Сушильный шкаф
CUPBOARD DRIER

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано в бытовых электросушилках для сушки растительных и других влагосодержащих продуктов.
Известна бытовая сушилка с решетками и тепловентилятором, расположенным в нижней части корпуса (патент РФ №2029207, МПК F26B 9/06, 1995 г.).
Известна сушилка для овощей и фруктов содержащая корпус, в котором установлены средство управления, нагревательный элемент, вентилятор с вертикальным соплом, при этом на корпусе установлен сушильный блок в виде лежащих друг на друге съемных поддонов и крышки («Polaris» модель PFD 0605D (http://polar.ru/catalog/sushilki-dlya-ovoshchey-i-fruktov/polaris-pfd-0605d/?sphrase_id=662923).
Недостатком известных сушилок является неравномерность нагрева продуктов за счет застаивания воздуха, уменьшение температуры воздуха по мере продвижения снизу вверх, в результате чего продукты на нижних поддонах сушатся быстрее, чем на верхних.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является сушилка с вращающимися поддонами для плодов или овощей, включающая корпус, съемный сушильный блок, средство управления, нагревательный элемент, вентилятор, электродвигатель, при этом сушильный блок выполнен с возможностью вращения относительно корпуса (патент РФ №162042, МПК A23N 12/08, 2016 г.).
Недостатком известной сушилки являются повышенные затраты электрической энергии при конвективной сушке, неравномерное высушивание продуктов на нижних и верхних поддонах. Кроме того, известное устройство характеризуется сложной конструкцией. За счет конструкции сушильного блока, воздух, обдувая продукты нижнего поддона, подсушивает их. При этом температура воздуха частично снижается и на поддоны, находящиеся выше, воздух поступает уже с пониженной температурой. Одновременно с прохождением через несколько поддонов вверх влажность воздуха повышается, что приводит к не досушиванию продуктов на верхних поддонах.
Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение процесса сушки  плодов и овощей при сохранении высоких показателей качества готового продукта и сокращение расхода электроэнергии в процессе сушки.
В результате использования предлагаемого изобретения снижаются затраты электроэнергии на сушку растительных и других влагосодержащих продуктов при сохранении высоких показателей качества готового продукта, сокращается время сушки за счет применения кондуктивной сушки, являющейся менее энергоемкой по сравнению с конвективной сушкой, и термоэлектрического теплового насоса с тепловой трубкой.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом сушильном шкафу, содержащем корпус, съемные лотки для размещения продукта, нагревательный элемент, блок управления, согласно изобретению, корпус с теплоизоляцией разделен перегородкой на секцию, в которой установлены цельнометаллические лотки для кондуктивной сушки продукта, и секцию, в которой расположен нагревательный элемент, выполненный в виде термоэлектрической сборки, состоящей из горячего контура с воздушным радиатором холодного контура с конденсационной зоной тепловой трубки и термоэлектрическим модулем Пельтье, расположенным между горячим и холодным контурами, для вентиляции и удаления избытков влаги, в нижней части корпуса имеется входной воздушный канал, а в верхней - выходной канал, в выходном канале расположена испарительная зона тепловой трубки, а конденсационная зона тепловой трубки расположена на радиаторе холодного контура и плотно прилегает к нему, помещенная в тепловую изоляцию транспортная зона тепловой трубки проходит по наружной стороне боковой стенки корпуса, датчик температуры воздуха установлен в верхней части вентиляционного воздушного канала, при этом термоэлектрический модуль и датчик температуры, соединены с блоком управления.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором представлена общая схема сушильного шкафа.
Сушильный шкаф содержит корпус 1 с теплоизоляцией 2, воздушные каналы для вентиляции и удаления влаги 3, металлические лотки для сушки продуктов 4, термоэлектрическую сборку 5, термоэлектрический модуль Пельтье 6, воздушный радиатор горячего контура 7, радиатор холодного контура 8, конденсационную зону 9 тепловой трубки 10, тепловую трубку 10, транспортную зону тепловой трубки 11, испарительную зону тепловой трубки 12, тепловые ребра испарительной зоны 13 тепловой трубки 10, выходной канал для отработанного воздуха 14, входной канал для сушильного агента - воздуха 15, секцию для сушки продуктов 16, секцию 17 для термоэлектрической сборки 5, тепловую изоляцию 18 для тепловой трубки 10, датчик температуры 19, блок управления 20, перегородку 21 между  секцией для сушки 16 и секцию 17 для термоэлектрической сборки 5.
