[發明專利]熱泵與臭氧聯合的物料處理裝置和方法

在審

• 申請號: 202011623483.2
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114680267A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李博;楊魯偉;董鵬;張沖;魏娟;董建;苑亞;陳嘉祥;張桂蘭
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: A23L5/20
• 分類號: A23L5/20;F25B30/02;F25D13/00;F25D19/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 周琦

本發明涉及物料處理技術領域，尤其涉及熱泵與臭氧聯合的物料處理裝置和方法。該裝置包括：處理系統，包括用于放置物料的處理室；臭氧系統，與處理室連接，用于在啟動狀態下向處理室內釋放臭氧；熱泵系統，與處理室連接，熱泵系統包括一對換熱器和壓縮機，壓縮機連接于一對換熱器之間，一對換熱器中的至少一個用于通過改變工作狀態，以在臭氧系統向處理室內釋放臭氧以前向處理室內輸入冷量，并在臭氧系統向處理室內釋放臭氧以后向處理室內輸入熱量；換向閥，連接于一對換熱器之間，換向閥用于改變熱泵系統的工作狀態。該裝置能針對同一處理系統內的同一批物料，利用同一套熱泵系統工作狀態的改變實現物料處理過程，并提高處理效率和裝置可靠性。

技術領域

本發明涉及物料處理技術領域，尤其涉及熱泵與臭氧聯合的物料處理裝置和方法。

背景技術

物料處理，指的是通過一定工藝要求調節物料所處環境因素，如溫度、濕度、空氣各組分比例、電磁波照射情況等，進而對物料含水率、化學成分、攜菌情況等進行調控的過程。熱泵是一種充分利用低品位熱能的高效節能裝置，其具有一個吸熱端和一個放熱端，并能夠利用輸入能量將熱量由低溫側輸送至高溫側，因此可以用來實現環境因素的調節，已在糧食、農特產品干燥和保鮮方面獲得應用。臭氧是氧氣的一種同素異形體，可由臭氧發生器人為生成，具有強氧化性，對細菌、病毒、真菌等微生物具有殺滅和抑制作用，已在蔬菜、水果滅菌處理方面獲得應用。

通常，利用熱泵技術的物料處理裝置(以下簡稱“熱泵裝置”)與利用臭氧技術的物料處理裝置(以下簡稱“臭氧裝置”)是相互獨立的，當在一處對一批物料進行處理時，通常存在有裝置占用空間大、投資成本高、工藝自動化程度低、以及物料轉運勞動強度大等問題。但二者之間很難結合使用，這是因為兩者之間相互產生不利影響，例如：熱泵裝置對物料所處環境產生的是升溫的效果；而臭氧裝置中的核心設備為臭氧發生器，臭氧發生器在高溫環境中會出現臭氧產率下降、功耗上升、可靠性下降、壽命衰減等問題。

可見同一應用環境下，熱泵裝置與臭氧裝置彼此獨立使用會引起設計冗余且結合度不足的問題，而將兩者簡單組合，反而會產生反向效果，即容易導致物料處理效率降低、系統可靠性下降、壽命衰減的反向效果。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種熱泵與臭氧聯合的物料處理裝置，以解決同一應用環境下，現有的熱泵裝置與臭氧裝置彼此獨立使用會引起設計冗余且結合度不足的問題，而將兩者簡單組合，反而會產生反向效果，即容易導致物料處理效率降低、系統可靠性下降、壽命衰減的反向效果的問題。

本發明還提出一種熱泵與臭氧聯合的物料處理方法。

根據本發明第一方面實施例的一種熱泵與臭氧聯合的物料處理裝置，包括：

處理系統，包括用于放置物料的處理室；

臭氧系統，與所述處理室連接，用于在啟動狀態下向所述處理室內釋放臭氧；

熱泵系統，與所述處理室連接，所述熱泵系統包括一對換熱器和壓縮機，所述壓縮機連接于一對所述換熱器之間，一對所述換熱器中的至少一個用于通過改變工作狀態，以在所述臭氧系統向所述處理室內釋放臭氧以前向所述處理室內輸入冷量，并在所述臭氧系統向所述處理室內釋放臭氧以后向所述處理室內輸入熱量；

換向閥，連接于一對所述換熱器之間，所述換向閥用于改變所述換熱器的工作狀態。

根據本發明的一個實施例，所述控制機構包括換向閥，一對所述換熱器包括第一換熱器和第二換熱器，所述第一換熱器位于所述處理室外，所述第二換熱器位于所述處理室內，所述第二換熱器用于向所述處理室內輸入冷量或熱量；所述換向閥的一對端口連接于所述第一換熱器與所述壓縮機之間，所述換向閥的另一對端口連接于所述第二換熱器與所述壓縮機之間，所述換向閥用于通過改變內部工質流向，以改變所述第一換熱器和/或所述第二換熱器的工作狀態。