太陽能熱泵微波乾燥系統的製作方法

2023-05-02 01:56:06

專利名稱：太陽能熱泵微波乾燥系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及利用太陽能的微波熱泵乾燥系統，尤其是適用於木材、藥材、谷
物、食品、海鮮等乾燥的太陽能熱泵微波乾燥系統。
背景技術：
乾燥處理是耗能很大的工業過程，在發達國家，約有10%的燃料用於乾燥。傳統的 乾燥是將熱空氣送入乾燥室，吸收被乾燥物的水分後直接排入大氣中，由於被排走的氣體 含有大量的顯熱和潛熱，因此熱能利用率不高。 太陽內部進行的由"氫"聚變成"氦"的原子核反應，不停地釋放出巨大的能量，並
不斷向宇宙空間輻射能量，這種能量就是太陽能，地球上平均每平米麵積每分鐘接受的能
量大約為1367W。太陽內部的這種核聚變反應，可以維持幾十億至上百億年的時間，在能源
短缺的今天，如果在乾燥過程中能合理利用太陽能，將能節省大量的燃料。 微波加熱乾燥，物料內水分能大量吸收微波能並轉化為熱能，因此物料的升溫和
蒸發是在整個物體中同時進行的。在物料表面，由於蒸發冷卻的緣故，使物料表面溫度略低
於裡面的溫度，同時由於物料內部與外部熱量同時產生，物料內部蒸汽迅速產生，形成壓力
梯度。如果物料的初始含水率高，物料內部溫度和蒸汽壓非常快地升高，則水分可能在壓力
梯度的作用下排除，可加快乾燥速度。由於微波乾燥過程含水率梯度、傳熱和蒸汽壓力遷移
動力的存在，使微波乾燥呈現由內向外的特點，克服了在常規乾燥中因物料表面首先乾燥
而形成硬殼板結阻礙內部水分繼續向外移動的問題。 熱泵乾燥是一種新型高效率乾燥裝置，其工作原理是根據逆卡諾循環原理，採用 少量的電能驅壓縮機運行，高壓的液態工質經過膨脹閥後在蒸發器內蒸發為氣態，並大量 吸收乾燥介質中的顯熱和潛熱，乾燥介質經冷凝器回熱和加熱後，再次被用來乾燥被乾燥 物料，如此不斷循環。

發明內容本實用新型的目的是提供一種適用於木材、藥材、穀物、食品、海鮮等領域乾燥處 理的利用太陽能的微波熱泵乾燥系統。 為了實現上述目的，本實用新型是通過以下技術方案來實現的 —種太陽能熱泵微波乾燥系統，主要由乾燥室(l)，微波裝置(2)，循環風機(3)， 排水口 (4)，第一蒸發器(5)，第二蒸發器(6)，壓縮機(7)，閥門(8A、8B、8C、8D)，節流裝置 (9)，冷凝器(IO)，換熱器(ll)，風道(12)，太陽能集熱器(13)和循環水泵(14)組成，其中: 微波裝置(2)置於乾燥室(1)內、第一蒸發器(5)與冷凝器(10)通過閥門(8A)、節流裝置 (9)和管路(15)相互連接，並設置在風道(12)內，第一蒸發器(5)上還設置有排水口 (4) 直通風道(12)之外，循環風機(3)和換熱器(11)也設置在風道(12)內；壓縮機(7)、冷凝 器(10)、節流裝置(9)、第二蒸發器(6)和閥門(8B)構成製冷劑迴路；乾燥室(1)、循環風 機(3)、第一蒸發器(5)、節流裝置(9)、冷凝器(10)、換熱器(11)和風道(12)構成空氣流通迴路；太陽能集熱器(13)、循環水泵(14)、閥門(8d)和換熱器(11)構成水循環迴路；太 陽能集熱器(13)、循環水泵(14)、閥門(8C)和第二蒸發器(6)構成另一水循環迴路。 