專利名稱：一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及現(xiàn)代熱泵干燥技術(shù)及自動控制領(lǐng)域，特別涉及一種多級順流緩蘇熱泵 干燥設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代干燥技術(shù)屬于是典型的多學科交叉技術(shù)領(lǐng)域，糧食及食品干燥需要解決的問 題歸納起來是三個提高，三個降低的問題，即提高干燥品質(zhì)、提高生產(chǎn)率、提高智能化程度； 降低生產(chǎn)成本、降低能耗、降低污染物排放。資料表明農(nóng)產(chǎn)品干燥的能耗占農(nóng)業(yè)總能耗的 10 15 %，能耗是評價干燥是否先進的關(guān)鍵性指標，燃煤熱源干燥機的能耗一般在6270 8360KJ/kg ·Η20，燃油熱源干燥機的能耗為3350 5850KJ/kg · H2O美國布朗特谷物順流干 燥機能耗為3480KJ/kg · H2O,而熱泵能耗為四30 4180KJ/kg · H2O,采用回熱器的熱泵能 耗比普通熱泵節(jié)約20-30%。糧食干燥熱源多以燃油、煤、農(nóng)作物中的稻殼等作為燃料，以 不可再生能源燃油和煤作為干燥熱源，會加劇能源短缺的進程，而且燃料會產(chǎn)生溫室氣體 CO2,污染物S02、NOx和灰塵等。傳統(tǒng)干燥的廢氣直接排放，顯熱和潛熱沒有回收利用，能量利率低，只有35%左 右。將回熱循環(huán)熱泵除濕干燥與順流緩蘇干燥工藝相結(jié)合能夠充分發(fā)揮回熱循環(huán)熱泵和順 流干燥機的技術(shù)優(yōu)勢，干燥過程能實現(xiàn)干燥過程低品位的能量回收，減少無消耗冷過程，有 顯著的節(jié)能效果?？梢越鉀Q干燥作業(yè)中余熱回收率低的共性問題；利用熱泵實現(xiàn)中低溫干 燥，并通過順流緩蘇干燥工藝能有效避免熱敏性物料的熱損傷，充分提高干燥品質(zhì)。熱泵干 燥除具有效回收濕空氣中的熱量外，機組不產(chǎn)生co2，SO2、NOx等污染物具有節(jié)能和減排的雙 重效益，為實現(xiàn)國家節(jié)能減排的約束性目標具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提出一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，它是一種順流緩蘇干燥工藝和熱泵 干燥相結(jié)合的順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，智能化程度高，干燥品質(zhì)高、生產(chǎn)率高、；生產(chǎn)成本 低、能耗低、無污染物排放。本發(fā)明具體內(nèi)容一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，其特征在于它是順流緩蘇干燥工藝和熱泵除 濕干燥相結(jié)合的順流緩蘇熱泵除濕干燥設(shè)備，它包含熱泵系統(tǒng)、順流緩蘇系統(tǒng)；其所述的順 流緩蘇系統(tǒng)有一個豎直的干燥塔，干燥塔從上至下依次是儲糧段(1)、一級進氣段( 、一級排氣段C3)、二級進氣段(4)、二級排氣段(5)、三 級進氣段(6)、雙排氣段(7)、冷卻段(8)、排糧段(9)；在豎直的干燥塔的頂部糧食進口與裝 在側(cè)面的提升機(11)聯(lián)通，在豎直的干燥塔的底部出口裝有排糧絞龍(10)；在干燥塔的一 級進氣段、二級進氣段、三級進氣段部位的側(cè)面分別裝有熱風管道(14)，熱風管道(14)的 外端連接熱泵系統(tǒng)(1 ；在干燥塔的一級排氣段、二級排氣段、雙排氣段部位的側(cè)面分別 裝有循環(huán)空氣管道(1 ；在干燥塔的冷卻段(8)的側(cè)面裝有冷空氣管道(1 ；冷空氣管道(15)外端連接熱泵系統(tǒng)(13)。