一种节能型热泵水产品烘干装置论文和设计-王丹妮

全文摘要

本实用新型公开了一种节能型热泵水产品烘干装置，制冷剂气体经过压缩机压缩成为高温高压气体进入油分离器，随后通过第二加热器进行冷凝成液态，再通入过冷器进行第二次冷却，通过储液器进入干燥过滤器，通入回热器进行第三次制冷，通过热力膨胀阀节流进入蒸发器被气化制冷，再通过回热器被加热，通入压缩机进行循环；蒸发器底部设有凝水盘，凝水盘连通带有凝水泵的凝水管，凝水管通过过冷器通入水池。利用除湿器的低温凝结水作为过冷器的冷源，对冷凝液第一次过冷和设置回热器作为二次过冷器，连续两次过冷增加制冷量，实现干燥空气的恒温。

主设计要求

1.一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：包括通过管道依序连接构成热泵制冷剂循环回路的压缩机(1)、油分离器(6)、第二加热器(2)、过冷器(3)、储液器(4)、干燥过滤器(5)、回热器(7)和蒸发器(9)；制冷剂气体经过压缩机(1)压缩成为高温高压气体进入油分离器(6)，随后通过第二加热器(2)进行冷凝成液态，再通入过冷器(3)进行第二次冷却，通过储液器(4)进入干燥过滤器(5)，通入回热器(7)进行第三次制冷，通过热力膨胀阀(8)节流进入蒸发器(9)被气化制冷，再通过回热器(7)被加热，通入压缩机(1)进行循环；所述蒸发器(9)底部设有凝水盘(10)，凝水盘(10)连通带有凝水泵(14)的凝水管(23)，凝水管(23)通过过冷器(3)通入水池。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：还包括机房，所述机房为独立的腔室；所述压缩机(1)、油分离器(6)、过冷器(3)、储液器(4)、干燥过冷器(3)、回热器(7)放置在机房内。

3.根据权利要求2所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：所述机房上设有用于散热的百叶窗(24)。

4.根据权利要求1所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：所述回热器(7)通入蒸发器(9)的管道上设有热力膨胀阀(8)。

5.根据权利要求1所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：所述蒸发器(9)为高低压蒸发器。

6.根据权利要求1所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：还包括风道、循环离心风机(15)、第一加热器(12)、第二加热器(2)和干燥车(13)；所述风道为独立的腔室，风道包括进风口和出风口；所述循环离心风机(15)设置于风道内且放置于进风口，所述第二加热器(2)设置于风道外且连通出风口；所述第一加热器(12)、干燥车(13)和第二加热器(2)依序并排水平放置；第一加热器(12)远离干燥车(13)的一侧与蒸发器(9)毗接；所述循环离心风机(15)与第一加热器(12)连通对其内部空气进行抽吸。

7.根据权利要求6所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：所述风道内设有电动阀门，设置于循环离心风机(15)前。

8.根据权利要求6所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：还包括干燥室；所述干燥室为独立的腔室，所述蒸发器(9)、第一加热器(12)、干燥车(13)和第二加热器(2)均设置在干燥室内。

9.根据权利要求8所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：还包括用于调节干燥空气温度的电动阀门(11)；所述阀门(11)连通干燥室与风道；所述阀门(11)设置于干燥车(13)与第一加热器(12)之间或者蒸发器(9)与干燥室内壁之间。

10.根据权利要求8所述的一种节能型热泵水产品烘干装置，其特征在于：还包括均伸入干燥室的新风管(21)和排风管(18)；新风管(21)的出风口设置于干燥室内壁与蒸发器(9)之间，进风口设有风阀；排风管(18)的进风口设置于第一加热器(12)和干燥车(13)之间，出风口设有排风机(19)。

