專利名稱：一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種凍干機(jī)，特別是一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)能對凍干機(jī)運(yùn)行中需要排放的熱量即余熱進(jìn)行回收和利用。
背景技術(shù)：
真空冷凍干燥的エ藝特點(diǎn)就是將冷凍成固態(tài)的物品在真空環(huán)境下，升華掉物品中的水份而最終使物品干燥，而升華的水份，轉(zhuǎn)移到冷阱盤管上重新凝華為冰。這ー特點(diǎn)決定了 凍干機(jī)為冷凍物品或凝華水份必須配置相應(yīng)的制冷壓縮機(jī)，而制冷壓縮機(jī)在運(yùn)行中必然持續(xù)排出大量的熱量，而冷阱盤管上所凝華的冰也必然需要大量的熱量來融化后排放棹；同吋，現(xiàn)有的凍干機(jī)根據(jù)需求，很多都具有熱媒循環(huán)系統(tǒng)和在位蒸汽滅菌功能，而熱媒循環(huán)系統(tǒng)在必要時需要加熱，在位蒸汽滅菌運(yùn)行中或結(jié)束后又需要排出大量的蒸汽。 目前，國內(nèi)外常用的凍干機(jī)有多種，而目前應(yīng)用更廣泛的凍干機(jī)則是含有制冷系統(tǒng)、融霜系統(tǒng)、熱媒循環(huán)系統(tǒng)及蒸汽排放系統(tǒng)的凍干機(jī)，其制冷系統(tǒng)主要含有制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、冷阱盤管，融霜系統(tǒng)主要含有融霜閥、冷阱及冷阱排出閥，其熱媒循環(huán)系統(tǒng)主要含有循環(huán)泵、電加熱器、制冷換熱器、擱板、儲液器，蒸汽排放系統(tǒng)主要含有箱體、冷阱、及箱蒸汽排出閥、阱蒸汽排出閥。凍干機(jī)制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)排出的是含有很高熱量的高溫高壓蒸汽，通過冷凝器將熱量排掉；熱媒循環(huán)系統(tǒng)在需要升溫或補(bǔ)充熱量時，通過電加熱器進(jìn)行加熱；蒸汽排放系統(tǒng)在需要排出蒸汽時，打開箱蒸汽排出閥和阱蒸汽排出閥，將蒸汽排放；凍干機(jī)冷阱需要融霜時，打開融霜系統(tǒng)的融霜閥，向冷阱內(nèi)放入融霜水或融霜蒸汽，將冷阱盤管上的冰溶解，最后通過冷阱排出閥將冷阱內(nèi)的水排出冷阱。凍干機(jī)在冷凍干燥過程中，冷阱需要連續(xù)捕捉升華產(chǎn)生水蒸氣，所以制冷壓縮機(jī)始終連續(xù)運(yùn)行，直至干燥過程結(jié)束；制冷壓縮機(jī)的排氣熱量始終通過冷凝器向外排放，該熱量沒有被利用而白白浪費(fèi)；冷阱捕獲的冰在每個凍干批次后都需要融冰，融冰又需要大量的高溫的融霜水或融霜蒸汽；熱媒循環(huán)系統(tǒng)由于升華干燥需要不斷地吸收熱量，所以，物品升華干燥從開始直至干燥結(jié)束，升華所需要的熱量均由熱媒循環(huán)系統(tǒng)的電加熱器提供；蒸汽滅菌后，凍干機(jī)箱、阱內(nèi)大量的高溫蒸汽也被直接排放。這種運(yùn)行的結(jié)果是一方面，制冷壓縮機(jī)的排氣熱量以及蒸汽消毒后的蒸汽熱量被全部浪費(fèi)；另一方面，制備融霜水或融霜蒸汽以及為升華提供必要的熱量的電加熱器又要大量消耗能源；凍干機(jī)過大的能源消耗造成了凍干物品的凍干成本過高和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有的凍干機(jī)能耗過高且能源浪費(fèi)嚴(yán)重的不足，本實(shí)用新型提供一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)，凍干機(jī)采用該系統(tǒng)不僅能夠穩(wěn)定吸收、儲存凍干機(jī)運(yùn)行過程中各系統(tǒng)排出的熱量，而且還能將該熱量應(yīng)用于凍干機(jī)運(yùn)行過程中需要提供熱量的各個系統(tǒng)中，從而減少能源損耗，降低凍干成本。