其所述的熱泵系統(tǒng)是由壓縮機，主冷凝器，蒸發(fā)器，回熱器，輔助冷凝器，變頻風 機，電子膨脹閥，四通換向閥，儲液罐組成，熱風的出口在主冷凝器之后，與熱風管道(14) 的進口相連接；循環(huán)空氣經(jīng)蒸發(fā)器除濕后的空氣出口在蒸發(fā)器之后，與主冷凝器和冷空氣 管道(1 的連接。主冷凝器、蒸發(fā)器、輔助冷凝器和回熱器設(shè)在熱泵系統(tǒng)(1 內(nèi)。本多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，包含熱泵系統(tǒng)、順流緩蘇系統(tǒng)。通過熱泵系統(tǒng)的蒸 發(fā)器內(nèi)的工質(zhì)吸收環(huán)境空氣的熱量，通過壓縮機送至主冷凝器，干燥介質(zhì)空氣與主冷凝器 進行熱交換后，空氣升溫變成高溫低濕具有很強載濕能力的干燥空氣，經(jīng)熱風管道進入順 流緩蘇系統(tǒng)的進氣段與糧食進行熱交換，糧食內(nèi)的水分被空氣帶走，經(jīng)排氣段送至循環(huán)空 氣管道重新進入熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器被吸熱除濕，空氣完成一個循環(huán)；主冷凝器內(nèi)的工質(zhì)通 過電子膨脹閥節(jié)流后變成低溫低壓的狀態(tài)，進入蒸發(fā)器；當空氣溫度超過設(shè)定溫度時，通過 換向閥工質(zhì)將多余的熱量帶入輔助冷凝器，經(jīng)風機散到環(huán)境中，當空氣溫度低于設(shè)定值時， 工質(zhì)通過換向閥重新回到主冷凝器，由于在主冷凝器和蒸發(fā)器之間有回熱器，有效減少熱 泵系統(tǒng)除濕過程的無效耗冷過程，有效降低了干燥過程的單位熱耗，經(jīng)過多個循環(huán)后，糧食 水分接近要求水分時，從蒸發(fā)器出來的一部分空氣進入冷卻段，對糧食進行冷卻，糧食被干 燥至要求水分，順流緩蘇系統(tǒng)的排糧段將糧食排除機外，否則經(jīng)提升機提升進行循環(huán)干燥， 糧食在自上而下的運動過程中，在經(jīng)過多個進氣段和排氣段之間時既不被加熱也不被冷 卻，完成多級順流緩蘇干燥工藝。一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備工作原理，通過熱泵系統(tǒng)產(chǎn)生的熱空氣進入順流 緩蘇干燥系統(tǒng)，經(jīng)多級干燥段、排氣段和冷卻段完成干燥介質(zhì)與糧食的熱交換，糧食達到要 求水分經(jīng)排糧段將糧食排除機外，否則通過提升機經(jīng)過多次循環(huán)后達到要求水分，干燥后 的廢氣經(jīng)蒸發(fā)器吸收熱量后達到露點溫度以下而被除濕。本發(fā)明的特點和優(yōu)點本多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備的熱泵系統(tǒng)采用回熱器有效減少了無效耗冷過程， 提高了除濕性能；多級順流緩蘇系統(tǒng)燥均勻、一次降水幅度大、能耗低、烘后糧食品質(zhì)好等 優(yōu)點。本設(shè)備具備除濕、變溫、變風速和干燥速率可調(diào)等功能，采用觸摸屏控制系統(tǒng)，干燥 溫度、風速易于控制，適用于各種糧食和顆粒狀物料的干燥對于不同干燥工藝的要求，可實 現(xiàn)程序化干燥。本多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備是采用一種順流緩蘇干燥工藝和熱泵干燥相結(jié)合 的順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，該設(shè)備可以提高糧食干燥品質(zhì)、提高生產(chǎn)率、本設(shè)備智能化程度 高；采用本設(shè)備可降低生產(chǎn)成本、降低能耗、無污染物排放。

