CN110057169A - 一种水产品热泵型干燥装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水产品热泵型干燥装置，属于烘干机械领域。整套装置呈箱体结构，箱体分为上中下三层，层与层之间用隔热板分开。第二加热器、干燥车、第一加热器和蒸发器设置于下层内；压缩机、油分离器、储液器、干燥过滤器、回热器和蒸发器依序构成回路，油分离器和储液器之间设有两条并联的支路，一条支路连接外冷凝器，另一条支路上连接第二加热器；第二加热器位于干燥车的一侧，第一加热器和蒸发器位于干燥车的另一侧，第一加热器较靠近干燥车。本发明能够实现恒定送风温度和湿度干燥空气，可充分利用吸湿后循环空气的热能，提高热泵能效，节约能源。

Description

一种水产品热泵型干燥装置
技术领域
本发明属于水产品干燥技术领域，尤其涉及一种水产品热泵型干燥装置。
背景技术
近年来，海洋渔业的养殖和捕捞技术取得很大进步，相对于养殖和捕捞技术的快速进步，水产品加工技术进步略显迟缓。目前舟山渔农村普遍存在加工技术落后，水产品加工生产季节性强，不及时处理易于腐败变质。水产品加工主要采用降低温度的冷加工和去除水分的干燥加工技术。相对于冷加工技术投资和运行成本，干燥加工技术更具有投资少，成本低的优势。但目前市场上企业大多数采用蒸汽锅炉产出蒸汽，然后加热空气的方式对水产品干燥技术，这种技术能耗高，成本大，很多锅炉排放标准不经过处理直接排放，造成环境污染。在渔农村普遍采用太阳晒的原始方式，完全依赖天气条件，对干燥水平难以控制，无法保证产品预期效果。水产品中的蛋白质对温度敏感，高于40℃蛋白质就会变性，干燥后品相就会发黄。
专利号为ZJ201820328480实用新型提出先用承接盘甩干水产品表面的水分，然后再用真空快速干燥的技术路线，主要还是用真空干燥，能源用电加热。相比没有先甩水真空干燥室节能，但能耗并不低。申请号201611001183.4发明专利公开一种水产品干燥技术方案，设置控制器控制第二阻挡气缸缩回打开箱体出口并启动第二传送带。专利号为ZJ201410251511.0和CN201810867527发明专利提出利用热泵干燥的技术路线，即设置一个冷凝器用于加热和两个蒸发器用于放热，内(主)蒸发器从循环空气吸热，外蒸发器从环境吸热，这样空气在主蒸发器放出热量远小于从冷凝器得到热量，而空气在干燥室内温度减低，但湿度增加，总体空气能量(湿空气焓)并没有减少，按照这个技术路线，干燥室内温度不可避免会越来越高，不能保证水产品干燥品质。CN201810746503公开了一种空气能热泵枸杞烘干系统，该系统空气是在干燥室内循环的，蒸发器从环境吸热，只是在循环空气湿度达到一定湿度时才启动能量回收系统，而且只是交代通过制冷器回收，并没有交代制冷器与热泵系统的关系，空气一直循环加热，温度、湿度不断提高，枸杞干燥品质也不能保证，因此现有涉及农产品热泵干燥还有很多问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种水产品热泵型干燥装置。该发明的具体技术方案为：一种水产品热泵型干燥装置，包括隔热箱体、压缩机、油分离器、外冷凝器、第二加热器、第一加热器、蒸发器、储液器、干燥过滤器和回热器；所述箱体内部通过隔热板分为上中下三层；所述外冷凝器设置于隔热箱体外；所述压缩机、油分离器、储液器、干燥过滤器和回热器设置于上层内，所述循环离心风机设置于中层内，所述第二加热器、干燥车、第一加热器和蒸发器设置于下层内；所述压缩机、油分离器、储液器、干燥过滤器、回热器和蒸发器依序构成回路，所述油分离器和储液器之间设有两条并列的支路，一条支路连接所述外冷凝器，另一条支路上连接所述第二加热器；第二加热器位于干燥车的一侧，第一加热器和蒸发器位于干燥车的另一侧，所述第一蒸发器较靠近干燥车。
更进一步的，还包括新风管和排风管；所述新风管和排风管均伸入下层，新风管的出风口位于箱体内壁与蒸发器之间，排风管的进风口位于第一加热器与干燥车之间。
更进一步的，所述新风管的入风口处设有风阀；所述排风管道的出风口处设有排风机。
