蒸发器的垂直于空气流通方向的竖直剖视图。
图中：1-干燥腔、2-循环风路、3-风机、4-蒸发器、40-蒸发器壳体、41-除湿进口斜面、410-除湿进口、42-除湿出口斜面、420-除湿出口、43-制冷剂流通管束、44-换热平板、45-波纹板、47-导热片、5-压缩机、6-冷凝器、7-节流阀、8-制冷剂管路、a1-干热空气、a2-热湿空气、a3-干冷空气、b1-低压气态制冷剂、b2-高压气态制冷剂、b3-液态制冷剂、c-凝结水。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的果蔬干燥系统的具体实施例1，如图1至图5所示，果蔬干燥系统包括干燥腔1、连通在干燥腔1的进风口和出风口处的循环风路2、以及串接在循环风路2上的风机3和热泵单元，热泵单元包括制冷剂管路8、以及串接在制冷剂管路8上的蒸发器4、压缩机5、冷凝器6和节流阀7，蒸发器4串接在位于干燥腔1下游的循环风路2上，以对从干燥腔1的出风口排出的热湿空气a2进行冷却除湿。冷凝器6串接于循环风路2上位于蒸发器4的下游位置，蒸发器4的除湿出口420与冷凝器6的加热进口连通，冷凝器6的加热出口与干燥腔1的进风口连通，以将干冷空气a3进行加热形成干热空气a1后进入干燥腔1中，干热空气a1在干燥腔1中对含水分果蔬进行风热除湿，通过空气的流通将果蔬中的水分带走从而实现快速风干果蔬。风机3设于循环风路2的加热出口下游位置，通过风机3将干热空气直接吹入干燥腔1中，保证了送风动力的充足，避免长期与高湿气体接触，确保风机3的工作稳定性和使用寿命。
在热泵单元中，压缩机5串接在制冷剂由蒸发器4流向冷凝器6的制冷剂管路8上，节流阀7串接在制冷剂由冷凝器6回流至蒸发器4的制冷剂管路8上。制冷剂流经蒸发器4时，从液态气化成低压气态，与此同时，制冷剂通过管壁从热湿空气a2中吸收热量，热湿空气a2中的水分遇到制冷剂流通管束43的管壁时液化成凝结水c，从而达到对热湿空气a2进行冷却除湿的作用；低压气态制冷剂b1经压缩机5进行加压，从而形成高压气态制冷剂b2，高压气态制冷剂b2流经冷凝器6时，从高压气态液化成液态，与此同时，制冷剂通过管壁向干冷空气a3中释放热量，从而达到对干冷空气a3进行加热升温的作用；液态制冷剂b3经节流阀7后施压再次循环至蒸发器4中。
蒸发器4包括蒸发器壳体40，蒸发器壳体40中设有呈层状间隔布置的换热平板44，相邻换热平板44之间的空间形成除湿通道。换热平板44构成用于供经冷却除湿的空气与相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热的换热板。制冷剂管路8上设有制冷剂流通管束43，制冷剂流通管束43沿相邻换热平板44的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体40中。在本实施例中，制冷剂流通管束43呈两排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，且相邻两排的制冷剂流通管束43沿竖直方向错开，保证了对进入除湿通道中的热湿空气a2进行均匀冷却除湿，提高了除湿效率。在其他实施例中，制冷剂流通管束还可呈三排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，设置多排制冷剂流通管束能够进一步提高冷却除湿效果。
在相邻换热平板44之间还固定连接有导热片47，导热片47沿除湿通道中空气的流通方向布置，制冷剂流通管束43贯穿导热片47，且导热片47垂直于相邻换热平板44的板面布置。制冷剂流通管束43贯穿导热片47，使导热片47本身成为对热湿空气a2冷却的制冷片，而且导热片47与相邻换热平板44连接，使制冷剂流通管束43的低温经导热片47传递至换热平板44，尽可能地将制冷剂的低温传递至换热平板44，进一步增大了除湿通道中的热湿空气的制冷接触面积，整体上提升了蒸发器4的冷却除湿效果。
蒸发器壳体40为中空的八棱柱形，介于前侧面与右侧面之间的斜面、介于前侧面与左侧面之间的斜面分别为除湿出口斜面42，介于后侧面与右侧面之间的斜面、介于后侧面与左侧面之间的斜面分别为除湿进口斜面41。同处于左侧或右侧的除湿进口斜面41和除湿出口斜面42形成开口朝向制冷剂流通管束43的夹角，在除湿进口斜面41上上下间隔设有除湿进口410，在除湿出口斜面42上上下间隔设有除湿出口420，相邻除湿通道的除湿进口410位于制冷剂流通管束43的两侧交错布置。除湿进口410和除湿出口420错开布置，方便与循环风路2进行对接连通。
从除湿进口410向除湿通道中通入热湿空气a2，热湿空气a2流经制冷剂流通管束43时通过管壁与制冷剂进行换热，热湿空气a2中水分冷却成凝结水c，经过制冷剂流通管束43后热湿空气a2变成干冷空气a3。由于相邻两除湿通道中的空气流向相反，因此，经过制冷剂流通管束43后的干冷空气a3还可通过换热平板44与相邻通道中未经过制冷剂流通管束43的热湿空气a2进行热交换，即除湿通道中的干冷空气a3对刚进入除湿通道中的热湿空气a2进行预先冷却，同样的，刚进入除湿通道中的热湿空气a2也对除湿通道中的干冷空气a3进行预先加热。
