[实用新型]一种超声波和热泵联合的低温脱水系统

说明书

技术领域

本实用新型属于食品干燥、加工，传热传质技术领域，具体的说，是涉及一种超声波和热泵联合的低温脱水系统。

背景技术

农产品的脱水过程是使种子中的水分以液体或气体的形式从种子内部转移到外部环境，此过程受到内外阻力的作用，效率大大降低。传统的热风干燥虽然可通过提高干燥温度来加快干燥速率，但却破坏了生物体的颜色、口味、营养成分和结构等。比较典型的干燥技术，如微波干燥、红外辐射干燥、流化床干燥、冷冻干燥、渗透干燥等虽各有优点，但仍存在设备复杂、成本高、产品质量损失、能耗大、污染环境等缺点。而热泵干燥系统在20世纪中后期应用于干燥领域并得到快速发展。与诸多干燥方式相比，具有能耗低，干燥条件易于控制，干燥物料品质优良、绿色环保等有优点。然而热泵干燥技术在低温干燥过程中仍存在传热传质效率低、干燥不均匀的问题。因此，寻求有效手段，在保持能耗低，物料品质优良和绿色环保的前提下提高物料脱水过程中的传热传质效率并均匀烘干成为现在研究的主要目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中热泵低温脱水技术在传热传质方面效率低，干燥不均匀等问题，提供一种超声波和热泵联合的低温脱水系统。该系统能够在热泵低温脱水的基础上提高物料干燥传热传质效率低得问题，并能较好的节约能源，缩短干燥时间，提高产品质量，且不对环境造成污染。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超声波和热泵联合的低温脱水系统，由制冷剂回路、干燥空气回路和超声波发生系统三部分组成，所述制冷剂回路包括压缩机、升温控制阀、干燥箱冷凝器、储液罐、过滤器、液位观察窗、电子膨胀阀、蒸发器、主回路阀、降温控制阀、风冷控制阀、冷凝机组、水冷控制阀、热交换器、热水水泵和水泵；

所述压缩机的输出端分为三路，第一路依次连接升温控制阀和干燥箱冷凝器，第二路依次连接风冷控制阀和冷凝机组，第三路依次连接水冷控制阀和热交换器；所述热交换器连接热水水泵和水泵，所述冷凝机组和热交换器连接降温控制阀，所述干燥箱冷凝器和降温控制阀均与所述储液罐的输入口相连接，所述储液罐的输出口依次与所述过滤器、液位观察窗、电子膨胀阀、蒸发器和主回路阀相连接，所述主回路阀与所述压缩机的输入端相连形成有制冷剂回路；

所述干燥空气回路由干燥箱冷凝器风机、辅助风机、导风板、干燥箱和物料架组成，所述蒸发器设置在干燥箱内；

超声波发生系统包括超声波发生器和超声波换能器，超声波换能器放置于干燥箱内的物料架上，并与放置在干燥箱外部的超声波发生器相连接。

所述压缩机由压缩机变频器控制。

所述冷凝机组由室外冷凝器和风机构成。

所述超声换能器上放置有金属托盘。

所述干燥箱冷凝器风机和辅助风机均由控制柜中的风机变频器控制。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

(1)将超声波内置于热泵系统内可随时控制声波作用的各种条件(作用时间、频率、功率)。

(2)将超声波和热泵系统组合使用，可依靠超声波对物料内部以声波均匀作用，促进物料内部水分扩散速率，提高传热传质效率，缩短干燥时间且保证了物料品质良好。

(3)热泵耗电量相比于超声波耗电量高很多，虽加入了超声波系统的额外耗电，但考虑到超声波对干燥物料节省了大量的时间，这部分时间减少了热泵的耗电，总体上是节能高效。

(4)空气源热泵的干燥介质是空气，而超声波介质是由电转化的声能，二者都不会对环境造成污染，属绿色能源。

附图说明

图1是本实用新型系统的结构原理示意图。

附图标记：1‐压缩机 2‐升温控制阀 3‐干燥箱冷凝器 4‐储液罐 5‐过滤器 6‐液位观察窗 7‐电子膨胀阀 8‐蒸发器 9‐主回路阀 10‐降温控制阀 11‐风冷控制阀 12‐冷凝机组 13‐水冷控制阀 14‐热交换器 15‐热水水泵 16‐水泵 17‐干燥箱冷凝器风机 18‐辅助风机 19‐导风板 20‐干燥箱 21‐超声波换能器 22‐超声波发生器 23‐物料架

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述：