[發明專利]真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統和方法

有效

• 申請號: 201210020326.1
• 申請日: 2012-01-29
• 公開（公告）號: CN102524912A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 荊書典;李守順
• 申請（專利權）人: 濟南大陸機電股份有限公司
• 主分類號: A23L3/44
• 分類號: A23L3/44;F24J3/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 李桂存

技術領域

本發明涉及一種真空冷凍干燥設備，具體涉及一種真空冷凍干燥設備制冷系統冷凝器散熱回收利用系統，同時還涉及一種基于上述余熱回收利用系統的余熱回收利用方法。

背景技術

真空冷凍干燥是將食品冷凍，使其含有的水變成冰塊，然后在真空下使冰升華而達到干燥目的。要維持升華干燥的不斷進行，必須滿足兩個基本條件，即熱量的不斷供給和生成蒸汽的不斷排除。現有的真空冷凍干燥設備基本采用輻射加熱方式，由加熱板輻射來供給熱量，用熱水加熱加熱板，熱水是通過汽-水換熱或電加熱產生。供給熱量的過程是一個傳熱過程，排除蒸汽的過程是一個傳質的過程，升華蒸汽被蒸汽捕集器（冷阱）捕獲后被制冷系統的蒸發器冷凝，并通過制冷系統冷凝器向大氣中散熱。對于制冷系統來講，由于不同季節的大氣溫度不同，尤其是夏天大氣溫度高，制冷系統的制冷系數大幅下降，運行經濟性大幅下降，電耗大。對于真空冷凍干燥設備整體來講，在供給熱量的同時將大量熱量散失到大氣中，熱量未能充分合理利用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能將制冷系統冷凝器散熱回收利用的真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統，包括

制冷系統冷凝器，加熱鹽水槽工質；

第一熱泵，其蒸發器與鹽水槽內工質換熱，其冷凝器與中間容器內工質換熱；

第二熱泵，其蒸發器與中間容器內工質換熱，冷凝器加熱加熱板需熱水；

中間容器還設有輔助加熱裝置。

第二熱泵的數量根據生產線不同干燥時段所需的不同溫度匹配，第二熱泵彼此之間并聯布置。

上述真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統，所述輔助加熱裝置為空氣源熱泵。

上述真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統，所述輔助加熱裝置為太陽能集熱系統，其貯熱水箱中工質與中間容器工質換熱。

對于輔助加熱裝置為太陽能集熱系統的真空冷凍干燥設備余熱回收利用系統，所述中間容器還設有空氣源熱泵輔助加熱裝置。

制冷系統冷凝器的散熱通過余熱回收利用系統加熱加熱板所需熱水，對于真空冷凍干燥設備整體來講，構成了能量循環系統。本發明不僅回收利用了制冷系統冷凝器的散熱，還將制冷系統冷凝器的環境穩定保持在一個相對較低的溫度，制冷系統的能效比增大，運行經濟性好，電耗降低。加熱板所需熱水的熱量絕大部分來自于制冷系統冷凝器的散熱，避免了蒸汽和電（電加熱）的消耗，降低了運行成本，節能減排。真空冷凍干燥設備整體的熱損失通過輔助加熱裝置補充。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種能將制冷系統冷凝器散熱回收利用的真空冷凍干燥設備余熱回收利用方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種基于上述余熱回收利用系統的余熱回收利用方法，制冷系統冷凝器散熱給鹽水槽中鹽水，第一熱泵從鹽水槽內取熱并加熱中間容器中工質，第二熱泵從中間容器內取熱并加熱加熱板需熱水，輔助加熱裝置給中間容器輔助加熱。

上述余熱回收利用方法，所述鹽水槽中水溫控制在8℃～10℃，中間容器中工質溫度控制在40℃～50℃，加熱板需熱水水溫根據工藝要求在50℃～90℃范圍內選擇，當中間容器中工質溫度低于40℃時，輔助加熱裝置給中間容器輔助加熱。

上述余熱回收利用方法，所述輔助加熱裝置為空氣源熱泵或/和太陽能集熱系統。

本發明用制冷系統冷凝器的散熱加熱加熱板所需熱水，對于真空冷凍干燥設備整體來講，散熱損失通過輔助加熱裝置彌補，構成了穩定的能量循環系統。制冷系統冷凝器的環境穩定保持在8℃～10℃，制冷系統的能效比增大，運行經濟性好，電耗降低。加熱板所需熱水的熱量絕大部分來自于制冷系統冷凝器的散熱，避免了蒸汽和電（電加熱）的消耗，降低了運行成本，節能減排。

本發明還提供一種能將制冷系統冷凝器散熱回收利用的真空冷凍干燥設備余熱回收利用方法。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為：

一種通過上述余熱回收利用系統的余熱回收利用方法，?

在用電低谷時段，制冷系統冷凝器散熱給鹽水槽中鹽水，第一熱泵從鹽水槽內取熱，最終使得鹽水槽蓄冰，第一熱泵加熱中間容器中工質，第二熱泵從中間容器內取熱并加熱加熱板需熱水，?

中間容器中工質溫度控制在40℃～50℃，加熱板需熱水水溫根據工藝要求在50℃～90℃范圍內選擇；