由於採用上述技術方案，本實用新型具有如下優點和效果 1、本實用新型在乾燥過程中通過設備合理的利用了太陽能，從而節省了大量用於 乾燥用的燃料，既節能又環保。 2、本實用新型由於採用了微波乾燥處理，克服了在常規乾燥終因物料表面首先幹 燥而形成硬殼板結阻礙內部水分向外移動的問題。 3、本實用新型使用少量的電能運行熱泵乾燥處理，可大量吸收乾燥介質中的顯熱 和潛熱，乾燥介質經過處理後還可不斷循環使用。 4、本實用新型結構合理，形式簡單，工作效率高，造價低廉，使用維護和修理簡易。
圖1為本實用新型結構總體示意圖。
具體實施方式
由圖1示出， 一種太陽能熱泵微波乾燥系統，主要由乾燥室1 ，微波裝置2，循環風 機3，排水口 4，第一蒸發器5，第二蒸發器6，壓縮機7，閥門8A、8B、8C、8D，節流裝置9，冷凝 器10，換熱器11 ，風道12，太陽能集熱器13和循環水泵14組成，其中微波裝置2置於乾燥 室1內、第一蒸發器5與冷凝器10通過閥門8A、節流裝置9和管路15相互連接，並設置在 風道12內，第一蒸發器5上還設置有排水口 4直通風道12之外，循環風機3和換熱器11也 設置在風道12內；壓縮機7、冷凝器10、節流裝置9、第一蒸發器5和閥門8A或第二蒸發器 6和閥門8B構成製冷劑迴路；乾燥室1、循環風機3、第一蒸發器5、節流裝置9、冷凝器10、 換熱器11和風道12構成空氣流通迴路；太陽能集熱器13、循環水泵14、閥門8d和換熱器 11構成水循環迴路；太陽能集熱器13、循環水泵14、閥門8c和第二蒸發器6構成另一水循 環迴路。 另外，本實用新型在乾燥過程中可以使用太陽能預熱、微波加熱和熱泵乾燥三者 中的某一種、兩種或三種的組合形式。 當乾燥室內被乾燥物需要預熱時，循環風機3工作，閥門8C關閉，8D打開，太陽能 集熱器13中的水在循環水泵14的作用下，流經換熱器ll，與風道12中的空氣換熱，使流經 換熱器11的空氣溫度升高，把熱量帶到乾燥室，用來加熱被乾燥物。 在熱泵乾燥過程中，風道12中的空氣在循環風機3的作用下，依次流經蒸發器5 和冷凝器10 ;製冷劑依次流經壓縮機7、冷凝器10、節流裝置9，閥門8A和蒸發器5。從幹 燥室1出來的溼空氣流經蒸發器5時，由於蒸發器表面溫度低於溼空氣的露點溫度，溼空氣 中的水蒸氣一部分會凝結下來，經排水口 4排出，溼空氣溫度和含溼量都會降低，再流經冷 凝器10時，溼空氣溫度會升高，相對溼度降低，在流經乾燥室1時，會吸收被乾燥物料散發 的水蒸氣，物料含水率會逐步降低，達到乾燥目的。蒸發器5在此過程中，能回收從乾燥室 流出溼空氣中的水蒸氣的潛熱。所用熱泵系統可以為一級蒸氣壓縮熱泵系統，或採用兩級 或多級蒸氣壓縮系統。 在微波乾燥過程中，能量以電磁波的形式直接滲透到被乾燥對象的內部，並通過微波電磁場與水分子及被乾燥對象中的極化分子(羥基)相互作用而迅速產生大量的熱， 在很短的時間內，被乾燥對象的溫度快速升高，水分迅速蒸發，使得被乾燥對象內外形成較 高的壓差，水蒸氣在壓差的作用下以滲透的形式向外遷移，能提升被乾燥物的乾燥速率。 在乾燥後期，熱泵系統除溼量並不大，此時調節8A和8B開度的大小，使8a能夠滿 足除溼的要求即可，適當開大8B，關閉8D，打開8C，使製冷劑大部分在第二蒸發器6中蒸發， 充分的利用太陽能，提高蒸發溫度，使熱泵系統能效比提高，減小系統的能耗。