[0007]為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，所采用的技術(shù)方案是一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)，包括含有制冷壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥及冷阱盤管的制冷系統(tǒng)，含有融霜閥、冷阱及冷阱排出閥的融霜系統(tǒng)，含有循環(huán)泵、電加熱器、制冷換熱器、擱板及儲液器的熱媒循環(huán)系統(tǒng)及含有箱體、冷阱、箱蒸汽排出閥及阱蒸汽排出閥的蒸汽排放系統(tǒng)，其特征是采用ー個儲熱系統(tǒng)，該儲熱系統(tǒng)含有通過管道相接的儲水箱、壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器、儲熱循環(huán)泵，儲熱循環(huán)泵既與壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器相連接，又與儲水箱相連接，壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器與儲水箱相連接；儲熱系統(tǒng)通過壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器與制冷系統(tǒng)的冷凝器及制冷壓縮機(jī)相連接；儲熱系統(tǒng)的儲水箱通過余熱利用循環(huán)泵與融霜系統(tǒng)的融霜閥相連接，在儲水箱與融霜系統(tǒng)的冷阱、冷阱排出閥之間設(shè)有融霜水回收閥，融霜水回收閥與儲水箱之間設(shè)有融霜水回收泵；在熱媒循環(huán)系統(tǒng)的電加熱器和制冷換熱器之間設(shè)ー旁通閥，由隔離閥和熱媒加熱換熱器串聯(lián)而成的熱媒加熱回路與該旁通閥形成事實(shí)上的并聯(lián)，同吋，該熱媒加 熱換熱器的加熱側(cè)入口還連接一供熱閥，熱媒加熱換熱器的加熱側(cè)出ロ與儲水箱相連接，熱媒加熱換熱器的加熱側(cè)入ロ通過供熱閥、余熱利用循環(huán)泵與儲熱系統(tǒng)的儲水箱相連接；在儲水箱內(nèi)安裝ー蒸汽排出換熱器，儲熱系統(tǒng)通過蒸汽排出換熱器與蒸汽排放系統(tǒng)的箱蒸汽排出閥及阱蒸汽排出閥相連接。凍干機(jī)安裝本實(shí)用新型的節(jié)能系統(tǒng)，不僅能夠穩(wěn)定吸收、儲存凍干機(jī)制冷系統(tǒng)中制冷壓縮機(jī)的排氣熱量，存儲蒸汽排放系統(tǒng)中凍干機(jī)蒸汽滅菌后所排出蒸汽的熱量，而且能將吸收、儲存的熱量應(yīng)用于融霜系統(tǒng)的冷阱除霜及對熱媒循環(huán)系統(tǒng)的熱媒進(jìn)行加熱。本實(shí)用新型充分利用了凍干機(jī)運(yùn)行過程中排放的熱量，使其自身達(dá)到了廢物再利用的效果，大大地節(jié)約了能源，降低了物品的凍干成本，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使用方便。

圖I為本實(shí)用新型最佳實(shí)施例的原理示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施的例子對本實(shí)用新型做進(jìn)ー步詳細(xì)的描述。從圖I給出的本實(shí)用新型的實(shí)施例的原理示意圖中可以看出，它是在含有(含有制冷壓縮機(jī)I、冷凝器2、節(jié)流閥3、冷阱盤管5的)制冷系統(tǒng)、(含有融霜閥21、冷阱8及冷阱排出閥7的)融霜系統(tǒng)、(含有循環(huán)泵12、電加熱器13、制冷換熱器18、擱板10、儲液器11的)熱媒循環(huán)系統(tǒng)及(含有箱體9、冷阱8、箱蒸汽排出閥19、阱蒸汽排出閥20的)蒸汽排放系統(tǒng)的凍干機(jī)中，采用ー個儲熱系統(tǒng)，該儲熱系統(tǒng)含有通過管道連接的儲水箱22、儲熱循環(huán)泵25、壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26，儲熱循環(huán)泵25既與壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26相連接，又與儲水箱22相連接，壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26與儲水箱22相連接；儲熱系統(tǒng)通過壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26與制冷系統(tǒng)的冷凝器2及制冷壓縮機(jī)I相連接，壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26內(nèi)的融霜水吸收制冷壓縮機(jī)I排出的熱量后，通過管道進(jìn)入儲水箱22內(nèi)