更进一步的，两条支路上均设有电动流量调节阀和轴流风机，所述电动流量调节阀设置于氟利昂未进入外冷凝器或者第二加热器之前，所述轴流风机设置于氟利昂进入外冷凝器或者第二加热器之后。更进一步的，所述循环离心风机设置于第一加热器上方，抽吸经过第一加热器中的空气。
更进一步的，所述蒸发器底部设有凝水盘，凝水盘上连接凝水管，凝水管通向隔热箱体外的凝水池。
更进一步的，还包括第一电动风阀，所述第一电动风阀设置于干燥车与第一加热器之间，或者设置于隔热箱体与蒸发器之间。
更进一步的，所述蒸发器为单一蒸发除湿器或者高低压蒸发除湿器。单一蒸发器对应热泵循环在单个压力蒸发制冷。高低压蒸发除湿器对应两个蒸发压力。
更进一步的，还包括第二风阀，所述第二风阀设置于中层内且位于循环离心风机出风口的前方。
更进一步的，还包括热力膨胀阀，所述热力膨胀阀设置于回热器通向蒸发器的管道上。
有益效果：
1、设置内外冷凝器，调节循环空气加热量，能够实现恒定送风温度和湿度干燥空气。
2、空气循环管路设置第一加热器，充分利用了吸湿后循环空气的热能。
3、热泵制冷剂循环回路设置回热器，有利于提高热泵能效，节约能源。
附图说明：
图1为蒸发器为单一蒸发除湿器，电动风阀在其右侧的结构示意图；
图2为蒸发器为单一蒸发除湿器，电动风阀在其左侧的结构示意图；
图3为蒸发器为高低压蒸发除湿器，电动风阀在其右侧的结构示意图；
图4为蒸发器为高低压蒸发除湿器，电动风阀在其左侧的的结构示意图。
附图标记：
1-变频压缩机，2、3-电动流量调节阀，4-外冷凝器，5-轴流风机，6-第二加热器(内冷凝器)，7-储液器，8-干燥过滤器，9-热力膨胀阀，10-回热器，11-蒸发器，12-第一加热器(热交换器)，13-干燥车，14-循环离心风机，15-隔热箱体，16新风管，17-排风管，18--排风机，19-凝水盘，20-凝水管，21-凝水池，22-油分离器，23、24-隔热板，25-百叶窗户，26-第一风阀，27-第二风阀，28-轴流风机。
具体实施方式
下面详细介绍一下本发明的具体结构。如图1所示，一种水产品热泵型干燥装置，包括隔热箱体15、压缩机1、油分离器22、外冷凝器4、第二加热器6、第一加热器12、蒸发器11、储液器7、干燥过滤器8和回热器10。所述箱体15内部通过隔热板分为上中下三层，分别为机房、风道和干燥室。所述外冷凝器4设置于隔热箱体外；所述压缩机1、油分离器22、储液器7、干燥过滤器8和回热器10设置于上层内，所述循环离心风机设置于中层内，所述第二加热器6、干燥车13、第一加热器12和蒸发器11设置于下层内；所述压缩机1、油分离器22、储液器7、干燥过滤器8、回热器10和蒸发器11依序构成回路。所述油分离器22和储液器8之间设有两条并联的支路，一条支路连接所述外冷凝器4，另一条支路上连接所述第二加热器6。第二加热器6位于干燥车13的一侧，第一加热器12和蒸发器11位于干燥车13的另一侧，所述第一加热器12较靠近干燥车13。还包括新风管16和排风管17；所述新风管16和排风管17均伸入下层，新风管16的出风口位于箱体内壁与蒸发器之间，排风管1的进风口位于第一加热器与干燥车之间。
其中，所述回路的连接方式为：管道依次通过压缩机1、油分离器22，通入第二加热器6后再通出，通过储液器7、干燥过滤器8和回热器10到达蒸发器11；随后由蒸发器11通出再次经过回热器10通向压缩机1。外冷凝器4与第二加热器6并联。
压缩机1是变流量的压缩机，第一加热器12时叉流式的。运行时根据需要调节压缩机工作频率，被内冷凝器6加热的空气温度，干燥室内湿物料水分不断被空气带走，实现物料干燥。干燥室送风温度在25℃-50℃变化，相对湿度可以低至10％。
本发明为了空气的温度恒定，热泵循环系统设置了两个冷凝器，即外冷凝器4和第二加热器6。因为冷凝器放热量是蒸发器吸热量和压缩功之和，空气在蒸发器被冷却，析出其中水分，如果用一个冷凝器的话，空气加热量比放热量多出压缩功，因而温度肯定不断升高，在专利号为ZJ 201410251511.0中，一个冷凝器配两个蒸发器，空气在内蒸发器放热量更加减少，但在冷凝器中吸热量反而增加，因此循环空气温度不断升高，干燥过程难以持续。因此本发明反其道行之，设置两个冷凝器，一个蒸发器。通过制冷剂流量分流调节，使外冷凝器放热量等于压缩功，内冷凝器给空气加热量等于循环空气在蒸发器的放热量。
