CN204854071U

CN204854071U - 一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组

Info

Publication number: CN204854071U
Application number: CN201520592315.XU
Authority: CN
Inventors: 丁德华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2015-08-10
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2025-08-10

Abstract

本专利涉及食品干燥节能组合设备，具体为一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，适用于细条类食品干燥或其他产品干燥。压缩制热除湿模块内的制冷剂出口连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块入口，蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块的制冷剂出口通过四通阀连接压缩制热除湿模块的压缩机。本专利的优势体现在：节能、无任何废气、废渣等有害物排放、使用寿命长、一机多用、冷热联供。

Description

一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组

技术领域

本专利涉及食品干燥节能组合设备，具体为一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，适用于细条类食品干燥或其他产品干燥。

背景技术

中国是挂面技术的发源地，有着2000多年的历史，历史上挂面多用手工生产，日光晾晒，产量低，质量差。直到20世纪20年代开始才采用机械化生产。挂面是由小麦粉添加盐、碱、水制成的面条，经悬挂干燥后切制成一定长度的干面条。挂面烘干是挂面生产中最重要的一环，烘干房如控制不好易产生挂面酥条或发酸，造成挂面不合格品。因而选用合理的挂面烘干工艺及热源控制方式非常重要。目前的挂面烘房按烘干温度可分为低温烘房、中温烘房、高温烘房，高温烘房因难易控制，因而目前最常见为低温烘房和中温烘房。按烘房结构又可分为索道式烘房及隧道式烘房。目前挂面烘干的热源方式主要来自如下几种：天然气锅炉，燃煤锅炉，柴锅炉，燃油锅炉，电锅炉。烘房内的传热方式有热风管散热、导热油管散热、热水管散热。电锅炉的热源方式能耗费用最高，运行费用一般是其它热源方式的2-4倍，一般很少采用。燃油锅炉及柴锅炉又分别因燃油费用太高和木柴的原料问题，采用也相对较少。由于煤的单价相对较低，目前挂面烘干90%以上的热源方式都采用燃煤锅炉，也有少部分采用天然气锅炉。如何挂面在烘干过程在提高产品质量同时节约能源费用，一直是挂面行业的难题。采用传统的燃气、燃煤等燃烧型的热源方式已经逐渐暴露出种种不足：1、通过烧煤、燃气、烧柴等获取热源的方式，消耗了大量的一次能源，能源的有效利用低，很大一部分热能被浪费，同时产生CO2等温室气体，是温室效应的罪魁祸首，产生氮化物和硫化物造成雾霾、酸雨等灾害。2、传统的燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉等加热设备，都有严格的使用要求，锅炉设备每年都需要年检。另外设备的使用寿命相对较短，一般使用年限3-6年更换一次，造成设备重复投资。3、通过燃煤、燃气、烧材等方式产生的热源通过导热油或循环水进行二次换热后输入烘房使用，烘房温度的稳定性来源于热源的稳定性。燃煤及烧材的热源方式受燃料燃烧的速度影响很大，热源的温度波动直接造成烘房温湿控制难度加大，在烘干过程中温度差异较大，挂面烘干品质稳定性差。面条烘干易产生的酥条及发酸等不合格品。同时操作人员的劳动强度相当大。4、挂面烘干过程中都需要排湿，传统的排湿方式是将烘房内的湿热空气通过排湿风机直接排出室外，造成大量的热损失，增加了挂面烘干所需的能耗。5、烘干过程中，无截止的消耗一次能源，造成资源过渡开采，有些地方在煤炭资源紧张的情况下，砍伐山林造成山体滑坡，对人们的生产生活造成重大影响。传统的燃煤、烧材等烘干设备在烘干过程中以不适应国家可持续发展的政策，需要可靠的节能产品替代。

发明内容

本专利针对以上技术问题，提供一种一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组。目的在于实现节能、自动控制、无需人工操作，废气、废渣零排放，使用寿命长，一机多用、冷热联供。

本专利的具体技术方案如下：

一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，包括压缩制热除湿模块、蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块组成，压缩制热除湿模块内的制冷剂出口连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块入口，蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块的制冷剂出口通过四通阀连接压缩制热除湿模块的压缩机。

