[發明專利]一種果蔬低壓過熱蒸汽干燥乏汽余熱兩級熱泵回收裝置及方法

有效

• 申請號: 201710877211.7
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107647446B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張緒坤;劉勝平;曾恩;楊祝安;吳肖望
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: A23N12/08
• 分類號: A23N12/08;A23N12/12
• 代理公司: 南昌洪達專利事務所 36111
• 代理人: 劉凌峰

1.一種果蔬低壓過熱蒸汽干燥乏汽余熱兩級熱泵回收裝置，包括熱水箱、閥門A、閥門B、閃蒸罐、干燥箱、物料托架、擋板、循環風機、第一級熱泵蒸發器、第二級熱泵蒸發器、第一級壓縮機、第二級壓縮機、第一級膨脹閥、第二級膨脹閥、第一級熱泵冷凝器、第二級熱泵冷凝器、循環水泵、過濾器、管道泵、緩沖罐、排水閥和真空泵，干燥箱設置有蒸汽進口、蒸汽出口，干燥箱外層設置有一夾層，夾層設置有夾層進水口和夾層出水口；熱水箱、閃蒸罐依次通過管路與干燥箱蒸汽進汽口相連接，真空泵、緩沖罐、第二級熱泵蒸發器、第一級熱泵蒸發器依次通過管路在干燥箱的另一側與干燥箱的低壓過熱蒸汽出汽口相連接，熱水箱、閃蒸罐、干燥箱、第一級熱泵蒸發器、第二級熱泵蒸發器、緩沖罐、真空泵形成低壓過熱蒸汽干燥通道；第一級熱泵蒸發器通過管路與第一級壓縮機相連接，第一級壓縮機通過管路與第一級熱泵冷凝器相連接，第一級制冷工質內循環管路設置有第一級膨脹閥，經過第一級膨脹閥后的管路與第一級熱泵蒸發器相連接，形成第一級熱泵乏汽余熱回收利用循環通道；熱水循環外管路通過管道與熱水箱、循環水泵相連接，形成第一級潛熱利用循環通道；第一級熱泵蒸發器、第一級壓縮機、第一級膨脹閥、第一級熱泵冷凝器、熱水箱、循環水泵形成第一級乏汽余熱回收利用系統；第二級壓縮機通過管路與第二級熱泵冷凝器相連接，第二級熱泵冷凝器有制冷工質內循環管路和熱水循環外管路，第二級制冷工質內循環管路設置有第二級膨脹閥，經過第二級膨脹閥后的管路與第二級熱泵蒸發器相連接，形成第二級熱泵回收蒸汽潛熱循環通道；熱水循環外管路通過管道與熱水箱、循環水泵相連接，形成第二級乏汽潛熱回收循環通道；第二級熱泵蒸發器、第二級壓縮機、第二級膨脹閥、第二級熱泵冷凝器、熱水箱、循環水泵形成第二級乏汽余熱回收利用系統；第一級熱泵采用高溫工質，第二級熱泵采用常溫工質；熱水箱通過管道與夾層進水口相連接；閃蒸罐底部出水口與干燥箱夾層出水口同時通過管路與熱水箱相連接；熱水箱、閃蒸罐、干燥箱、形成熱水利用回收通道。

2.根據權利要求1所述的一種果蔬低壓過熱蒸汽干燥乏汽余熱兩級熱泵回收裝置，其特征在于：緩沖罐前端設置有管道泵，底部設置有排水閥，經過管道泵后，通過管路與過濾器相連接，之后管路與經過閥門B的管路進行匯合并與循環水泵進口相連接，循環水泵出口與第二級熱泵冷凝器、第一級熱泵冷凝器相連接，第一級熱泵冷凝器、第二級熱泵冷凝器與熱水箱相連，緩沖罐、管道泵、過濾器、閥門、循環水泵、第一級熱泵冷凝器、第二級熱泵冷凝器、熱水箱形成部分冷凝水回收利用通道。

3.一種用于權利要求1或2的一種果蔬低壓過熱蒸汽干燥乏汽余熱兩級熱泵回收裝置的果蔬低壓過熱蒸汽干燥乏汽余熱兩級熱泵回收方法，通過兩級熱泵回收利用干燥過程中產生的二次蒸汽的潛熱與部分顯熱，其特征在于：

(1)一部分高溫高壓熱水進入到閃蒸罐，蒸發成低壓過熱蒸汽，低壓過熱蒸汽在干燥箱內通過對流換熱對果蔬加熱使果蔬水分蒸發，達到干燥目的；

(2)另一部分高溫熱水經過熱器進一步加熱后一部分進入干燥箱的夾層對試驗物料及干燥介質加熱，并循環回熱水箱；

(3)乏汽在兩級熱泵蒸發器中冷凝成冷凝水，乏汽的全部潛熱與部分顯熱通過熱交換將熱量傳給第一級泵蒸發器與第二級熱泵蒸發器中的工質，工質升壓后在第一級熱泵冷凝器與第二級熱泵冷凝器中冷凝，并將工質的熱量通過熱交換傳給由循環水泵輸送過來的水，實現低壓過熱蒸汽的全部潛熱和部分顯熱的回收利用；

(4)乏汽在兩級熱泵蒸發器中冷凝成液態水并進入緩沖罐，緩沖罐中部分冷凝水經過管道泵，通過過濾器，由循環水泵將冷凝水和熱水箱中的水輸送至第一級與第二級熱泵冷凝器中，并吸收兩級熱泵冷凝器中工質冷凝釋放出來的熱量后，又回到熱水箱中，實現冷凝水的回收利用，干燥過程無需另外增加自來水；

(5)在緩沖罐底部設有排水閥，干燥過程產生的多余的冷凝水由排水閥排出系統外，排出的冷凝水大約等于干燥過程果蔬蒸發的水分。