本发明专利技术涉及红外干燥技术领域，具体涉及一种基于热电效应的红外干燥试验装置，包括干燥箱体和热能循环模块，干燥箱体设置有物料盘，物料盘的上方设置有红外辐射加热模块；热能循环模块包括循环管道、循环风机和冷凝降温机构，冷凝降温机构包括冷凝水收集器、翅片组、热电制冷片和散热水冷头，热电制冷片为半导体制冷片，其冷面与翅片组相连换热，热面与散热水冷头相连换热；将热电效应和红外干燥技术相结合，利用半导体制冷片冷面制冷、热面散热特点，将红外干燥中产生的高温高湿的干燥介质通过翅片组除湿后并再次利用，将半导体制冷片热面产生的热量收集，实现干燥介质增热，缩短干燥时间，提高红外干燥的效率，提升干燥品质，降低干燥能耗。干燥能耗。干燥能耗。
【技术实现步骤摘要】
一种基于热电效应的红外干燥试验装置
[0001]本专利技术涉及红外干燥
，具体涉及一种基于热电效应的红外干燥试验装置。
技术介绍
[0002]红外干燥是一种高效节能又符合环保要求的一种新型无污染干燥技术，主要是通过电磁波辐射的方式进行传播能量，在农产品物料干燥中主要是使用红外线中的25～1000μm长波段的红外线穿透物料表层，当农产品的原子、分子遇到红外线吸收其能量时，会引起粒子的加剧运动，使分子的振动能级产生变化，从而使物料内部升温，由于水分的不断蒸发吸热，外部温度降低，形成内高外低的温度梯度。根据热力学定律可知，可以实现从物料内部进行加热，让红外辐射的能量直接与水分进行耦合，从而提高物料的干燥速率。大部分现有的红外干燥装置都是密闭的干燥腔体，干燥过程中蒸发的过多水分会形成高湿环境，高温高湿的干燥介质不能及时排出，从而干扰红外辐射的传播，不利于待干燥物料对红外辐射能量的吸收，并且干燥过程中产生的水蒸汽会在物料表面发生结露，降低了红外干燥效率，延长了干燥时间，增加了红外干燥能耗。
[0003]申请号为CN2020229228.X的中国专利公布了一种基于湿度控制的远红外干燥装置，该装置公开的红外干燥装置通过在干燥箱体一侧增加气流循环系统，利用放置箱体内外的温湿度传感器采集信号，来控制循环系统的启停，从而实现湿度控制。但是该装置将红外干燥中产生的高温高湿的干燥介质直接排除到干燥机外部，将排出的干燥介质进行除湿后再次利用，没有降低红外干燥系统的能耗。另外，红外干燥箱内部不能进行温湿度的调节，不能实现多种干燥参数的试验。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在上述技术问题，本专利技术提供一种基于热电效应的红外干燥试验装置，将热电效应和红外干燥技术结合起来，利用半导体制冷片冷面制冷、热面散热等特点，将红外干燥中排出的湿空气通过半导体制冷片的冷面降低湿空气的相对湿度，从而达到冷凝除湿的效果，将半导体制冷片的热面产生的热量利用起来，使其进入干燥箱中提高红外干燥箱的能量利用率，提升干燥品质，降低干燥能耗。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]提供一种基于热电效应的红外干燥试验装置，包括机架，机架设有干燥箱体和热能循环模块，干燥箱体设置有横向布置的网状的物料盘，物料盘的上方设置有红外辐射加热模块；
[0007]热能循环模块包括循环管道、循环风机和冷凝降温机构，冷凝降温机构包括冷凝水收集器、翅片组、热电制冷片和散热水冷头，循环管道的两端连通干燥箱体，循环风机用于驱动干燥箱体内的气流经由循环管道循环流动，冷凝水收集器位于循环管道处；翅片组安装在冷凝水收集器中，热电制冷片为半导体制冷片，其冷面与翅片组相连换热，热面与散
热水冷头相连换热，冷凝水收集器的底部设有出水口；
[0008]热能循环模块还包括水冷风扇和水箱，水冷风扇包括风扇本体和换热盘管，水箱、换热盘管和散热水冷头经由管体以及水泵相互连通，以在其中流动散热介质；风扇本体设置在干燥箱体的底部，换热盘管设置在风扇本体的旁侧，以使风扇本体将换热盘管散发的热量吹向干燥箱体中的物料盘。
[0009]作为进一步可选方案，该红外干燥试验装置还包括控制模块，控制模块包括控制面板，控制面板电连接有称重传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、第二温湿度传感器和温度控制器；
[0010]称重传感器安装在网状的物料盘的底部，用于反馈干燥过程中被干燥物料的重量；第一温湿度传感器安装在物料盘的上部，用于收集物料表面温湿度；风速传感器安装在循环风机旁侧，用于测量风速；第二温湿度传感器安装在循环管道中，用于采集经过冷凝除湿后空气介质的温湿度；温度控制器用于控制红外辐射加热模块的发热功率。
[0011]作为进一步可选方案，凝水收集器的底部的出水口经由管体与水箱连通。
[0012]作为进一步可选方案，干燥箱体的底部设置有锥形的热风收集罩，其小口连接水冷风扇的出风口。
