中高溫熱泵變溫干燥裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種熱敏性農產品中高溫熱泵干燥裝置，尤其涉及高附加值農產品物料的中高溫熱泵干燥機。
【背景技術】
[0002]農產品具有熱敏性，其干燥一直是加工難題。傳統熱風干燥由于干燥溫度高，易引起生物、物理化學變化，致使物料表面板結、有效成分破壞，產品品質下降。冷凍干燥、真空干燥由于投資費用、操作費用高，并沒有廣泛應用于農產品干燥過程中。低溫熱泵干燥(0°c-45°C)是一種能效顯著而又切實可行的干燥方法，其干燥產品質量高、品質好，但其缺點是干燥時間太長，低溫干燥容易引起生物污染。
[0003]近幾年隨著中高溫熱泵技術的發展，中高溫熱泵作為溫度高于55°C的熱源主要應用于供暖和提供生活熱水。市場上，相關干燥設備主要是中高溫熱泵烘房和封閉式烘箱。烘房主要是利用中高溫熱泵直接或間接加熱空氣干燥物料，間歇向環境排濕空氣達到干燥物料的目的。這類烘房干燥溫度、濕度不易控制，產品質量不穩定。封閉式烘箱主要是利用熱泵裝置將干燥器排出的低溫、高濕空氣經除濕、升溫后，成為高溫、低濕的空氣作為干燥介質再進入干燥器，如此往復使物料得到干燥。這類烘廂存在著干燥后期熱效率下降問題。
[0004]研宄發現，在農產品干燥初期采用低溫干燥，可以避免高水分環境下高溫對營養成分的熱破壞；隨著物料水分的降低，有效成分對溫度不敏感，采用高溫終止干燥可以防止微生物污染，縮短干燥時間。這種分段式變溫干燥更適合熱敏感性農產品的脫水過程。中高溫熱泵由于干燥溫度區間寬(0°C — 80°C)，更容易實現農產品變溫、變濕度干燥。變溫干燥可避免物料在高含水環境中熱破壞，變濕干燥可避免物料表面結殼、硬化，有利于內部水分向表面迀移。
[0005]熱泵干燥的原理是利用熱泵裝置將干燥器排出的低溫、高濕空氣經除濕、升溫后，成為高溫、低濕的空氣作為干燥介質再進入干燥器，如此往復使物料得到干燥。熱泵干燥作為一種能效顯著的干燥方式正逐漸被應用到多種干燥領域，特別是食品和木材等固體干燥領域。本實用新型主要是利用中高溫熱泵干燥溫度范圍寬、干燥介質(空氣)濕度可控的技術優勢，通過調節電動濕溫度控制風閥，獲得封閉、半開以及全開式系統，實現設備的變溫、變濕干燥，達到干燥過程低能耗、干燥產品質量高的目的。
【發明內容】
[0006]本實用新型的主要目的就是利用中高溫熱泵干燥溫度范圍寬(0°C — 80°C)、干燥介質(空氣)濕度可控的技術優勢，通過調節電動溫濕度控制風閥，獲得封閉、半開以及全開式系統，實現設備的變溫、變濕干燥，解決低溫熱泵干燥時間長，易引起生物污染以及封閉式熱泵干燥系統干燥后期熱效率下降問題。
[0007]本實用新型利用輔助冷凝器實現封閉式干燥系統的恒溫控制，滿足農產品不同干燥工藝的要求。干燥初期，物料含有大量水分，高溫干燥易引起物料有效成分的熱破壞。因此，干燥初期高含水農產品易采用低溫熱泵干燥。干燥過程中，干燥介質的溫度因熱泵作用不斷升高，當溫度達到設定干燥溫度時，輔助風機、輔助冷凝器工作，并將多余的熱量排至環境中。此時，熱泵的除濕作用依然進行，干燥介質的相對濕度保持在低值，可實現對物料的恒溫、低濕持續干燥。
[0008]本實用新型利用電動溫濕度控制風閥實現干燥系統的半開、全開方式，解決熱泵干燥后期熱效率下降問題。隨著干燥的進行，物料含水量降低，封閉式熱泵干燥系統內干燥介質的絕對濕度下降，熱泵從干燥介質中可回收的熱量減少，熱泵系統熱效率下降，節能效果不明顯。此時，采用半開或全開式干燥系統，可以將環境空氣中的熱量進行回收、利用，提高熱泵系統的熱效率。另外，調節溫濕度控制風閥開啟程度可以實現系統變濕度干燥，滿足不同農產品干燥工藝的需求。
[0009]本實用新型干燥箱體采用導風板和均風板組合設計，克服了干燥裝置干燥效率低以及因質、熱傳遞不均引起的“干燥死角”問題。
[0010]本實用新型是這樣實現的，一種中高溫熱泵變溫干燥裝置，由中高溫熱泵裝置、干燥箱體、導風板、多孔均風板、電動溫濕度控制風閥、三通風管構成，干燥箱體內設物料架、導風板、溫濕度傳感器并設有進料門；其特征在于，干燥箱體內設有多孔均風板，形成干燥倉和風道兩個獨立的倉體；干燥箱體上端連進風管，并通過帶電動溫濕度控制風閥I的三通風管I與中高溫熱泵裝置相通，干燥箱體下端連接出風管并通過帶電動溫濕度控制風閥II的三通風管II與中高溫熱泵裝置相通，并構成回路。干燥箱體經三通風管與中高溫熱泵裝置相連；三通風管與外界環境的斷通由電動溫濕度控制風閥控制，可實現系統封閉干燥，亦可與外部環境相通后實現系統開放式干燥。
[0011]冷凝器、輔助冷凝器、節流閥、蒸發器、儲液罐、壓縮機、雙向閥由銅管依次連接，它們與主風機、輔助風機、集水盤一起安裝于熱泵箱體中構成中高溫熱泵裝置。制冷劑采用以R134a為主的復合工質。其中，壓縮機、輔助風機和輔助冷凝器暴露于環境中；壓縮機的進口經儲液罐后與蒸發器相通，其出口經雙向閥后分別與冷凝器、輔助冷凝器相通；冷凝器、輔助冷凝器的另一端經節流閥與蒸發器相通，冷凝器配置了主風機，輔助冷凝器配置了輔助風機。
[0012]進風管通過帶電動溫濕度控制風閥I的三通風管I與中高溫熱泵裝置的冷凝器相通，出風管通過帶電動溫濕度控制風閥II的三通風管II與中高溫熱泵裝置的蒸發器相通。
[0013]干燥箱體內設有導風板和均風板；
[0014]封閉式中高溫熱泵干燥是這樣實現的，與外界相通的三通風管關閉，在干燥箱體與中高溫熱泵裝置間形成封閉回路。
[0015]半開、全開式中高溫熱泵干燥系統是這樣實現的，與外界相通的三通風管呈半開或全開狀態，外界空氣在主風機的作用下可部分或全部進入中高溫熱泵裝置和干燥箱體。
[0016]本實用新型與其它干燥設備相比較，具有以下優點:
[0017](I)較熱風干燥設備，采用了能效顯著的熱泵干燥技術。相比以電為能源的加熱方式，更節約能耗。
[0018](2)中高溫熱泵干燥溫度范圍寬，根據工藝需要，農產品可以實現變溫干燥，生產出尚品質廣品。
[0019]( 3 )通過調節濕溫度控制風閥，實現半開以及全開式干燥系統，可避免封閉式干燥系統干燥后期熱效率下降問題。
[0020](4)干燥箱體內設導風板、均風板。干燥箱體內氣體流速和溫度場分布均勻，傳熱、傳質效率高，避