热泵静电复合烘干系统及其工作方法与流程

本发明涉及静电干燥领域，特别是指热泵静电复合烘干系统及其工作方法。

背景技术：

食品烘干机设备又称为网带式烘干机，它是将所要处理的物料通过适当的铺料机构，如星型布料器、摆动带、粉碎机或造粒机，分布在输送带上,输送带通过一个或几个加热单元组成的通道，每个加热单元均配有空气加热和循环系统，每一个通道有一个或几个排湿系统，在输送带通过时，热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料，从而使物料能均匀干燥。传统的电加热器丝热，就是利用电阻通电发热的原理，这样其热效能不可能大于1，这就导致其加热功率较大，耗能较多，并且传统的热风干燥对食物干燥的效果并不理想，干燥出来的食品品质较差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提出一种热泵静电复合烘干系统及其工作方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

热泵静电复合烘干系统，包括热泵系统、静电发生系统和循环风系统；所述热泵系统包括风冷冷凝器、风冷蒸发器和微型压缩机，静电发生系统包括静电发生器和静电板，循环风系统中除了风冷冷凝器和风冷蒸发器外还包括电加热器、干燥箱、风机ⅰ和风机ⅱ。

所述热泵系统中，风冷冷凝器与风冷蒸发器之间设有膨胀阀，微型压缩机的出口与风冷冷凝器相连，然后制冷剂经过膨胀阀进入风冷蒸发器，从风冷蒸发器出来后回到压缩机的进口。

所述静电发生系统中，静电发生器与热泵系统的部件布置于干燥箱外的装备箱里，并且通过导线与静电板相连，静电板布置于干燥箱的底面上。

所述干燥箱内设有上下风口，分别为风口ⅰ和风口ⅱ，装备箱设置有风阀ⅰ和风阀ⅱ，风机ⅱ与风阀ⅰ相对设，风机ⅰ和风口ⅰ相对设置。

所述干燥箱内设有上下风口，分别为风口ⅰ和风口ⅱ，装备箱设置有风阀ⅰ和风阀ⅱ，风机ⅱ与风口ⅱ相对设置，风机ⅰ与风口ⅰ相对设置。

所述风阀ⅰ、风冷蒸发器、风机ⅰ和风口ⅰ设于同一水平面；风阀ⅱ、风冷冷凝器、电加热器、风机ⅰ和风口ⅱ设于同一水平面。

所述风冷蒸发器下侧设置有液体回收器。

在循环风系统中，经过打开风冷冷凝器和电加热器加热快速升温的空气，再经过风机ⅰ驱动，通过风口ⅰ进入干燥箱，在干燥箱中循环后通过下方的风口ⅱ完成循环；在除湿阶段，空气经过风冷冷凝器加热后驱动风机ⅰ，通过风口ⅰ进入干燥箱，在干燥箱中循环后通过下方的风口ⅰ送至风冷蒸发器进行降温除湿，最后再次送入风冷冷凝器完成循环；在温控保护阶段，在除湿阶段的基础上，开启风阀ⅰ、风机ⅱ和风阀ⅱ，待干燥箱内降到合适温度时，关闭风阀ⅰ、风机ⅱ和风阀ⅱ完成温控。

所述循环风系统中，新风经过风阀ⅱ后再由风冷冷凝器加热升温，进入干燥箱，在干燥箱中对物料干燥后，通过蒸发器进行余热回收，完成循环；当环境温度很低时，热泵加热不到干燥温度时，开启电加热器进行辅助加热。

热泵静电复合烘干系统的工作方法，在循环风系统中，经过打开风冷冷凝器和电加热器加热快速升温的空气，再经过风机驱动，通过风口ⅰ进入干燥箱，在干燥箱中循环后通过下方的风口ⅱ完成循环；在除湿阶段，空气经过风冷冷凝器加热后驱动风机，通过风口ⅰ进入干燥箱，在干燥箱中循环后通过下方的风口ⅰ送至风冷蒸发器进行降温除湿，最后再次送入风冷冷凝器完成循环；在温控保护阶段，在除湿阶段的基础上，开启风阀ⅰ、风机ⅱ和风阀ⅱ，待干燥箱内降到合适温度时，关闭风阀ⅰ、风机ⅱ和风阀ⅱ完成温控。

本发明中工作原理如下：

热泵系统：经热泵压缩机压缩后的高温高压制冷剂，经过风冷冷凝器冷凝放热后，进入膨胀阀节流形成温度相对较低的低压制冷剂，进入风冷蒸发器吸热，最后进入热泵压缩机入口完成整个循环。

静电发生系统：多孔性物料的含水结构包括以下几种类型：充满在物料中的狭窄而微细的孔隙的毛细管水(亦称游离水)、被胶体粒子所吸收而渗透入内的膨胀水、被分子力场束缚在胶体表面上的吸附水、作为分子组成成分而与物料相结合的化学结合水；其中，毛细管水是最易排出的，其次是膨胀水和吸附水，化学结合水则必需用高温排除，而静电干燥其主要是水分子在电场的作用下从内部向表面转移，由于热泵干燥对内部水分干燥效果较差，所以静电板可以加快热泵干燥，而且食品表面的水分在静电的作用下加速蒸发。

循环风系统：刚开启升温阶段，由于热泵系统加热箱内部升温较慢，开启电加热器和热泵系统，空气在干燥箱内循环实现快速升温；除湿阶段，空气经过驱动风机，风冷冷凝器加热，进入干燥箱对物料进行烘干，然后进行风冷蒸发器进行降温除湿，最后再次送入风冷冷凝器完成循环；温控保护阶段，循环开启时间较长，烘干箱内温度较高时，再除湿阶段的基础上，开启风阀ⅰ和风机ⅱ排出高温空气，同时开启风阀ⅱ引入新空气，箱内降到合适温度时，关闭风阀ⅰ，风机ⅱ和风阀ⅱ。