[0013]作为进一步可选方案，干燥箱体的后侧设有锥形的排湿导向罩，循环风机的入风口与排湿导向罩的小口连接。
[0014]作为进一步可选方案，干燥箱体、排湿导向罩、冷凝水收集器、循环管道和热风收集罩为双层结构。
[0015]作为进一步可选方案，双层结构为壳体的内部填充保温材料，保温材料为岩棉、聚氨酯保温板、陶瓷纤维棉、玻璃棉中的一种或两种以上的叠加结构。
[0016]作为进一步可选方案，干燥箱体设置有物料门，物料门与机架铰接，且能够与机架锁紧扣合，物料门的内侧设有密封条，以使物料门能够密封闭合。
[0017]作为进一步可选方案，物料门设有透明的视察窗。
[0018]作为进一步可选方案，红外辐射加热模块为碳纤维红外板、石墨烯红外板、纳米远红外电热板、微晶玻璃红外辐射板、红外线电加热管或红外加热灯。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术的一种基于热电效应的红外干燥试验装置，与现有技术相比：
[0021]1)能解决现有红外干燥试验装置的不足之处，将热电效应和红外干燥技术相结合，通过利用半导体制冷片冷面制冷，热面散热等特点，将红外干燥中产生的高温高湿的干燥介质通过除湿后并再次利用，同时将半导体制冷片热面产生的热量收集起来，可以实现干燥介质的增热，缩短干燥时间，从而提高了红外干燥的效率，提升干燥品质，降低干燥能耗。
[0022]2)通过控制模块控制红外辐射模块发热功率、循环风机转速、半导体制冷片功率等参数，从而可以实现不同干燥的干燥条件，为红外干燥试验提供了装置，可以用于多参数干燥试验，可以探究不同干燥条件下是最佳干燥工艺参数。
[0023]3)可以为其他需要排湿控温的干燥试验装置提供思路，也可满足小批量农产品红外干燥的需求，对红外干燥的工业化应用提供试验基础。
附图说明
[0024]图1为实施例中的一种基于热电效应的红外干燥试验装置的结构示意图。
[0025]图2为实施例中的一种基于热电效应的红外干燥试验装置的另一视觉的结构示意图。
[0026]图3为实施例中的一种基于热电效应的红外干燥试验装置的隐藏了左侧板后的结构示意图，主要示意出控制模块。
[0027]图4为实施例中的一种基于热电效应的红外干燥试验装置的隐藏了局部机架后的结构示意图。
[0028]图5为图4的另一视觉的结构示意图。
[0029]图6为实施例中的冷凝降温机构的结构示意图。
[0030]附图标记：
[0031]机架1、前侧板11、右侧板12、左侧板13、顶板14、后侧板15、物料门16、观察窗17；干燥箱体2、物料盘21、红外辐射加热模块22、支撑架23、排湿导向罩24、回风接口25、热风收集罩26；循环管道31、循环风机32、冷凝水收集器33、翅片组34、热电制冷片35、散热水冷头36、第一接口361、第二接口362；水冷风扇4、风扇本体41、换热盘管42；称重传感器51、第一温湿度传感器52、控制面板53、风速传感器54、第二温湿本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于热电效应的红外干燥试验装置，其特征是：包括机架，机架设有干燥箱体和热能循环模块，干燥箱体设置有横向布置的网状的物料盘，物料盘的上方设置有红外辐射加热模块；热能循环模块包括循环管道、循环风机和冷凝降温机构，冷凝降温机构包括冷凝水收集器、翅片组、热电制冷片和散热水冷头，循环管道的两端连通干燥箱体，循环风机用于驱动干燥箱体内的气流经由循环管道循环流动，冷凝水收集器位于循环管道处；翅片组安装在冷凝水收集器中，热电制冷片为半导体制冷片，其冷面与翅片组相连换热，热面与散热水冷头相连换热，冷凝水收集器的底部设有出水口；热能循环模块还包括水冷风扇和水箱，水冷风扇包括风扇本体和换热盘管，水箱、换热盘管和散热水冷头经由管体以及水泵相互连通，以在其中流动散热介质；风扇本体设置在干燥箱体的底部，换热盘管设置在风扇本体的旁侧，以使风扇本体将换热盘管散发的热量吹向干燥箱体中的物料盘。2.根据权利要求1所述的一种基于热电效应的红外干燥试验装置，其特征是：该红外干燥试验装置还包括控制模块，控制模块包括控制面板，控制面板电连接有称重传感器、第一温湿度传感器、风速传感器、第二温湿度传感器和温度控制器；称重传感器安装在网状的物料盘的底部，用于反馈干燥过程中被干燥物料的重量；第一温湿度传感器安装在物料盘的上部，用于收集物料表面温湿度；风速传感器安装在循环风机旁侧，用于测量风速；第二温湿度传感器安装在循环管道中，用于采集经过冷凝除湿后空气介质的温湿...
【专利技术属性】
技术研发人员：王光辉，张晓勤，闫崔强，薛翰青，蔡晨，李冲，徐东飞，孙玺航，田如愿，王柳清，辛龙，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：
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