设计说明书

技术领域

本发明属于水产品干燥技术领域，尤其涉及一种节能型热泵水产品烘干装置。

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。目前沿海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。在沿海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，现提出一种能耗低、可保持干燥空气温度恒定的一种节能型热泵水产品烘干装置。本发明的技术方案为：一种热泵型可变温烘干机，包括通过管道依序连接构成热泵制冷剂循环回路的压缩机、油分离器、第二加热器、过冷器、储液器、干燥过滤器、回热器和蒸发器；制冷剂气体经过压缩机压缩成为高温高压气体进入油分离器，随后通过第二加热器进行冷凝成液态，再通入过冷器进行第二次冷却，通过储液器进入干燥过滤器，通入回热器进行第三次制冷，通过热力膨胀阀节流进入蒸发器被气化制冷，再通过回热器被加热，通入压缩机进行循环；所述蒸发器底部设有凝水盘，凝水盘连通带有凝水泵的凝水管，凝水管通过过冷器通入水池。

更进一步的，还包括机房，所述机房为独立的腔室；所述压缩机、油分离器、过冷器、储液器、干燥过冷器、回热器放置在机房内。

更进一步的，所述机房上设有百叶窗用于散热。

更进一步的，所述回热器通入蒸发器的管道上设有热力膨胀阀。

更进一步的，所述蒸发器为高低压蒸发器。高低压蒸发器是采用两个蒸发压力制冷，对湿热空气分阶段降温除湿，有利于降低能耗。

更进一步的，还包括风道、循环离心风机、第一加热器、第二加热器和干燥车；所述风道为独立的腔室，风道包括进风口和出风口；所述循环离心风机设置于风道内且放置于进风口，所述第二加热器设置于风道外且连通出风口；所述第一加热器、干燥车和第二加热器依序并排水平放置；第一加热器远离干燥车的一侧与蒸发器毗接；所述循环离心风机与第一加热器连通对其内部空气进行抽吸。

更进一步的，所述风道内设有电动阀门，设置于风机前。

更进一步的，还包括干燥室；所述干燥室为独立的腔室，所述蒸发器、第一加热器、干燥车和第二加热器均设置在干燥室内。

更进一步的，还包括用于调节干燥空气温度的电动阀门；所述阀门连通干燥室与风道；所述阀门设置于干燥车与第一加热器之间或者蒸发器与干燥室内壁之间。

更进一步的，还包括均伸入干燥室的新风管和排风管；新风管的出风口设置于干燥室内壁与蒸发器之间，进风口设有风阀；排风管的进风口设置于第一加热器和干燥车之间，出风口设有排风机。考虑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。

本发明的原理是：为了空气的温度恒定，必须是冷凝器加热空气的热量在蒸发器中全部得到释放，在热泵干燥空气从冷凝器等湿度加热，然后在蒸发器中降温除湿，空气焓降低所释放的能量就是蒸发器的制冷量，如果热泵制冷剂按饱和循环工作的话，冷凝器释放的热要比蒸发器多出压缩功，显然不能实现二者相等。但如果热泵制冷剂按过冷循环工作的话，制冷量将增加，冷凝热不变，当过冷到足够过冷度时，制冷量等于冷凝热，以实现干燥空气恒温。针对上述原理，本专利提出的技术方案是在冷凝器后设置过冷器，在蒸发前设置回热器，即两次过冷。

有益效果：本发明，其结构设置具有以下优点：

1、利用除湿器的低温凝结水作为过冷器的冷源，对冷凝液第一次过冷和设置回热器作为二次过冷器，连续两次过冷增加制冷量，实现干燥空气的恒温。

2、完全充分利用冷凝器放热作为干燥机的热源。

3、对除湿前空气梯级降温，最大程度减小能量损失。

4、热泵制冷剂循环回路设置回热器，避免压缩液压机事故，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。