圖1是多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備圖1儲糧段、2 —級進氣段、3 —級排氣段、4 二級進氣段、5 二級排氣段、6三級進氣 段、7雙排氣段、8冷卻段、9排糧段、10排糧絞龍、11提升機、12循環(huán)空氣管道、13熱泵系統(tǒng)、 14熱風管道、15冷空氣管道具體實施方式
如圖所示的一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，它是順流緩蘇干燥工藝和熱泵相結(jié) 合的順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，它包含熱泵系統(tǒng)、順流緩蘇系統(tǒng)；其順流緩蘇系統(tǒng)有一個豎直的干燥塔，干燥塔從上至下依次是儲糧段(1)、一級進氣段( 、一級排氣段C3)、二級進氣段(4)、二級排氣段(5)、三 級進氣段(6)、雙排氣段(7)、冷卻段(8)、排糧段(9)；在豎直的干燥塔的頂部糧食進口與裝 在側(cè)面的提升機(11)聯(lián)通，在豎直的干燥塔的底部出口裝有排糧絞龍(10)；在干燥塔的一 級進氣段、二級進氣段、三級進氣段部位的側(cè)面分別裝有熱風管道(14)，熱風管道(14)的 外端連接熱泵系統(tǒng)(1 ；在干燥塔的一級排氣段、二級排氣段、雙排氣段部位的側(cè)面分別 裝有循環(huán)空氣管道(1 ；在干燥塔的冷卻段(8)的側(cè)面裝有冷空氣管道(1 ；冷空氣管道 (15)外端連接熱泵系統(tǒng)(13)。其熱泵系統(tǒng)是由壓縮機，主冷凝器，蒸發(fā)器，回熱器，輔助冷凝器，變頻風機，電子 膨脹閥，四通換向閥，儲液罐組成的，熱風的出口在主冷凝器之后，與熱風管道(14)的進 口相聯(lián)接；循環(huán)空氣經(jīng)蒸發(fā)器除濕后的空氣出口在蒸發(fā)器之后，與主冷凝器和冷空氣管道 (15)的聯(lián)接。主冷凝器、蒸發(fā)器、輔助冷凝器和回熱器設(shè)在熱泵系統(tǒng)(1 內(nèi)。多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備工作過程糧食經(jīng)提升機送入干燥機主體內(nèi)，在第一 個循環(huán)干燥過程中，糧食被排糧機構(gòu)送至提升機，糧食在重力的作用下自上而下運動；經(jīng)熱 泵產(chǎn)生的熱空氣經(jīng)熱風管道進入干燥機的進氣段，在內(nèi)部角狀盒的作用下，熱風自上而下 運動，熱風與糧食接觸把熱量傳遞給糧食，水分被帶走，在干燥段和排氣段之間糧食既不被 加熱也不被冷卻，完成緩蘇工藝，經(jīng)過多級順流緩蘇干燥后糧食水分不斷降低，達到要求水 分時經(jīng)過冷卻段后在排糧段的排糧裝置的作用下排除機外，干燥廢氣經(jīng)循環(huán)空氣管道進入 蒸發(fā)器降溫除濕。如果水分沒有達到要求水分，經(jīng)提升機重新進入干燥機內(nèi)經(jīng)過多次循環(huán) 后，糧食達到要求水分完成干燥過程。工作原理啟動觸摸屏控制系統(tǒng)，設(shè)定好相關(guān)參數(shù)，熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器內(nèi)的低溫低 壓工質(zhì)吸收循環(huán)空氣的熱量并氣化，循環(huán)空氣的溫度降低到露點溫度以下時，空氣中的水 蒸氣凝結(jié)析出并被排出機外；吸收的熱量隨工質(zhì)被壓縮機送至主冷凝器與除濕后的循環(huán)空 氣進行熱交換，空氣升溫變成高溫低濕具有很強載濕能力的干燥空氣，經(jīng)熱風管道進入順 流緩蘇系統(tǒng)的進氣段與糧食進行熱交換，糧食內(nèi)的水分被空氣帶走，經(jīng)排氣段送至循環(huán)空 氣管道重新進入熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器被吸熱除濕，空氣完成一個循環(huán)；主冷凝器內(nèi)的工質(zhì)通 