所述的蒸发热交换模块的蒸发器上设置热交换器，热交换器上分别设置新风进口管道、热风排湿出口管道、环境空气入口管道。

所述的地埋管水蒸发模块由板换蒸发器的一侧设置制冷剂进口、出口，板换蒸发器的另一侧通过循环水泵连接地埋管换热器。

所述的压缩制热除湿模块内，压缩机的制冷剂出口连接四通阀，四通阀的制冷剂回流口通过分离器连接压缩机，四通阀的制冷剂出口连接冷凝器的入口，冷凝器的制冷剂出口通过储液罐连接过滤器、热力膨胀阀，热力膨胀阀的出口分别连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块、除湿蒸发器入口，压缩制热除湿模块的冷凝器工作气体进入一侧设置除湿蒸发器。

压缩制热除湿模块的冷凝器工作气体进入一侧设置除湿蒸发器，其效果在于使用烘干工作空气在被加热前通过除湿蒸发器实现工作空气的湿度降低，然后再被压缩高温制冷剂加热进行烘干工作，进而提高设备干燥效果。

压缩制热除湿模块内的制冷剂出口连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块入口，蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块的制冷剂出口通过四通阀连接压缩制热除湿模块的压缩机。设备的这一特征在于，当室外空气温度足够高的时候，蒸发热交换模块工作，利用空气的热量加热气化的制冷剂或制冷员工室内循环空气达到空调的效果。而当冬季来临，室外空气已经很低，室外空气无法提供制冷剂的气化热能，这个时候使用地埋管水蒸发模块提供热能，一般情况下，地下水温度维持在16摄氏度左右，地下循环水提供热能实现制冷剂气化循环工作。

蒸发热交换模块的另一特征在于，当需要对烘干空气进行更新时，被换出的湿度空气将进行两次热能交换，一是对蒸发热交换模块内需要气化的制冷剂提供热能，二是对新进入空气加热提高热量使用效率。

本专利有如下优点：

1、）节能：双源热泵挂面烘干除湿热回收机组在设计时便充分考虑到不同地区的环境差异使用特点，将空气源热泵技术、地源热泵技术及热回收技术进行完美的结合。通过一次换热的方式直接精确控制烘房内的温湿度，例如：当环境温度高于16度时，采用空气源模式运行，通过室外空气进行换热。当环境温度低于16度时，双源热泵挂面烘干除湿热回收机组采用地源模式运行，通过地下水或地壤进行换热。同时双源热泵挂面烘干除湿热回收机组运行时，还可以通过主机上的蒸发器，吸收烘房在排湿时排出的湿热空气中大量潜热和显热。因而双源热泵挂面烘干除湿热回收机组运行的能效比可以始终保持在350%以上。达到最节能的目的，比燃煤还节省30%以上能源费用。

2）、无任何废气、废渣等有害物排放，是国家提倡的节能环保产品。

3）、双源热泵挂面烘干除湿热回收机组的使用寿命可达到15年以上，避免了设备在短期的重复投资。

4）、一机多用：双源热泵挂面烘干除湿热回收机组不仅可以用于挂面烘干，亦可用于米粉、米线、粉丝等食品类、药品类的烘干。

5）、冷热联供：双源热泵挂面烘干除湿热回收机组在烘房供热的同时，可以在夏季免费提供冷气，可有于车间、办公楼、宿舍等地方的供冷。综合能效比高达700%以上。

附图说明

图1为专利的结构示意图。

其中，1——压缩机、2——四通阀、3——冷凝器、4——冷凝器风扇、5——储液罐、6——过滤器、7——热力膨胀阀、8——电磁阀、9——电磁阀、10——板换蒸发器、11——循环水泵、12——闸阀、13——闸阀、14——闸阀、15——闸阀、16——地埋管换热器、17——水管、18——盘管、19——电磁阀、20——电磁阀、21——电磁阀、22——蒸发器、23——蒸发器风扇、24——分离器、25——铜管、26——新风风机、27——排湿风机、28——热交换器、29——热风排湿口、30——新风进口、31——主机控制器、32——除湿蒸发器、33——电磁阀、34——电磁阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利作进一步说明。