具体实施方式

如图1所示，一个隔热箱体16，内部通过隔热板22分隔成上中下三层。上层为机房，中层为风道，下层为干燥室。

机房内设有压缩机1、油分离器6、过冷器3、储液器4、干燥过滤器5和回热器7。机房上设有百叶窗24用于散热。

风道内设有循环离心风机15和电动风阀；电动风阀设置于循环离心风机15出风口前方，电动风阀控制风量和风速。

干燥室内设有第二加热器2、第一加热器12、蒸发器9和若干个干燥车15。

第一加热器12和第二加热器2相对设置，干燥车15放置于第一加热器12和第二加热器2之间，蒸发器9与第一加热器12的远离干燥车13的一侧连接。蒸发器9底部设有冷凝盘10，冷凝盘10通有冷凝管23，冷凝管23上设有冷凝泵14，冷凝管23通过过冷器3，作为冷凝器3的冷源，冷凝管23最后通入水池。

管道从压缩机1出发，依序通过油分离器6、第二加热器2、过冷器3、储液器4、干燥过滤器6、热力膨胀阀8、蒸发器9和回热器 7，冷剂在蒸发器9中加热成气体后再通过管道回到回热器7，最后回到压缩机1形成回路。

风道下方的隔热板上开设一个开口，作为风道的进风口。循环离心风机15放置于进风口，并且位于第一加热器12之上且与之连接。风道下方的隔热板的横向顶端与箱体内壁设有间隔形成出风口，所述

第二加热器2放置于出风口；第二加热器2的顶端顶住隔热板，底端放置在干燥室底部，使得风道出来的风全部从进入第二加热器2。

在干燥车15与第一加热器12之间设有电动风阀11，电动风阀11将经过干燥车的部分空气排入风道。

干燥室向外延伸两根管道，分别为新风管21和排风管18。新风管的出风口设置于干燥室内壁与蒸发器9之间，进风口设有风阀；排风管18的进风口设置于第一加热器12和干燥车12之间，出风口设有排风机。

本发明的具体实现过程为：一开始运行时，关闭电动风阀21，排风机19，启动热泵压缩机1和循环离心风机15。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6，然后经过第二加热器(冷凝器)2，气态制冷剂被冷凝成液态，被过冷器3过冷，汇集在储液器4中，然后在干燥过滤器5中被干燥过滤后，进入回热器 7中被另一侧的低温气态制冷剂进一步过冷，然后被热力膨胀阀8节流，之后进入蒸发器9被气化制冷，对空气除湿，然后回到回热器7 中，被液态制冷剂加热，通入压缩机1形成热泵冷剂循环系统。

与此同时，半封闭空气循环系统也进行着。风道内的空气进入第二加热器2，被加热和除湿，吹过干燥车13时吸取水产品表面的水分，内部水分向表面迁移，水产品水分不断被流过的空气带走，达到干燥水产品的目的。在水产品干燥过程中，空气本身温度下降，湿度增加。在图1中，经过了水产品的空气分成两路。一路流经电动风阀 11，回到风道空间，另一路流过第一加热器12热侧，给除湿后低温干燥空气加热，本身被冷却，然后进到蒸发器9中，被制冷剂冷却除湿，之后回到第一加热器12冷侧，被热侧热空气加热，随后被循环离心风机15抽吸进风道。两路空气在风道空间混合，然后被第二加热器(冷凝器)加热再次用于干燥水产品。这里电动调节阀调节风量分配比例，影响到下次送往干燥室空气的温度和湿度，可以适用不同水产品干燥的要求。

如图2所示，电动风阀11设置在蒸发器9之后，也可以实现调节不同干燥温度和湿度的目的。与图1不同之处在于，空气在经过第一加热器9后再分流，风量分配比例由电动调节阀11进行调节。

图3和图4的蒸发器9选用的是高低压蒸发除湿器。因为蒸发器要除湿，如果内外温差越小则能耗损失越小，而设置两个蒸发器就是用两个除湿温度替代一个除湿温度，降低除湿过程能耗。

因为高低压的压强不同，在回到回热器中的高压蒸发器的管道上增加了降压阀7。降压阀使得节流高压蒸发器压力到不高于低压蒸发器压力，避免出现堵住低压蒸发器排气。

设计图

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主设计要求

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