所述新风管16的入风口处设有风阀；所述排风管17的出风口处设有排风机18。所述风阀用于控制新风管进风量。水产品不一定都是很新鲜的，在干燥空气循环中空气会受到污染，所以设置排风管和新风管用于排风和换气。
两条支路上均设有电动流量调节阀2；3和轴流风机28，所述电动流量调节阀2；3设置于氟利昂未进入外冷凝器4或者第二加热器6之前，所述轴流风机28设置于氟利昂进入外冷凝器4或者第二加热器6之后。启动运行时，为了尽快提高加热器6出口气温，电动流量调节阀3关闭，电动流量调节阀2全开，待气温达到要求时，电动流量调节阀2、3部分开启，使加热器加热量和风机28散热量略等于蒸发器11制冷量，保持恒定温度。
所述循环离心风机14设置于第一加热器12上方，抽吸经过第一加热器12中的空气。所述蒸发器11底部设有凝水盘19，凝水盘19上连接凝水管20，凝水管20通向隔热箱体15外的凝水池21。还包括第一电动风阀26，所述第一电动风阀26设置于干燥车13与第一加热器12之间，或者设置于隔热箱体15与蒸发器11之间。为了提供不同湿度干燥空气，设置电动风阀26分流，本发明提供两种技术路线，第一种是图1中第一电动风阀26将干燥室内的气体通入风道。这部分分流湿空气和经过热交换器12和蒸发器11处理后在风道空间混合，其湿度由电动风阀控制。
另一种技术路线，当第一电动风阀26设在隔热箱体15与蒸发器11之间时，从干燥车13经过的空气依次进入第二加热器12和蒸发器11，随后空气分为两部分。一部分在循环离心风机14的作用下，返回第二加热器12，进入风道；另一部分从蒸发器11流出，经由第一电动风阀26进入风道，两部分空气混合。如图2所示。
所述蒸发器11为单一蒸发除湿器或者高低压蒸发除湿器。
当蒸发11器为单一蒸发除湿器时，由于蒸发器要除湿，如果内外温差越小则能耗损失越小。
如果是高低压蒸发除湿器，其制冷剂管道连接关系如图3或图4所示，回热器10中从左值右由三支制冷剂管道，左边和中间分别是低压回气管和高压回气管，最右边高压管道从回热器10经过降温后分为两支，分别接入高压蒸发除湿器和低压蒸发除湿器，又分别从高压蒸发除湿器、低压蒸发除湿器各自通过高压管道、低压管道通过返回回热器10，高压管道上设有降压阀，随后高压管道与低压管道汇合至压缩机。高压蒸发除湿器、低压蒸发除湿器，用两个除湿温度替代一个除湿温度，实现梯级温差，降低除湿过程能耗。
还包括第二风阀27，所述第二风阀27设置于中层内且位于循环离心风机14出风口的前方。第二风阀27用于控制风道的流速。还包括热力膨胀阀9，所述热力膨胀阀9设置于回热器10通向蒸发器11的管道上。
本发明的实施过程如下：图1，一开始运行，关闭电动流量阀3，电动流量阀2完全打开，热泵压缩机1和循环离心14风机开始运行，等出第二加热器6的空气温度达到40℃时，打开电磁阀3。压缩机1将氟利昂蒸汽压缩成高温高压过热蒸汽，进到油分离器，从此分为两路，由电磁阀2,3控制，一路通向外冷凝器4，另一路通向内冷凝器即第二加热器6，气态制冷剂被冷凝成液态，汇集在储液器7中，经过干燥过滤器8干燥过滤后，在回热器10中被另一侧的低温气态制冷剂过冷却，然后通过热力膨胀阀9节流，之后进入蒸发器11中被气化制冷，对空气除湿，然后回到回热器10中，被液态制冷剂加热。这是热泵制冷剂循环系统。
与此同时，水产品不断被干燥，循环空气持续被加热和除湿。其主要实现过程是：风道有进口和出口，离心循环风机设置在进口处，第二加热器与出口处连接，出口处的空气进入第二加热器。第二加热器6将从风道过来的循环干冷风加热，空气变为温度(25-50℃)左右，相对湿度25％，然后吹过干燥车，将干燥车上被固定的水产品水分抽出，然后经过第一加热器12将除湿后的干冷空气加热，本身温度下降，之后湿热空气可以分流成两支，如图1所示：一支经过蒸发器11除去水分，变为干冷空气，被循环离心风机抽吸经过第一加热器12加热。另一支经过电动风阀26回到风道空间和蒸发器除湿且一次加热后的空气混合，被送往第二加热器(冷凝器)，之后变为干热空气用于给水产品干燥。