设备在运行过程中依据使用需求，可实现3种不同的运行方式，分别为：空气源运行模式、地源运行模式、除湿运行模式。其运行的流程分别解说如下：

空气源运行模式：在需要烘干时，当室外环境温度较高时，电磁阀20、电磁阀21同步通电打开，又过10秒钟后蒸发器风机23启动运行，又过10秒钟后，冷凝器风扇4打开，又过60秒钟后压缩机1开始运行，压缩机1将铜管25连接的闭式制冷济压缩成高温高压的气态，其制冷济温度最高可达到125度，高温高压的气态制冷济通过四通阀2后流经冷凝器3时开始释放热量，冷凝器风扇4在运行的过程中不断带动烘房内的空气经过冷凝器3，由于烘房内的空气在常温状态。烘房内的空气与冷凝器3内的125度高温高压气态制冷济在温差的作用实行热交热，烘房内的空气温度升高，高温高压的制冷济在冷凝器3中放热形成气液混合状态，从冷凝器3中流出的制冷济回到储液罐5，储液罐对小部分液态制冷器进行储存，大部分气态制冷济在流经过滤器6时，制冷济中的杂质进一步清洁掉，增强***的稳定性。制冷济在热力膨胀阀7的作用下进行截流，高温高压的制冷济在截流的作用下变成低温低压的液态，液态制冷济最低温度可达到-25度，低温制冷济通过电磁阀20流到蒸发器22中，蒸发器风扇23在运行的过程中不断带动室外空气经过蒸发器22中，室外空气为常温状态，室外空气与蒸发器22中的-25度低温制冷济在温差的作用下进行交换，室外空气降温后经蒸发器风扇23排走。蒸发器22中的制冷济吸收室外空气中的热量又重新变成低温低压的气液态。气液态的制冷济经过四通阀2回到分离器24，小部分液态制冷济储存于分离器24中，大部分低温低压气态制冷济回到压缩机1重新压缩成高温高压的气态，如此往复循环达到烘干房设定的温度后停止加热。依次停止顺序为：压缩机1停止10秒后，蒸发器风机23停止运行，30秒后可选保持运行或停止冷凝器风扇4，如选保持运行冷凝器风扇4，将不会停机。60秒后关闭电磁阀20及电磁阀21。重复以上步聚即可空气源运行模式。

地源运行模式（不回收冷气）：在需要烘干时，当室外环境温度较低时，打开闸阀12、闸阀13，主机控制器31通电后，即为主机接通电源。5秒钟后电磁阀9、电磁阀19同步通电打开，又过10秒钟后循环水泵11启动运行，又过60秒钟后，冷凝器风扇4打开，又过60秒钟后压缩机1开始运行，压缩机1将铜管25连接的闭式制冷济压缩成高温高压的气态，其制冷济温度最高可达到125度，高温高压的气态制冷济通过四通阀2后流经冷凝器3时开始释放热量，冷凝器风扇4在运行的过程中不断带动烘房内的空气经过冷凝器3，由于烘房内的空气在常温状态。烘房内的空气与冷凝器3内的125度高温高压气态制冷济在温差的作用实行热交热，烘房内的空气温度升高，高温高压的制冷济在冷凝器3中放热形成气液混合状态，从冷凝器3中流出的制冷济回到储液罐5，储液罐对小部分液态制冷器进行储存，大部分气态制冷济在流经过滤器6时，制冷济中的杂质进一步清洁掉，增强***的稳定性。制冷济在热力膨胀阀7的作用下进行截流，高温高压的制冷济在截流的作用下变成低温低压的液态，液态制冷济最低温度可达到-25度，低温制冷济通过电磁阀9流经到板换蒸发器10中，循环水泵11在运行的过程中不断带动地埋管换热器16中的循环水从地下抽出经过板换蒸发器10中，地埋管换热器16中的水温与地下水温度相同为16度，地埋管换热器16度的循环水与板换蒸发器10中的-25度低温制冷济在温差的作用下进行交换，地埋管换热器16中的循环水降温后经循环水泵11又送回地下部分的地埋管换热器16中。这时地埋管换热器16中的循环水低于地下水的温度，因而在温差的作用下，地埋管换热器中的循环水吸收地下水的温度后又通过循环水泵11送到板换蒸发器10中与-25度的低温制冷济进行交换。如此往复循环。板换蒸发器10中的制冷济吸收地埋管换热器16中循环水的热量又重新变成低温低压的气液态。气液态的制冷济经过电磁阀19到四通阀2回到分离器24，小部分液态制冷济储存于分离器24中，大部分低温低压气态制冷济回到压缩机1重新压缩成高温高压的气态，如此往复循环达到烘干房设定的温度后停止加热。依次停止顺序为：压缩机1停止10秒后，循环水泵11停止运行，30秒后可选保持运行或停止冷凝器风扇4，如选保持运行冷凝器风扇4，将不会停机。60秒后关闭电磁阀9及电磁阀19。重复以上步聚即可水源运行模式。