表明在乾燥 過程中的不同階段，可以通過製冷劑在第一蒸發器5和第二蒸發器6中流量的合理分配，以 及太陽能集熱器中水系統的切換，降低乾燥系統的能耗。 再知，根據乾燥過程的需要，可以向空氣系統中引入新風。 在本實用新型中，製冷系統中充灌的製冷劑可以為單一純製冷劑，也可以為混合 工質製冷劑。系統中閥門的設置並不局限於圖l所示，為了使系統正常運行和檢修方便，可 在系統相關部位增設閥門。 上述實施例僅是對實施本實用新型的方式的示例性說明。本領域的普通技術人員 應該理解，在不超出後附權利要求書限定的精神和範圍內，可採用不同於上述本發明實施 例的各種方案。後附的權利要求書旨在用來限定本實用新型的保護範圍，並旨在用來涵蓋 在權利要求範圍內的方法和裝置及其等同物。
權利要求一種太陽能熱泵微波乾燥系統，主要由乾燥室(1)，微波裝置(2)，循環風機(3)，排水口(4)，第一蒸發器(5)，第二蒸發器(6)，壓縮機(7)，閥門(8A、8B、8C、8D)，節流裝置(9)，冷凝器(10)，換熱器(11)，風道(12)，太陽能集熱器(13)和循環水泵(14)組成，其特徵在於微波裝置(2)置於乾燥室(1)內、第一蒸發器(5)與冷凝器(10)通過閥門(8A)、節流裝置(9)和管路(15)相互連接，並設置在風道(12)內，第一蒸發器(5)上還設置有排水口(4)直通風道(12)之外，循環風機(3)和換熱器(11)也設置在風道(12)內；壓縮機(7)、冷凝器(10)、節流裝置(9)、第一蒸發器(5)和閥門(8A)或者第二蒸發器(6)和閥門(8B)構成製冷劑迴路；乾燥室(1)、循環風機(3)、第一蒸發器(5)、節流裝置(9)、冷凝器(10)、換熱器(11)和風道(12)構成空氣流通迴路；太陽能集熱器(13)、循環水泵(14)、閥門(8D)和換熱器(11)構成水循環迴路；太陽能集熱器(13)、循環水泵(14)、閥門(8C)和第二蒸發器(6)構成另一水循環迴路。
2. 根據權利要求1所述的太陽能熱泵微波乾燥系統，其特徵在於所述的熱泵系統為 一級蒸氣壓縮熱泵系統，或採用兩級或多級蒸氣壓縮系統。
專利摘要一種太陽能熱泵微波乾燥系統，主要由乾燥室(1)，微波裝置(2)，循環風機(3)，排水口(4)，第一蒸發器(5)，第二蒸發器(6)，壓縮機(7)，閥門(8A、8B、8C、8D)，節流裝置(9)，冷凝器(10)，換熱器(11)，風道(12)，太陽能集熱器(13)和循環水泵(14)組成，其中置有微波裝置(2)的乾燥室(1)、第一蒸發器(5)、節流裝置(9)、冷凝器(10)、換熱器(11)和循環風機(3)置於風道(12)內，並構成空氣流通迴路；壓縮機(7)、冷凝器(10)、節流裝置(9)、第一蒸發器(5)或第二蒸發器(6)、閥門(8A)或閥門(8B)構成製冷劑迴路；太陽能集熱器(13)、循環水泵(14)、閥門(8D)和換熱器(11)構成水循環迴路。本實用新型結構布局合理、簡單，造價低廉，節能環保，易於推廣，使用維護和修理簡易。
文檔編號F26B3/06GK201522181SQ20092027869
公開日2010年7月7日 申請日期2009年11月6日 優先權日2009年11月6日
發明者吳小華 申請人:北京石油化工學院