CN203349611U

CN203349611U - 一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置

Info

Publication number: CN203349611U
Application number: CN 201320360676
Authority: CN
Inventors: 吕金虎; 陈嘉澍; 卓献荣; 张平湖; 李金成; 沈向阳
Original assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Current assignee: Zhongkai University of Agriculture and Engineering
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-06-21

Abstract

本实用新型公开了一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置。该装置的干燥室箱体内设有干燥室和风道；风道内设有空气冷却器、空气加热器和风机，风机位于干燥室内顶部，空气冷却器和空气加热器位于干燥室内底部；在机体外壳内设有低温中间换热器和高温中间换热器；制冷压缩机与冷凝器通过管道相连，在冷凝器出口管路上装有干燥过滤器和热力膨胀阀，蒸发器出口用管道与制冷压缩机相连接；空气冷却器通过管道与低温中间换热器中的载冷剂冷却器相连；空气加热器通过管道与载热剂加热器相连；蓄冷剂温度传感器和蓄热剂温度传感器与温控器相连，温控器控制制冷压缩机的运行。本实用新型节能环保、运行稳定、干燥效果好，可用于农副产品的干燥加工。

Description

一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置

技术领域

本实用新型涉及一种干燥设备，特别是涉及一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置，尤其适合于农副产品的干燥加工。

背景技术

热泵干燥技术具有许多优点，因而在农副产品的干燥加工中得到广泛的应用研究。但是，在我国热泵干燥技术在农副产品的干燥加工中并没有得到普遍应用，关键原因在于热泵干燥装置本身的缺陷。传统的热泵干燥装置常设计为闭式结构，即在热泵干燥系统中，循环空气既作为干燥介质，又作为制冷系统冷凝器的冷却介质，循环空气通过蒸发器降温除湿，通过冷凝器加热升温，因而当环境温度较高时，尤其是在夏季，循环空气的温度上升导致冷凝器的冷凝压力升高、制冷压缩机的排气温度上升，从而使得制冷压缩机出现高压保护或过热保护频繁动作，热泵干燥装置无法正常工作，从而限制了热泵干燥装置在农副产品的干燥加工中的应用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种新型热泵干燥装置，同时可在技术上解决传统的热泵干燥装置在环境温度较高时无法正常工作的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置，包括机体外壳、干燥室箱体、温控器、低温中间换热器、制冷压缩机、热力膨胀阀、干燥过滤器和高温中间换热器；干燥室箱体内设有干燥室和风道；干燥室位于风道的右上部；风道内设有空气冷却器、空气加热器和风机，风机位于干燥室内顶部，空气冷却器和空气加热器位于干燥室内底部；

低温中间换热器是由低温保温箱体、载冷剂冷却器、蓄冷剂和蒸发器构成；高温中间换热器是由高温保温箱体、冷凝器、载热剂加热器和蓄热剂构成；制冷压缩机与冷凝器通过管道相连，在冷凝器出口管路上装有干燥过滤器和热力膨胀阀，热力膨胀阀通过管道与蒸发器相连，蒸发器出口用管道与制冷压缩机相连接；空气冷却器通过管道与低温中间换热器中的载冷剂冷却器相连，同时在管道中装有载冷剂循环泵；空气加热器通过管道与高温中间换热器中的载热剂加热器相连，同时在管道中装有载热剂循环泵。

在低温中间换热器中放置有蓄冷剂温度传感器；在高温中间换热器中放置有蓄热剂温度传感器；蓄冷剂温度传感器和蓄热剂温度传感器与温控器相连；温控器与制冷压缩机相连接。

优选地，所述温控器设置在干燥室门下的保温箱体面板上。所述空气冷却器下端设有接水盘，接水盘通过排水管连通到干燥室箱体外。所述空气冷却器和空气加热器采用套片管式换热器。所述载冷剂冷却器和载热剂加热器采用盘管式换热器。所述制冷压缩机使用全封闭式压缩机。所述温控器选用电子型温控器；蓄冷剂温度传感器和蓄热剂温度传感器选用NTC型温度传感器。所述低温中间换热器、制冷压缩机、热力膨胀阀、干燥过滤器和高温中间换热器设置在机体外壳内。