；余熱利用循環(huán)泵24的進(jìn)水口與儲水箱22相連接，余熱利用循環(huán)泵24的出水ロ與融霜閥21相連接，采用余熱利用循環(huán)泵24從儲熱系統(tǒng)的儲水箱22中直接泵水應(yīng)用于融霜系統(tǒng)的冷阱8中，儲熱系統(tǒng)內(nèi)的熱融霜水通過余熱利用循環(huán)泵24及融霜閥21進(jìn)入融霜系統(tǒng)內(nèi)，在儲水箱22與融霜系統(tǒng)的冷阱8、冷阱排出閥7之間設(shè)有融霜水回收閥6及融霜水回收泵4，儲水箱22通過融霜水回收閥6及融霜水回收泵4回收融霜系統(tǒng)排出的冷水；熱媒循環(huán)系統(tǒng)的電加熱器13和制冷換熱器18之間設(shè)有旁通閥14，二者通過旁通閥14相連，由隔離閥15和熱媒加熱換熱器16串連而成的熱媒加熱回路與旁通閥14形成事實(shí)上的并聯(lián)，熱媒加熱換熱器16的受熱側(cè)出口與制冷換熱器18入口相連接，同時，熱媒加熱換熱器16的加熱側(cè)入口連接ー供熱閥17，熱媒加熱換熱器16的加熱側(cè)出口與儲水箱22相連接，熱媒加熱換熱器16的加熱側(cè)入口通過供熱閥17、余熱利用循環(huán)泵24與儲水箱22相連接，采用余熱利用循環(huán)泵24從儲熱系統(tǒng)的儲水箱22中直接泵水應(yīng)用于熱媒循環(huán)系統(tǒng)中；在儲水箱22內(nèi)融霜水的較低水位處，安裝ー蒸汽排出換熱器23，儲熱系統(tǒng)通過蒸汽排出換熱器23與蒸汽排放系統(tǒng)的箱蒸汽排出閥19及阱蒸汽排出閥20相連接，儲熱系統(tǒng)回收蒸汽排放系統(tǒng)排出的蒸汽。圖中的a 口和b ロ分別是通向熱媒循環(huán)系統(tǒng)制冷換熱器18的制冷回路的供液口和回氣ロ。本實(shí)用新型的使用方法為當(dāng)制冷壓縮機(jī)I運(yùn)轉(zhuǎn)且儲熱系統(tǒng)內(nèi)融霜水的溫度低于制冷壓縮機(jī)I排氣溫度吋，開啟儲熱系統(tǒng)的儲熱循環(huán)泵25，融霜水在儲熱循環(huán)泵25的作用下，利用儲熱系統(tǒng)的壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器26連續(xù)吸收、儲存制冷系統(tǒng)中的制冷壓縮機(jī)I的排氣熱量后，通過管道回到儲水箱22內(nèi)；當(dāng)冷阱需要除霜時，開啟余熱利用循環(huán)泵24，同吋，控制融霜系統(tǒng)的融霜閥21，使融霜水進(jìn)入冷阱8并噴灑在冷阱盤管5上，當(dāng)冷阱內(nèi)融霜水 水位到達(dá)設(shè)定的融霜水回收最低水位時，控制融霜水回收閥6和融霜水回收泵4，將冷阱內(nèi)的融霜水泵回儲水箱22，這樣使融霜水在融霜系統(tǒng)和儲熱系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)進(jìn)行融霜，完成融霜后，關(guān)閉融霜閥21及余熱利用循環(huán)泵24，融霜水回收泵4因冷阱8內(nèi)殘留的除霜水延時關(guān)閉，打開冷阱排出閥7，將融霜水回收泵4及融霜水回收管道內(nèi)殘余的融霜水排空后，各相關(guān)閥關(guān)閉完成融霜；當(dāng)熱媒循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的擱板10需要控制溫度，同時擱板10溫度低于儲水箱22內(nèi)部融霜水溫度時，啟動余熱利用循環(huán)泵24，使融霜水進(jìn)入備用加熱狀態(tài)，通過對旁通閥14、隔離閥15的開度控制，以切換熱媒加熱換熱器16在熱媒循環(huán)系統(tǒng)中的作用大小，并使熱媒加熱換熱器16受熱側(cè)內(nèi)的熱媒始終處于流動狀態(tài)，當(dāng)擱板10需要加熱時，控制供熱閥17的開閉來為熱媒循環(huán)系統(tǒng)提供所需的熱量，停止加熱時關(guān)閉供熱閥17 ;當(dāng)蒸汽排放系統(tǒng)需要排出蒸汽時，開啟蒸汽排放系統(tǒng)的箱蒸汽排出閥19及阱蒸汽排出閥20，儲水箱22內(nèi)的融霜水通過蒸汽排出換熱器23吸收并儲存蒸汽的熱量。本實(shí)用新型所述的水壓調(diào)節(jié)閥為一市場上購得的水壓調(diào)節(jié)單向閥，其作用是使壓縮機(jī)儲熱循環(huán)泵與水壓調(diào)節(jié)閥之間管道內(nèi)的融霜水保持在所需的水壓上。按照本實(shí)用新型，除了可廣泛應(yīng)用到凍干機(jī)的生產(chǎn)中，還可以對現(xiàn)有的凍干機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，以達(dá)到節(jié)能增效的目的。