从整个蒸发器4来看，换热区域不局限于制冷剂流通管束43，换热平板44则是另外一部分的换热区域，能够对热湿空气a2进行辅助冷却以及进行冷却后的辅助加热。换热平板44的辅助冷却作用，对干冷空气a3的低温进一步利用，避免了低温的干冷空气a3直接排出除湿通道，也提高了对热湿空气a2的除湿效果；相应的，换热平板44的辅助加热作用保证了干冷空气a3能够及时提升温度，也间接地提高了冷凝器6的加热效果。更重要的，通过干冷空气a3与热湿空气a2之间的二次换热实现了对热泵单元能效的充分利用，同时达到了提高除湿效果和加热效果的双重作用。此外，蒸发器壳体40上还设有排水管，图中未示出，各层换热平板44的对应制冷剂流通管束43的位置设有沿制冷剂流通管束43长度方向延伸的排水导槽，排水导槽向下略微凹陷，并且在蒸发器壳体40的侧壁上对应排水导槽的底部位置设有开口，排水管汇接在各开口位置处，排水管与各除湿通道连接以将凝结水c外排，避免凝结水c在除湿通道中堆积影响空气的正常流通。
本发明的果蔬干燥系统的具体实施例2，与具体实施例1的不同在于，如图6所示，为了增大蒸发器中干冷空气与热湿空气之间通过换热板进行换热的面积，提高换热效率和烘干质量，换热平板可以为横截面呈凹凸起伏的波纹板45，波纹板45的起伏延伸方向垂直于除湿通道中空气流通的方向，在增大换热面积的同时确保空气流通的顺畅性。
本发明的果蔬干燥系统的具体实施例3，与具体实施例1的不同在于，在满足除湿效果的前提下，可省去在除湿通道内设置导热片，而通过制冷剂流通管束的管壁直接对热湿空气冷却，简化了蒸发器的内部结构。在其他实施例中，制冷剂流通管束贯穿导热片，且导热片与相邻换热平板之间分离布置。
本发明的蒸发器的具体实施例，与本发明的果蔬干燥系统的具体实施方式中蒸发器的各具体实施例相同，在此不再赘述。
Claims (10)
1.一种果蔬干燥系统，包括干燥腔、连通在干燥腔的进风口和出风口处的循环风路、以及串接在循环风路上的送风机构和热泵单元，所述热泵单元包括制冷剂管路、以及串接在制冷剂管路上的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，其特征是，所述蒸发器包括蒸发器壳体，蒸发器壳体内设有呈层状间隔布置的换热板，相邻换热板之间的空间形成除湿通道，所述干燥腔的出风口与除湿通道连通，所述制冷剂管路上设有制冷剂流通管束，所述制冷剂流通管束沿相邻换热板的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体中，相邻除湿通道的除湿进口和除湿出口分别位于所述制冷剂流通管束的两侧交错布置，以使经除湿冷却的空气通过换热板与进入相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热。
2.根据权利要求1所述的果蔬干燥系统，其特征是，所述相邻换热板之间还固定连接有导热片，导热片沿除湿通道中空气的流通方向布置，所述制冷剂流通管束贯穿导热片。
3.根据权利要求2所述的果蔬干燥系统，其特征是，所述导热片垂直于相邻换热板的板面布置。
4.根据权利要求1或2或3所述的果蔬干燥系统，其特征是，所述制冷剂流通管束呈多排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，且相邻两排的制冷剂流通管束沿竖直方向错开。
5.根据权利要求1或2或3所述的果蔬干燥系统，其特征是，所述换热器壳体上位于制冷剂流通管束的同一侧设有除湿进口斜面和除湿出口斜面，所述除湿进口斜面和除湿出口斜面形成开口朝向制冷剂流通管束的夹角。
6.根据权利要求1所述的果蔬干燥系统，其特征是，所述蒸发器壳体上还设有供凝结水外排的排水管。
7.一种蒸发器，包括蒸发器壳体和制冷剂流通管束，其特征是，所述蒸发器壳体内设有呈层状间隔布置的换热板，相邻换热板之间的空间形成除湿通道，所述制冷剂流通管束沿相邻换热板的层间间隔且横穿除湿通道插设于蒸发器壳体中，相邻除湿通道的除湿进口和除湿出口分别位于所述制冷剂流通管束的两侧交错布置，以使经除湿冷却的空气通过换热板与进入相邻除湿通道内的热湿空气进行二次换热。
8.根据权利要求7所述的蒸发器，其特征是，所述相邻换热板之间还固定连接有导热片，导热片沿除湿通道中空气的流通方向布置，所述制冷剂流通管束贯穿导热片。
9.根据权利要求8所述的蒸发器，其特征是，所述导热片垂直于相邻换热板的板面布置。
10.根据权利要求7或8或9所述的蒸发器，其特征是，所述制冷剂流通管束呈多排布置在垂直于除湿通道中空气流通方向的竖直平面内，且相邻两排的制冷剂流通管束沿竖直方向错开。
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