Корпус 1 сушильного шкафа для уменьшения тепловых потерь покрыт теплоизоляцией 2. Внутри корпус сушильного шкафа разделен перегородкой 21 на секцию 16 для сушки продуктов и секцию 17, в которой расположена термоэлектрическая сборка 5. В нижней части секции 16 находится канал 15 для входа сушильного агента - воздуха  в секцию сушки 16, а в верхней части секции 16 находится выходной канал 14 для выхода отработанного, насыщенного влагой воздуха. Термоэлектрическая сборка 5, осуществляющая нагрев воздуха, состоит из термоэлектрического модуля Пельтье 6, воздушного радиатора 7 горячего контура термоэлектрического модуля 6, радиатора холодного контура 8. Воздушный радиатор горячего контура 7 расположен в секции для сушки 16 заподлицо с перегородкой 21. Радиатор холодного контура 8 термоэлектрической сборки 5, к которому плотно прилегает конденсационная  зона 9 тепловой трубки 10, находится в секции 17. Тепловая трубка 10, транспортная зона 11 которой помещена в тепловую изоляцию 18, проходит по наружной стороне боковой стенки корпуса 1 сушильного шкафа. Испарительная зона 12 тепловой трубки 10, утилизирующая тепловую энергию отработанного воздуха, с напрессованными на трубку 10 тепловыми ребрами 13, расположена в выходном канале 14. В секции 16 вертикально установлены ряды лотков 4 для сушки продукта, которые образуют воздушные каналы 3  для вентиляции и удаления избытков влаги из сушильной секции 16, датчик температуры воздуха 19 установлен в верхней части воздушного канала 3, при этом термоэлектрический модуль 6 и датчик температуры 19, соединены с блоком управления 20.
Работает  установка следующим образом.
При включении сушильного шкафа в электрическую сеть и настройки температуры сушки с помощью блока управления 20 и датчика температуры воздуха 19 начинает работать термоэлектрический модуль Пельтье 6. Горячий контур термоэлектрического модуля 6 разогревается и нагревает радиатор горячего контура 7, а радиатор холодного контура 8 термоэлектрического модуля  6 охлаждается. Тепло от радиатора горячего контура 7 через нагретый воздух, поступающий в секцию 16 через входной канал 15, передается лоткам 4, на которых находится высушиваемый продукт. Сушка продуктов происходит за счет передачи тепла высушиваемому продукту через нагретую поверхность металлических лотков 4. Отработанный, нагретый и насыщенный влагой воздух по воздушным каналам 3 и 14 удаляется из секции сушки 16.
Для эффективной работы термоэлектрического модуля Пельте 6 используется тепловая трубка 10. Испарительная зона 12 тепловой трубки установлена в выходном канале 14. Испарительная зона 12 тепловой трубки 10 вместе с тепловыми ребрами 13 утилизирует  тепловую энергию удаляемого воздуха и по транспортной зоне 11 тепловой трубки 10 переносит тепловую энергию в конденсационную зону 9 тепловой трубки 10. Утилизация тепловой энергии удаляемого воздуха происходит за счет испарения легко испаряемой жидкости в испарительной зоне 12 трубки 10, которая в газообразном виде переносится в конденсационную зону 9. С помощью радиатора холодного контура 8 пары легко испаряемой жидкости, находящейся в конденсационной зоне 9 тепловой трубки 10 конденсируются, выделяя при этом теплоту, которая  в термоэлектрическом модуле 6 по эффекту Пельтье переносится на радиатор горячего контура 7. Отдаваемая радиатором 7 тепловая энергия прогревает весь объем секции 16 вместе с лотками 4 и высушиваемым продуктом. Секция 17, в которой находится термоэлектрическая сборка 5, не прогревается за счет наличия перегородки 21, препятствующей проникновению горячего воздуха из секции 16 для сушки в секцию 17.
Использование термоэлектрической сборки на базе термоэлектрического элемента Пельтье и тепловой трубки позволяет экономить потребление энергии из электрической сети в процессе сушки продуктов при сохранении высоких показателей качества готового продукта. Экономия энергии при кондуктивной сушке достигается за счет утилизации тепловой энергии отработанного агента сушки.