常温热泵型果蔬干燥装置的制作方法

本发明涉及一种常温热泵型果蔬干燥装置，具体的说，是涉及一种用于普通果蔬干燥、预冷预热一体化的新型热泵干燥装置，属于食品加工设备技术领域。

背景技术：

我国是世界上最大的果蔬生产加工国，果蔬产业是仅次于粮食产业的第二大农业支柱产业，果蔬的干燥处理可以实现资源的综合利用和产品的减损增值，果蔬产业对于干燥设备需求量非常大。

目前市场上主要采用的热泵果蔬干燥设备大都采用高温送风，或者与真空干燥相结合，主要用于高附加值果蔬产品的干燥，相比较电加热输送热风的方式，可以提升干燥产物的质量；但长时间高温有氧的干燥过程，果蔬品质极易发生劣变。因此，尽量降低热风温度，开发常温热泵更有助于实现果蔬品质的提升；另一方面：在干燥的过程中，热空气吸收果蔬水分后直接从排风口排出，对于热湿空气没有进行处理利用，蒸发器产生的冷量也同样没有利用，造成能源浪费。因此，合理利用蒸发器冷量及湿空气热量，对于降低能耗，实现节能减排有非常积极的意义。

cn204273184u提到了一种新型的果蔬干燥设备，重点控制干燥过程的温、湿度和含氧量，针对果蔬品质进行开发，没有涉及到热泵温区和热湿空气的利用问题；

cn204994577u提到了一种节能型果蔬热泵干燥装置，采用双冷凝器蒸发器加热管的配置，解决干燥箱体内热量过剩的问题和热湿空气使用的问题，没有涉及到热泵温区的问题，且部件配置过于复杂，造成功能浪费；

cn201520952245.4提到了一种果蔬干燥设备的排湿装置，解决人工排湿法需要检测的问题，开发自动检测，没有涉及到热湿空气的处理利用。

从上述公开的文件可以看出，在热泵干燥设备方向，现有的发明都没有从节能减排和果蔬品质的角度，同时考虑干燥温区和热湿空气的利用问题。本发明采用新的思路，直接改造冷凝器和蒸发器，设计一种能综合利用热湿空气热量和蒸发器冷量的预冷预热一体化热泵干燥机组，具有更好的节能效果。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是：针对现有热泵干燥装置节能、循环利用热量的需求，提供一种能充分利用干燥箱回风热量、蒸发器冷量的预冷预热一体式装置，高效利用换热器及湿空气的多余热量，对通过干燥室后的循环湿空气处理再利用，提高循环风进冷凝器温度，实现果蔬常温热泵干燥装置高热循环效率、整体节能。

本发明的理论依据：现有果蔬干燥设备中，多利用蒸汽压缩式热泵循环，高温高压的制冷剂蒸汽从压缩机中流入冷凝器，与外界环境进行热交换，利用这部分热量，可以替代电热干燥的方式对果蔬进行干燥，经过冷凝器之后的低温高压的液体经过节流后进入节流阀，低温低压的制冷剂湿蒸汽流入蒸发器后，由于制冷剂汽化温度很低，在蒸发器中吸收外界温度蒸发成低温低压蒸汽，再流入压缩机，这部分设备中的冷量完全没有利用，直接和外界空气进行交换，造成了能量利用的浪费。在循环风系统中，通过干燥箱的回风高温高湿，湿热空气往往直接排进大气中，没有继续进入循环使用，也造成了热能浪费。本发明就利用这两种热量，对蒸发器进行改装，在循环中增加一个预冷预热一体化换热器，使干燥室出口湿热空气和来自蒸发器的低温蒸汽进行内部热交换冷却除湿，低温干燥空气进入冷却器和湿热空气接触，进行热交换，干燥空气有效过热，再流经冷凝器后可以显著降低热负荷，采用常温热泵即可达到目标，既可以降低能耗、又可以降低干燥温度。

其工作原理进一步说明如下：

(一)热泵循环，是指由压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽在冷凝器中，与外界环境交换热量降温冷却，实现制热效果，再流经节流阀，绝热膨胀，低温低压的制冷剂湿蒸汽在蒸发器中释放冷量，再回流入压缩机。

(二)空气循环，流入干燥箱的干空气先经过冷凝器，吸收制冷剂蒸汽冷凝潜热温度升高，通过风道进入干燥箱，风机带动的热空气持续蒸发并吸走果蔬中的水分，达到干燥的效果；携带水分的热湿空气冷却器内的纵向风路流入蒸发器，在蒸发器中放热冷却，除去湿空气中的水分，干空气自蒸发器重新进入冷却器横向风路，与纵向风路中的热空气充分换热，达到对干空气预热、湿空气预冷的效果。预热后的干空气重新经过冷凝器，完成风循环。

本发明所采用空气的技术方案：所述常温热泵型果蔬干燥装置包括热泵循环、空气循环两个循环；其中包括制热单元、干燥单元和空气处理单元；制热单元正常工作时，通过热泵循环提供的热风通过循环风管路进入干燥单元，流经干燥箱后的湿空气进入空气处理单元，再流入制热单元，完成循环。