本实用新型具有如下优点：

1、节能环保，热泵干燥装置具有良好的节能效果，与电热风干燥设备相比节能达30%以上，同时采用环保制冷剂对环境无影响；

2、结构合理：装置设计结构紧凑、合理，占地面积小；

3、运行稳定、干燥效果好：本实用新型运行稳定，克服了传统热泵干燥装置在环境温度较高时无法正常工作的缺陷，干燥效果好。

4、用途广泛：可用于农副产品的干燥加工。

附图说明

图1是本实用新型一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置的结构示意图。

图2是制冷系统和载冷与载热系统的工作原理图。

图中示出：机体外壳1、风机2、干燥室3、干燥室箱体4、干燥室门5、温控器6、排水管7、接水盘8、空气冷却器9、风道10、空气加热器11、低温中间换热器12、低温保温箱体13、载冷剂冷却器14、蓄冷剂15、蒸发器16、制冷压缩机17、热力膨胀阀18、干燥过滤器19、高温中间换热器20、冷凝器21、载热剂加热器22、蓄热剂23、高温保温箱体24、载冷剂循环泵25、蓄冷剂温度传感器26、载热剂循环泵27、蓄热剂温度传感器28。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但是本实用新型要求保护的范围并不局限于实施方式表述的范围。

如图1和图2所示，一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置，包括机体外壳1、干燥室箱体4、温控器6、低温中间换热器12、制冷压缩机17、热力膨胀阀18、干燥过滤器19和高温中间换热器20；干燥室箱体4设有干燥室3和风道10；干燥室3位于风道10的右上部；风道10内设有空气冷却器9、空气加热器11和风机2，风机2位于干燥室3内顶部，空气冷却器9和空气加热器11位于干燥室3内底部；机体外壳1内设有低温中间换热器12、制冷压缩机17、热力膨胀阀18、干燥过滤器19和高温中间换热器20；高温中间换热器20是由高温保温箱体24、冷凝器21、载热剂加热器22和蓄热剂23构成；低温中间换热器12是由低温保温箱体13、载冷剂冷却器14、蓄冷剂15和蒸发器16构成。制冷压缩机17、热力膨胀阀18、干燥过滤器19、蒸发器16和冷凝器21构成制冷系统，为干燥过程提供所需的冷量与热量。制冷压缩机17与高温中间换热器20中的冷凝器21通过管道相连，在冷凝器21出口管路上装有干燥过滤器19和热力膨胀阀18，热力膨胀阀18通过管道与低温中间换热器12中的蒸发器16相连，蒸发器16出口用管道与制冷压缩机17相连接；空气冷却器9通过管道与低温中间换热器12中的载冷剂冷却器14相连，同时在管道中装有载冷剂循环泵25；空气加热器11通过管道与高温中间换热器20中的载热剂加热器22相连，同时在管道中装有载热剂循环泵27；

在低温中间换热器12中的蓄冷剂15中放置有蓄冷剂温度传感器26；在高温中间换热器20中的蓄热剂23中放置有蓄热剂温度传感器28；蓄冷剂温度传感器26和蓄热剂温度传感器28与温控器6相连；温控器6与制冷压缩机17连接，从而通过温控器6控制制冷压缩机17的开停；温控器6设置在干燥室门5下的保温箱体面板上，以便于参数调整。空气冷却器9下端设有接水盘8，接水盘8通过排水管7连通到干燥室箱体4外。

在上述设备中，空气冷却器9和空气加热器11可采用套片管式换热器；载冷剂冷却器14和载热剂加热器22可采用盘管式换热器，蒸发器16与冷凝器21亦可采用盘管式换热器。制冷压缩机17可使用全封闭式压缩机（例如：松下压缩机2914C225ANA）；干燥过滤器19可用艾默生干燥过滤器（例如EK‐032）；温控器6可选用电子型温控器（例如：精创STC100）；蓄冷剂温度传感器26和蓄热剂温度传感器28可选用NTC型温度传感器。

本蓄冷蓄热型热泵干燥装置用作为农副产品干燥时，可将需干燥的物品如香菇、胡萝卜、大蒜等放置在干燥室3中，在风道10中，循环空气经空气加热器11加热后由位于干燥室3顶部风机2的作用下将高温低湿的空气吹过需干燥的物品，使得需干燥的物品中的水分蒸发，循环空气变为高温高湿的空气，然后经干燥室3下部右侧回风口进入风道，高温高湿的空气经过空气冷却器9降温除湿，再次经过空气加热器11加热升温，由风机2送人干燥室3，如此循环。而在空气冷却器9下端设有接水盘8，可将空气冷却器9上的冷凝水接入接水盘8中并通过排水管7排到干燥室箱体4外。

在工作时，制冷剂（例如R134a）在蒸发器16中吸收热量后，由液体蒸发为蒸汽，经制冷压缩机17压缩后进入冷凝器21，在冷凝器21中高压高温的制冷剂蒸汽被冷凝为液体，液化后的制冷剂经过干燥过滤器19进入热力膨胀阀18节流再次回到蒸发器16吸热蒸发，如此循环。