电动风阀26调节风量分配直接影响到混合空气的温度和湿度，适应水产品不同干燥阶段。如图2所示，电动风阀设置在蒸发器与隔热箱体之间，这时干燥后的热湿空气，在经过第一加热器后在分流，风量分配比例可以调节图2中电动调节阀26。
本发明设置内外冷凝器，调节循环空气加热量，能够实现恒定送风温度和湿度干燥空气。空气循环管路设置第一加热器，充分利用吸湿后循环空气的热能。热泵制冷剂循环回路设置回热器，有利于提高热泵能效，节约能源。

Claims (9)

1.一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：包括隔热箱体(15)、压缩机(1)、油分离器(22)、外冷凝器(4)、第二加热器(6)、第一加热器(12)、蒸发器(11)、储液器(7)、干燥过滤器(8)、回热器(10)、离心风(14)和干燥车(13)；所述箱体(15)内部通过隔热板分为上中下三层；所述外冷凝器(4)设置于隔热箱体(15)外；所述压缩机(1)、油分离器(22)、储液器(7)、干燥过滤器(8)和回热器(10)设置于上层内，所述循环离心风(14)机设置于中层内，所述第二加热器(6)、干燥车(13)、第一加热器(12)和蒸发器(11)设置于下层内；所述压缩机(1)、油分离器(22)、储液器(7)、干燥过滤器(8)、回热器(10)和蒸发器(11)依序构成回路，所述油分离器(22)和储液器(7)之间设有两条并联的支路，一条支路连接所述外冷凝器(4)，另一条支路上连接所述第二加热器(6)；第二加热器(6)位于干燥车(13)的一侧，第一加热器(12)和蒸发器(11)位于干燥车(13)的另一侧，所述第一加热器(12)较靠近干燥车(13)。
2.根据权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：还包括新风管(16)和排风管(17)；所述新风管(16)和排风管(17)均伸入下层，新风管(16)的出风口位于箱体内壁与蒸发器(11)之间，排风管(17)的进风口位于第一加热器(12)与干燥车(13)之间；所述新风管(16)的入风口处设有第一风阀(16)；所述排风管(17)的出风口处设有排风机(18)。
3.根据权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：两条支路上均设有电动流量调节阀(2；3)和轴流风机(28)，所述电动流量调节阀(2；3)设置于氟利昂未进入外冷凝器(4)或者第二加热器(6)之前，所述轴流风机(28)设置于氟利昂进入外冷凝器(4)或者第二加热器(6)之后。
4.根据权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：所述循环离心风机(14)设置于第一加热器上方，抽吸第一加热器中(12)内的空气。
5.根据权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：所述蒸发器(11)底部设有凝水盘(19)，凝水盘(19)上连接凝水管(20)，凝水管(20)通向隔热箱体(15)外的凝水池(21)。
6.根据权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：还包括第一电动风阀，所述第一电动风阀设置于干燥车与第一加热器之间，或者设置于隔热箱体与蒸发器之间。
7.根权权利要求1所述的一种水产品热泵型干燥装置，其特征在于：所述蒸发器为单一蒸发除湿器或者高低压蒸发除湿器。
8.根据权利要求1所述的一种水产品加热泵干燥装置，其特征在于：还包括第二风阀(27)，所述第二风阀(27)设置于中层内且位于循环离心风机(14)出风口的前方。
9.根据权利要求1所述的一种水产品加热泵干燥装置，其特征在于：还包括热力膨胀阀(9)，所述热力膨胀阀(9)设置于回热器(10)通向蒸发器(11)的管道上。
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