ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ ЯГОДЫ
BERRY DRYING HEAT PUMP UNIT

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к теплонасосным установкам, и может быть использовано для сушки ягод.
Известна теплонасосная сушильная установка преимущественно для сушки пищевых продуктов, содержащая компрессорную холодильную машину и замкнутый контур циркуляции сушильного агента, в которой последовательно установлены вентилятор, охладитель жидкого хладогента, конденсатор холодильной машины, сушильная камера, охладитель сушильного агента, испаритель холодильной машины и влагоотделитель [1].
Недостатком данной установки является относительно низкое качество технологического процесса из-за невозможности регулирования и поддержания температуры и влажности сушильного агента в необходимых пределах.
В качестве прототипа выбрана теплонасосная сушильная установка для вяления рыбы по конструкции наиболее близкая к предлагаемой, состоящая из компрессора, двух конденсаторов (внутреннего и внешнего), воздухоохладителя, линейного ресивера, непосредственно сушильной камеры и вентилятора [2]. Сушильный агент последовательно проходит воздухоохладитель и конденсатор, который работает попеременно с конденсатором, расположенным на улице. Установка, выбранная за прототип, позволяет регулировать температуру сушильного агента за счет того, что имеет в своем составе внутренний и внешний конденсаторы и за счет перепуска горячих паров на сторону всасывания повышать температуру испарителя до температуры выше температуры точки росы, снижая интенсивность сушки.
Недостатком данной установки является подвод теплоты к высушиваемому материалу только от сушильного агента и вследствие этого более длительное время технологического процесса. Тогда как интенсивность сушки определяется не только параметрами сушильного агента, но и способом и количеством подведенной теплоты к продукту.
Техническим результатом является ускорение технологического процесса сушки за счет одновременного регулирования температуры сушильного агента и ягоды в процессе сушки.
Технический результат достигается тем, что в теплонасосной установке для сушки ягоды, содержащей компрессорную холодильную машину и сушильную камеру, в которой расположены стеллажи с полками, в которых устроены каналы для прохождения теплоносителя, согласно изобретению, перед внутренним конденсатором холодильной машины включен теплообменник для утилизации теплоты промежуточным теплоносителем, используемым для нагрева полок стеллажа, и трехходовой вентиль для регулирования интенсивности нагрева полок с помощью датчика температуры.
Температура промежуточного теплоносителя меняется по заданной программе при помощи трехходового вентиля, при этом регулируются температура сушильного агента и промежуточного теплоносителя.
На чертеже схематично представлена предполагаемая теплонасосная установка для сушки ягоды (Рис.1).
Теплонасосная установка для сушки ягоды содержит холодильную машину с компрессором 1, теплообменник 2, внутренний конденсатор 3, внешний конденсатор 4, линейный ресивер 5, фильтр осушитель 6, терморегулирующий вентиль 7, воздухоохладитель 8, соленоидные вентили 9; 10, обратные клапаны 11; 12, расширительный бак 13, насос 14, трехходовой вентиль 15, стеллаж с внутренними каналами в полках 16, на которых располагается высушиваемый материал, датчики температуры 17; 18, корпус камеры 19, в которой устроена перегородка 20.
Установка работает следующим образом.
Сушильный агент с температурой, которая регулируется попеременным включением в работу конденсаторов 3 и 4, осушает ягоды (продукт), расположенные в противнях на стеллаже. Далее увлажненный сушильный агент осушается, проходя через воздухоохладитель 8, вследствие того, что температура теплообменной поверхности воздухоохладителя имеет температуру ниже температуры точки росы. Сконденсированная влага собирается в поддон и через гидрозатвор удаляется в канализацию. Затем сушильный агент нагревается за счет более высокой температуры конденсатора 3. При этом температура сушильного агента повышается, а влагосодержание остается постоянным. При достижении установленной температуры сушильного агента от датчика температуры 17 поступают сигналы к соленоидным вентилям 9 и 10 - закрывается соленоидный вентиль 9 и открывается соленоидный вентиль 10 и рост температуры сушильного агента прекращается. Температура сушильного агента во всей камере 19 начинает снижаться и, достигнув установленной температуры, происходит отключение соленоидного вентиля 10 и включение соленоидного вентиля 9 и начинается вновь рост температуры в камере 19. Таким образом, поддерживается температура в камере с дифференциалом 1-2°C. Промежуточный теплоноситель нагревается в теплообменнике 2 и насосом 14 подается в стеллаж с полками 16, внутри которых устроены каналы для прохождения промежуточного теплоносителя. Посредством датчика температуры 18 поддерживается температура теплоносителя на выходе из стеллажа (на входе в теплообменник 2) минимум на 5°C выше температуры в камере во избежание попадания жидкого холодильного агента в конденсатор.
Циркуляция сушильного агента происходит за счет вентиляторов воздухоохладителя 8 и внутреннего конденсатора 3. Равномерность потока сушильного агента обеспечивается перегородкой 20.
Регулирование разности температур между температурой полок стеллажа 16 и температурой сушильного агента является отличительной особенностью предлагаемой теплонасосной установки. Использование теплоты перегретого пара, выходящего из компрессора 1, позволяет установить температуру ягоды выше температуры сушильного агента за счет подвода теплоты от промежуточного теплоносителя через поверхность полок. Увлажненный сушильный агент от ягоды осушается, проходя через теплообменную поверхность 8, так как температура теплообменной поверхности воздухоохладителя ниже температуры точки росы.
Температура промежуточного теплоносителя на выходе из теплообменника регулируется датчиком температуры 18, установленным на выходе из стеллажа 16. Когда температура теплоносителя становится меньше установленной, подается сигнал на трехходовой вентиль 15. При открытии трехходового вентиля теплоноситель с более высокой температурой будет подмешиваться к охлажденному теплоносителю, и температура теплоносителя начнет повышаться. При повышении температуры теплоносителя выше установленной трехходовой вентиль начинает закрываться.
В предлагаемой теплонасосной установке за счет введения теплообменника утилизации теплоты и трехходового вентиля достигается возможность поддержания разности температур высушиваемого продукта и сушильного агента, что позволяет сократить время сушки продукта, обеспечить равномерный процесс сушки по всему стеллажу и получить продукт с высокими качественными показателями.
Источники литературы
1. А.с. №1038756 СССР, F25B 29/00. Теплонасосная сушильная установка / Дворников А.Ф. - №3349342/23 - 06; заявл. 22.10.81; опубл. 30.08.83, бюл. №32 (аналог).
2. Патент №2372781 Российская Федерация, A23B 4/03. Теплонасосная установка для вяления рыбы / Расщепкин А.Н., Ермолаев В.А., Расщепкина Е.А. - №2008100840/13; заявл. 20.07.2009; опубл. 20.11.2009.