地源运行模式（回收冷气）：在需要烘干时，当室外环境温度较高时，打开闸阀14、闸阀15，主机控制器31通电后，即为主机接通电源。5秒钟后电磁阀9、电磁阀19同步通电打开，又过10秒钟后循环水泵11启动运行，又过60秒钟后，冷凝器风扇4打开运行，又过60秒后，室内盘管18打开运行。又过60秒钟后压缩机1开始运行，压缩机1将铜管25连接的闭式制冷济压缩成高温高压的气态，其制冷济温度最高可达到125度，高温高压的气态制冷济通过四通阀2后流经冷凝器3时开始释放热量，冷凝器风扇4在运行的过程中不断带动烘房内的空气经过冷凝器3，由于烘房内的空气在常温状态。烘房内的空气与冷凝器3内的125度高温高压气态制冷济在温差的作用实行热交热，烘房内的空气温度升高，高温高压的制冷济在冷凝器3中放热形成气液混合状态，从冷凝器3中流出的制冷济回到储液罐5，储液罐对小部分液态制冷器进行储存，大部分气态制冷济在流经过滤器6时，制冷济中的杂质进一步清洁掉，增强***的稳定性。制冷济在热力膨胀阀7的作用下进行截流，高温高压的制冷济在截流的作用下变成低温低压的液态，液态制冷济最低温度可达到-25度，低温制冷济通过电磁阀9流经到板换蒸发器10中，循环水泵11在运行的过程中不断带动室内盘管18中的循环水经过板换蒸发器10中，盘管18中的水温与室内温度相同，盘管18中的循环水与板换蒸发器10中的-25度低温制冷济在温差的作用下进行交换，盘管18中的循环水降温后经循环水泵11又送回盘管换18中。这时盘管18中的循环水低于室内空气的温度，此时盘管18中内置的风机在运行状态下，不断将室内空气带动经过盘管中的循环水，在温差的作用下，盘管18中的水温吸收室内空气中的热量后升高，相反室内空气的温度降低了，盘管18中的水又通过循环水泵11送到板换蒸发器10中进行热交换，如此往复循环。室内空气温度被降低，起到了在夏季免费享用空调制冷的效果。板换蒸发器10中的制冷济吸收盘管18中循环水的热量又重新变成低温低压的气液态。气液态的制冷济经过电磁阀19后通过四通阀2回到分离器24，小部分液态制冷济储存于分离器24中，大部分低温低压气态制冷济回到压缩机1重新压缩成高温高压的气态，如此往复循环达到烘干房设定的温度后停止加热。依次停止顺序为：压缩机1停止10秒后，循环水泵11停止运行，30秒后可选保持运行或停止冷凝器风扇4，如选保持运行冷凝器风扇4，将不会停机。60秒后关闭电磁阀9及电磁阀19。风管18可选保持运行或停止。如选保持运行风盘18，将不会停机。重复以上步聚即可水源运行模式（回收制冷）。