所述常温型热泵干燥装置中的热泵循环包括冷凝器、蒸发器、压缩机、节流装置以及辅助装置，并用管道相连。

所述常温型热泵果蔬干燥装置中的空气循环包括干燥箱、预冷预热一体化换热器、干燥过滤器、风机，并用管道相连。

所述常温型热泵果蔬干燥装置中热泵单元中，冷凝器采用风冷翅片管换热器或风冷板式换热器，维持在常温温区(55℃左右)；蒸发器采用风冷壳管式换热器，蒸发器加装风挡板及排水口，节流装置可采用毛细管或膨胀阀。

所述常温型热泵果蔬干燥装置中空气循环单元，预冷预热一体化换热器与蒸发器组装在一起，预冷预热一体化换热器包含湿热空气风道和干冷空气风道，蒸发器包含蒸发盘管和空气风道，均成直角交叉型排列。

所述预冷预热一体化换热器接受来从果蔬干燥箱流出的湿热空气，经由管道流入湿空气进口风道流入预冷预热一体化换热器，通过纵向风道流经风挡板，流入强制风冷翅片式蒸发器，在蒸发器中流经风挡板与蒸发盘管中的低温制冷剂充分进行热交换，除掉湿空气中的水分，并流经干燥过滤器和汽水分离器，流入预冷预热一体化换热器，通过横向风道与纵向流经的湿热空气进行热交换，对空气进行预热，处理后的空气经干空气出口风道流入风冷式冷凝器，其中风冷式蒸发器中冷凝下来的水经由水槽流入接水盘；蒸发器和预冷预热一体化换热器统一装配，中间通过进出口风道相连。

本发明的有益效果：本发明利用热泵循环理论，输送热泵热量用于干燥果蔬；增加预冷预热一体化换热器，充分利用经过干燥箱的热湿空气和蒸发器冷量，实现了对循环风预冷预热一体化的效果，大大降低了能耗，同时利用循环风，构造洁净环境，保持果蔬品质。且整体构造简单，便于安装，方便实现装置一体化和便捷化。

附图说明

图1是为本发明的常温热泵型干燥装置系统结构示意图。

图2是为本发明的常温热泵型干燥装置预冷预热一体化换热器结构示意图。

图中：1、风冷式蒸发器；2、预冷预热一体化换热器；3、制冷压缩机；4、果蔬干燥箱；5、节流装置；6、风冷式冷凝器；7、热泵循环；8、空气循环；9、干空气出口风道；10、横向风道；11、风挡板；12、湿空气进口风道；13、预冷预热换热器及蒸发器总成；14、干燥过滤器；15、接水盘；16、风挡板；17、风冷式蒸发器；18、蒸发盘管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明专利做进一步叙述。

参见图1，为所述常温热泵型果蔬干燥装置系统结构示意图，在图1中包含热泵循环7和空气循环8。所述压缩机3对制冷剂进行压缩后，流入风冷式冷凝器6，与经过此处的空气进行热交换后，经过节流装置5进入蒸发器1，与处理后的空气进行热交换，再回流至压缩机3，完成热泵循环；所述空气经冷凝器6处理后，常温干热空气流入果蔬干燥箱4，处理后的湿空气通过空气循环8进入预冷预热一体化换热器2，湿热空气经过蒸发器1处理后，预热的干冷空气流经风冷式冷凝器6，干热空气流入果蔬干燥箱4，完成空气循环。本装置包括但不仅限于上述部件，还有其他管路连接及控制辅助装置等。

参见图2，为所述常温热泵型果蔬干燥装置预冷预热一体化换热器结构示意图，从干燥箱4流出的湿热空气，经由管道流入湿空气进口风道12流入预冷预热一体化换热器，通过纵向风道流经风挡板11，流入风冷式蒸发器17，在蒸发器中流经风挡板16与蒸发盘管18中的低温制冷剂充分进行热交换，除掉湿空气中的水分，并流经干燥过滤器14，流入预冷预热一体化换热器2，通过横向风道10与纵向流经的湿热空气进行热交换，对空气进行预热，处理后的空气经干空气出口风道9流入风冷式冷凝器6，其中风冷式蒸发器中冷凝下来的水经由水槽流入接水盘15；蒸发器17和预冷预热一体化换热器2统一装配，中间通过进出口风道相连。本装置包括但不仅限于上述部件，还有其他连接件等。

结合附图1和附图2，进一步详细说明常温热泵型果蔬干燥装置中空气的变化过程，高温高湿空气从干燥箱进入预冷预热一体化换热器后，首先与经蒸发器处理后的干冷空气进行显热交换，对湿热空气进行预冷，空气温度降低，相对湿度增加，绝对含湿量不变；湿空气流经蒸发器，干球温度降低，达到露点，空气中的水分凝结下来，绝对含湿量降低，处理后的干冷空气与湿热空气充分接触预热后，升温除湿的空气流入冷凝器进行加热，经处理后流入果蔬干燥箱，重新进入循环。本发明将湿热空气和干冷空气本身的热量利用起来，能有效减少蒸发器和冷凝器的热负荷，降低能耗，可实现装置节能化。

本发明装置便于进行一体化安装，可广泛应用于各种果蔬干燥加工场合。