過電子膨脹閥節(jié)流后變成低溫低壓的狀態(tài)，進入蒸發(fā)器；當空氣溫度超過設(shè)定溫度時，通 過換向閥工質(zhì)將多余的熱量帶入輔助冷凝器，經(jīng)風機散到環(huán)境中，當空氣溫度低于設(shè)定值 時，工質(zhì)通過換向閥重新回到主冷凝器，由于在主冷凝器和蒸發(fā)器之間有回熱器，有效減少 熱泵系統(tǒng)除濕過程的無效耗冷過程，有效降低了干燥過程的單位熱耗，經(jīng)過多個循環(huán)后，糧 食水分接近要求水分時，從蒸發(fā)器出來的一部分空氣進入冷卻段，對糧食進行冷卻，糧食被 干燥至要求水分，順流緩蘇系統(tǒng)的排糧段將糧食排除機外，否則經(jīng)提升機提升進行循環(huán)干 燥，糧食在自上而下的運動過程中，在經(jīng)過多個進氣段和排氣段之間時既不被加熱也不被 冷卻，完成多級順流緩蘇干燥工藝。
權(quán)利要求1.一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，其特征在于它是順流緩蘇干燥工藝和熱泵除濕 干燥相結(jié)合的順流緩蘇熱泵除濕干燥設(shè)備，它包含熱泵系統(tǒng)、順流緩蘇系統(tǒng)；其所述的順流 緩蘇系統(tǒng)有一個豎直的干燥塔，干燥塔從上至下依次是儲糧段(1)、一級進氣段( 、一級排氣段C3)、二級進氣段(4)、二級排氣段( 、三級進 氣段(6)、雙排氣段(7)、冷卻段(8)、排糧段(9)；在豎直的干燥塔的頂部糧食進口與裝在側(cè) 面的提升機(11)聯(lián)通，在豎直的干燥塔的底部出口裝有排糧絞龍(10)；在干燥塔的一級進 氣段、二級進氣段、三級進氣段部位的側(cè)面分別裝有熱風管道(14)，熱風管道(14)的外端 連接熱泵系統(tǒng)(1 ；在干燥塔的一級排氣段、二級排氣段、雙排氣段部位的側(cè)面分別裝有 循環(huán)空氣管道(12)；在干燥塔的冷卻段(8)的側(cè)面裝有冷空氣管道(15)；冷空氣管道(15) 外端連接熱泵系統(tǒng)(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級順流緩蘇熱泵干燥設(shè)備，其特征在于其所述的熱泵系統(tǒng)是由壓縮機，主冷凝器，蒸發(fā)器，回熱器，輔助冷凝器，變頻風機，電 子膨脹閥，四通換向閥，儲液罐組成，熱風的出口在主冷凝器之后，與熱風管道(14)的進 口相連接；循環(huán)空氣經(jīng)蒸發(fā)器除濕后的空氣出口在蒸發(fā)器之后，與主冷凝器和冷空氣管道 (15)的連接，主冷凝器、蒸發(fā)器、輔助冷凝器和回熱器設(shè)在熱泵系統(tǒng)(1 內(nèi)。
專利摘要多級順流緩蘇熱泵干燥除濕設(shè)備，包括熱泵系統(tǒng)和多級順流緩蘇干燥系統(tǒng)。熱泵系統(tǒng)與多級順流緩蘇系統(tǒng)通過熱風管道、循環(huán)空氣管道及冷空氣管道連接。熱泵系統(tǒng)主要包括壓縮機、冷凝器、儲液器、電子膨脹閥、蒸發(fā)器、回熱器、換向閥、氣液分離器、變頻風機；多級順流緩蘇系統(tǒng)包括儲糧段、多級進氣段、多級排氣段、冷卻段、排糧段和提升機。熱泵系統(tǒng)采用回熱器有效減少無效耗冷過程，提高除濕性能；多級順流緩蘇系統(tǒng)具有干燥均勻、一次降水幅度大、能耗低、烘后糧食品質(zhì)好。本設(shè)備具備除濕、變溫、變風速和干燥速率可調(diào)等功能，采用觸摸屏控制系統(tǒng)，干燥溫度、風速易于控制，適用于糧食和顆粒物料的干燥，滿足不同干燥工藝的要求，實現(xiàn)程序化干燥。
文檔編號A23B9/08GK201919594SQ2011200107
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者朱恩龍 申請人:天津科技大學