低温中间换热器12使得制冷系统将冷量由蒸发器16通过蓄冷剂15经过载冷剂冷却器14传递到载冷系统中的载冷剂，使得载冷剂温度下降，空气冷却器9通过管道与低温中间换热器12中的载冷剂冷却器14相连，同时在管道中装有载冷剂循环泵25，这样载冷剂进入空气冷却器9，从而使得循环空气得到降温除湿。作为农副产品干燥，载冷剂温度必须高于0℃，以防止循环空气中的水蒸气在空气冷却器9上冻结，因而可用水作为载冷剂。

由于在低温中间换热器12中有一定量的蓄冷剂15，因而低温中间换热器12具有一定的蓄冷能力。工作时，制冷系统的蒸发器16首先使得低温中间换热器12中的蓄冷剂15冷却，从而将一定的冷量储存在蓄冷剂15中，并在制冷压缩机17停止工作时，通过空气冷却器9继续向循环空气提供冷量。

高温中间换热器20可使得制冷系统将热量由冷凝器21通过蓄热剂23经过载热剂加热器22传递到载热系统中的载热剂，使得载热剂温度升高，而空气加热器11通过管道与高温中间换热器20中的载热剂加热器22相连，同时在管道中装有载热剂循环泵27，这样载热剂进入空气加热器11，从而使得循环空气得到加热升温。由于热泵装置中制冷系统常用氟利昂制冷剂的冷凝温度远低于100℃，因此可用水作为载热剂。

在高温中间换热器20中有一定量的蓄热剂23，因此高温中间换热器20具有一定的蓄热能力。当热泵干燥装置工作时，制冷系统的冷凝器21首先使得高温中间换热器20中的蓄热剂23加热升温，从而将一定的热量储存在蓄热剂23中，并在制冷压缩机17停止工作时，通过空气加热器11继续向循环空气提供热量。

通过设置低温中间换热器12中蓄冷剂15的最低温度不低于0℃和蓄冷剂15的蓄冷作用，可有效地防止载冷剂的温度低于0℃而引起循环空气中的水蒸汽在空气冷却器9上被冻结的现象发生，同时在制冷压缩机17停止工作时蓄冷剂15可通过载冷系统继续向循环空气供冷；通过高温中间换热器20中蓄热剂23的蓄热作用和设置蓄热剂23的最高温度，可使得当环境温度较高时，循环空气温度上升，蓄热剂23温度升高达到限制温度而使得制冷压缩机停机，此时蓄热剂23可通过载热系统继续向循环空气提供热量，直到蓄热剂23温度下降到温控器6设置的幅度，制冷压缩机17重新开启，再次向蓄热剂23提供热量。如此设计，可有效地解决热泵干燥装置在环境温度较高时因压缩机出现高压保护或过热保护频繁动作而无法正常工作的问题。

Claims

1.一种蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于包括机体外壳、干燥室箱体、温控器、低温中间换热器、制冷压缩机、热力膨胀阀、干燥过滤器和高温中间换热器；干燥室箱体内设有干燥室和风道；干燥室位于风道的右上部；风道内设有空气冷却器、空气加热器和风机，风机位于干燥室内顶部，空气冷却器和空气加热器位于干燥室内底部；

低温中间换热器是由低温保温箱体、载冷剂冷却器、蓄冷剂和蒸发器构成；高温中间换热器是由高温保温箱体、冷凝器、载热剂加热器和蓄热剂构成；制冷压缩机与冷凝器通过管道相连，在冷凝器出口管路上装有干燥过滤器和热力膨胀阀，热力膨胀阀通过管道与蒸发器相连，蒸发器出口用管道与制冷压缩机相连接；空气冷却器通过管道与低温中间换热器中的载冷剂冷却器相连，同时在管道中装有载冷剂循环泵；空气加热器通过管道与高温中间换热器中的载热剂加热器相连，同时在管道中装有载热剂循环泵；

2.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述温控器设置在干燥室门下的保温箱体面板上。

3.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述空气冷却器下端设有接水盘，接水盘通过排水管连通到干燥室箱体外。

4.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述空气冷却器和空气加热器采用套片管式换热器。

5.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述载冷剂冷却器和载热剂加热器采用盘管式换热器。

6.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述制冷压缩机使用全封闭式压缩机。

7.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述温控器选用电子型温控器；蓄冷剂温度传感器和蓄热剂温度传感器选用NTC型温度传感器。

8.根据权利要求1所述的蓄冷蓄热型热泵干燥装置，其特征在于：所述低温中间换热器、制冷压缩机、热力膨胀阀、干燥过滤器和高温中间换热器设置在机体外壳内。