權(quán)利要求1.一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)，包括含有制冷壓縮機(jī)(I)、冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)及冷阱盤管(5)的制冷系統(tǒng)，含有融霜閥(21)、冷阱⑶及冷阱排出閥(7)的融霜系統(tǒng)，還包括含有循環(huán)泵(12)、電加熱器(13)、制冷換熱器(18)、擱板(10)及儲液器(11)的熱媒循環(huán)系統(tǒng)和含有箱體(9)、冷阱(8)、箱蒸汽排出閥(19)及阱蒸汽排出閥(20)中的蒸汽排放系統(tǒng)，其特征是采用一個儲熱系統(tǒng)，該儲熱系統(tǒng)含有通過管道相接的儲水箱(22)、壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器(26)、儲熱循環(huán)泵(25)，儲熱循環(huán)泵(25)既與壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器(26)相連接，又與儲水箱(22)相連接，壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器(26)也與儲水箱(22)相連接；儲熱系統(tǒng)通過壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器(26)與制冷系統(tǒng)的冷凝器(2)及制冷壓縮機(jī)(I)相連接；儲熱系統(tǒng)的儲水箱(22)通過余熱利用循環(huán)泵(24)與融霜系統(tǒng)的融霜閥(21)相連接，在儲水箱(22)與融霜系統(tǒng)的冷阱(8)、冷阱排出閥(7)之間設(shè)有融霜水回收閥(6)，融霜水回收閥(6)與儲水箱(22)之間設(shè)有融霜水回收泵⑷；在熱媒循環(huán)系統(tǒng)的電加熱器(13)和制冷換熱器(18)之間設(shè)一旁通閥(14)，由隔離閥(15)和熱媒加熱換熱器(16)串聯(lián)而成的熱媒加熱回路與旁通閥(14)形成事實(shí)上的并聯(lián)，熱媒加熱換熱器(16)的加熱側(cè)入口連接有供熱閥(17)，熱媒加熱換熱器(16)的加熱側(cè)出口與儲水箱(22)相連接，熱媒加熱換熱器的加熱側(cè)入口通過供熱閥(17)、余熱利用循環(huán)泵(24)與儲水箱(22)相連接；在儲水箱(22)內(nèi)安裝一蒸汽排出換熱器(23)，儲熱系統(tǒng)通過蒸汽排出換熱器(23)與蒸汽排放系統(tǒng)的箱蒸汽排出閥(19)及阱蒸汽排出閥(20)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種凍干機(jī)的節(jié)能系統(tǒng)，它是在現(xiàn)有的含有制冷系統(tǒng)、融霜系統(tǒng)、熱媒循環(huán)系統(tǒng)和蒸汽排放系統(tǒng)的凍干機(jī)的基礎(chǔ)上，采用一個含有儲水箱(22)、蒸汽排出換熱器(23)、壓縮機(jī)高溫?fù)Q熱器(26)、儲熱循環(huán)泵(25)等部件的儲熱系統(tǒng)，該儲熱系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相連，吸收制冷壓縮機(jī)排出的熱量，與融霜系統(tǒng)相連，將熱量提供給融霜系統(tǒng)用于融霜，與熱媒循環(huán)系統(tǒng)相連，將熱量提供給熱媒循環(huán)系統(tǒng)用于加熱，與蒸汽排放系統(tǒng)相連，吸收蒸汽排放系統(tǒng)排放的蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)對凍干機(jī)的余熱進(jìn)行回收和利用。本實(shí)用新型大大地節(jié)約了能源，降低了物品的凍干成本，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使用方便。
文檔編號F26B5/06GK202582135SQ201220209159
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月6日
發(fā)明者蔡英杰 申請人:蔡英杰