本发明的有益效果在于：本发明利用热泵替代传统烘干机中的电加热器系统，与传统电加热器相比热泵系统节能效果更好，并且加入静电干燥装置，静电干燥可以加速水分子向表面扩散的速度，加速食物表面水分的蒸发，从而加速干燥过程，且物料烘干品质较好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的热泵静电复合烘干系统的结构示意图。

图2为实施例2的热泵静电复合烘干系统的结构示意图。

图3为实施例1的烘干机效果图。

图4为实施例2的烘干机效果图。

图中，1压缩机，2风冷冷凝器，3膨胀阀，4风冷蒸发器，5电加热器，6静电板，7静电发生器，8干燥箱，9风机ⅰ，10风口ⅱ，11风口ⅰ，12风机ⅱ，13风阀ⅰ，14风阀ⅱ，15液体回收器，16，物料盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种热泵静电复合烘干系统，包括热泵系统、静电发生系统和循环风系统；所述热泵系统包括风冷冷凝器2、风冷蒸发器4和微型的压缩机1，静电发生系统包括静电发生器7和静电板6，循环风系统中除了风冷冷凝器2和风冷蒸发器4外还包括电加热器5、干燥箱8、风机ⅰ9和风机ⅱ12，效果图见图3。

所述热泵系统中，风冷冷凝器2与风冷蒸发器4之间设有膨胀阀3，微型压缩机1的出口与风冷冷凝器2相连，然后制冷剂经过膨胀阀3进入风冷蒸发器4，从风冷蒸发器4出来后回到压缩机1的进口。

所述静电发生系统中，静电发生器7与热泵系统的部件布置于干燥箱8外的装备箱里，并且通过导线与静电板6相连，静电板6布置于干燥箱8的底面上。

所述干燥箱8内设有上下风口，分别为风口ⅰ11和风口ⅱ10，装备箱设置有风阀ⅰ13和风阀ⅱ14，风机ⅱ12与风阀ⅰ13相对设，风机ⅰ9和风口ⅰ11相对设置。所述风冷蒸发器下侧设置有液体回收器15。

热泵静电复合烘干系统的工作方法，在循环风系统中，经过打开风冷冷凝器2和电加热器5加热快速升温的空气，再经过风机9驱动，通过风口ⅰ11进入干燥箱8，在干燥箱8中循环后通过下方的风口ⅱ10完成循环；在除湿阶段，空气经过风冷冷凝器2加热后驱动风机9，通过风口ⅰ11进入干燥箱8，在干燥箱8中循环后通过下方的风口ⅰ11送至风冷蒸发器4进行降温除湿，最后再次送入风冷冷凝器2完成循环；在温控保护阶段，在除湿阶段的基础上，开启风阀ⅰ13、风机ⅱ12和风阀ⅱ14，待箱内降到合适温度时，关闭风阀ⅰ13、风机ⅱ12和风阀ⅱ14完成温控。

本实施例的工作原理如下：

热泵系统：经热泵压缩机压缩后的高温高压制冷剂，经过风冷冷凝器冷凝放热后，进入膨胀阀节流形成温度相对较低的低压制冷剂，进入风冷蒸发器吸热，最后进入热泵压缩机入口完成整个循环。

静电发生系统：多孔性物料的含水结构包括以下几种类型：充满在物料中的狭窄而微细的孔隙的毛细管水(亦称游离水)、被胶体粒子所吸收而渗透入内的膨胀水、被分子力场束缚在胶体表面上的吸附水、作为分子组成成分而与物料相结合的化学结合水；其中，毛细管水是最易排出的，其次是膨胀水和吸附水，化学结合水则必需用高温排除，而静电干燥其主要是水分子在电场的作用下从内部向表面转移，由于热泵干燥对内部水分干燥效果较差，所以静电板可以加快热泵干燥，而且食品表面的水分在静电的作用下加速蒸发。

循环风系统：刚开启升温阶段，由于热泵系统加热箱内部升温较慢，开启电加热器和热泵系统，空气在干燥箱内循环实现快速升温；除湿阶段，空气经过驱动风机，风冷冷凝器加热，进入干燥箱对物料进行烘干，然后进行风冷蒸发器进行降温除湿，最后再次送入风冷冷凝器完成循环；温控保护阶段，循环开启时间较长，烘干箱内温度较高时，再除湿阶段的基础上，开启风阀ⅰ和风机ⅱ排出高温空气，同时开启风阀ⅱ引入新空气，箱内降到合适温度时，关闭风阀ⅰ，风机ⅱ和风阀ⅱ。

实施例2

如图2所示，本发明提供了一种热泵静电复合烘干系统，所述干燥箱8内设有上下风口，分别为风口ⅰ11和风口ⅱ10，装备箱设置有风阀ⅰ13和风阀ⅱ14，风机ⅱ12与风口ⅱ10相对设置，风机ⅰ9与风口ⅰ11相对设置。所述风阀ⅰ13、风冷蒸发器4、风机ⅰ9和风口ⅰ11设于同一水平面；风阀ⅱ14、风冷冷凝器2、电加热器5、风机ⅱ12和风口ⅱ10设于同一水平面。其它结构与实施例1相同，效果图见图4。

本实施例中所述的送风系统工作原理如下：循环风系统中，新风经过风阀ⅱ14后再由风冷冷凝器2加热升温，进入干燥箱8，在干燥箱8中对物料干燥后，通过蒸发器4进行余热回收，完成循环；当环境温度很低时，热泵加热不到干燥温度时，开启电加热器5进行辅助加热。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。