除湿运行模式：

当烘房内的湿度大于设定湿度时，电磁阀33、电磁阀34同步通电打开，又过10秒钟后冷凝器风扇4打开，又过60秒钟后压缩机1开始运行，压缩机1将铜管25连接的闭式制冷济压缩成高温高压的气态，其制冷济温度最高可达到125度，高温高压的气态制冷济通过四通阀2后流经冷凝器3时开始释放热量，冷凝器风扇4在运行的过程中不断带动烘房内的空气经过冷凝器3，由于烘房内的空气在常温状态。烘房内的空气与冷凝器3内的125度高温高压气态制冷济在温差的作用实行热交热，烘房内的空气温度升高，高温高压的制冷济在冷凝器3中放热形成气液混合状态，从冷凝器3中流出的制冷济回到储液罐5，储液罐对小部分液态制冷器进行储存，大部分气态制冷济在流经过滤器6时，制冷济中的杂质进一步清洁掉，增强***的稳定性。制冷济在热力膨胀阀7的作用下进行截流，高温高压的制冷济在截流的作用下变成低温低压的液态，液态制冷济最低温度可达到-25度，低温制冷济通过电磁阀33流到除湿蒸发器32中，冷凝器风扇4在运行的过程中不断带动烘房内的空气经过除湿蒸发器32，烘房内的空气刚刚被冷凝器3加热后与除湿蒸发器32中的-25度低温制冷济在温差的作用下进行交换，烘房内的空气降温后出现冷凝出水的现向，烘房内的空气温度及湿度被降低后经冷凝器风扇4排走。除湿蒸发器32中的制冷济吸收烘房内空气中的热量又重新变成低温低压的气液态。气液态的制冷济经过电磁阀34后流到四通阀2回到分离器24，小部分液态制冷济储存于分离器24中，大部分低温低压气态制冷济回到压缩机1重新压缩成高温高压的气态，如此往复循环达到烘干房设定的湿度后停止除湿。依次停止顺序为：压缩机1停止10秒后，冷凝器风机5停止运行，60秒后关闭电磁阀33及电磁阀34。重复以上步聚即可除湿运行模式。

热回收***：热回收***由新风风机26、排湿风机27、热交换器28组成，排湿风机27依次与热交换器28及烘房相连。新风风机26与热交换器28相连。排湿风机27与新风风机26的设计风新相等，其目的是让烘干房内排出的风量与送入烘房的风量相等，达到烘房内风量平衡，温湿度可控。同时排湿风机27与新风风机26为两个相互交差的风道。热回收***是，其运行是依据烘干房的湿度来控制起停。其运行流程如下：当烘房内的空气湿度超过设定值时，新风风机26、排湿风机27同步打开。此时烘房的湿热空气在排湿风机27的带动下经过热交换器28后排出到蒸发器22上，假如此时的湿热空气为40度，与此同步运转的新风风机26将室外空气带动经过热交换器28送到烘干房，假如室外新风在进入热交换器28是0度，当40度湿热空气与0度新风在热交换器28相交时，由于热交换器28的交换效率可以达到50%以上。也就是说当40度湿热空气流出热交换器28时，温度会降到20度，同时0度的新风在流出热交换器28时温度会上升到20度。进风温度得到了提高，因而达到了节能的效果。同时从40度湿热空气流出热交换器28时温度还有20度，比0度的环境温度要高，当20度的湿热空气经过蒸发器22时，提高了蒸发器的换热效率，让主机运行的能效比更高。达到了排湿热回收及主机能效提高的双重好处。综合节能更佳。

电磁阀8主要的功能是保挂***的稳定，当***压力大于28公斤时，电磁阀8会自动打开卸压，让主机在以上几种模式运行时***都不会产生高压保护而停机。同时主机控制器内置了挂面、米线、米粉、粉丝四种不同物料的烘干程序，只需要对号选择相应的烘干物料程序，即可控制主机运行，实行一机多用。

Claims

1.一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，包括压缩制热除湿模块、蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块组成，其特征在于：压缩制热除湿模块内的制冷剂出口连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块入口，蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块的制冷剂出口通过四通阀连接压缩制热除湿模块的压缩机。

2.根据权利要求1所述的一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，其特征在于:所述的蒸发热交换模块的蒸发器上设置热交换器，热交换器上分别设置新风进口管道、热风排湿出口管道、环境空气入口管道。

3.根据权利要求1所述的一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，其特征在于:所述的地埋管水蒸发模块由板换蒸发器的一侧设置制冷剂进口、出口，板换蒸发器的另一侧通过循环水泵连接地埋管换热器。

4.根据权利要求1所述的一种双源热泵挂面烘干除湿热回收机组，其特征在于:所述的压缩制热除湿模块内，压缩机的制冷剂出口连接四通阀，四通阀的制冷剂回流口通过分离器连接压缩机，四通阀的制冷剂出口连接冷凝器的入口，冷凝器的制冷剂出口通过储液罐连接过滤器、热力膨胀阀，热力膨胀阀的出口分别连接蒸发热交换模块、地埋管水蒸发模块、除湿蒸发器入口，压缩制热除湿模块的冷凝器工作气体进入一侧设置除湿蒸发器。