[發明專利]帶閃蒸器噴氣增焓熱泵真空冷凍干燥組合設備節能控制方法

有效

• 申請號: 201610299894.8
• 申請日: 2016-05-09
• 公開（公告）號: CN105928326B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 徐言生;吳治將;李錫宇;李東洺
• 申請（專利權）人: 順德職業技術學院
• 主分類號: F26B5/06
• 分類號: F26B5/06;F25B1/00;F25B49/02
• 代理公司: 佛山市科順專利事務所44250
• 代理人: 梁紅纓

1.一種帶閃蒸器的噴氣增焓熱泵真空冷凍干燥組合設備節能控制方法，其特征在于組合設備包括真空系統（1）、噴氣增焓變頻壓縮機（2）、冷卻水流量調節閥（3）、旁通換熱器（4）、加熱介質循環泵（5）、冷凝器（6）、干燥室加熱隔板（7）、閃蒸器（8）、一級節流閥（9）、二級節流閥（10）、平板型捕水器（11）、控制系統（12）、加熱介質入口溫度傳感器（13）、冷凝溫度傳感器（14）、中間溫度傳感器（15）及捕水器蒸發溫度傳感器（16）；其中所述加熱介質入口溫度傳感器（13）感應進入干燥室加熱隔板（7）的加熱介質的入口溫度T1，冷凝溫度傳感器（14）感應流出冷凝器（6）的制冷劑的冷凝溫度T2，中間溫度傳感器（15）感應進入閃蒸器（8）的制冷劑中間溫度T3，捕水器蒸發溫度傳感器（16）感應進入平板型捕水器（11）的制冷劑的蒸發溫度T4；所述控制系統（12）的節能控制方法包括步驟如下：

（一）根據食品干燥工藝要求確定干燥室加熱隔板（7）的加熱介質的入口溫度T1，以此為控制對象通過調節冷卻水流量調節閥（3）的開度來實現，當實際溫度大于設定值時，冷卻水流量調節閥（3）的開度加大，反之減小；

（二）根據組合設備干燥室的真空度要求以及組合設備運行過程中平板型捕水器（11）表面霜層厚度的變化，確定組合設備運行過程中平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4隨運行時間t變化的函數式，以下是一種簡化的計算方法：

（a）根據確定干燥室的真空度，得到平板型捕水器（11）的對應水蒸氣凝華溫度，平板型捕水器（11）的表面霜層溫度必須低于此溫度，此溫度也即組合設備開始運行時平板型捕水器（11）的初始蒸發溫度T41；

（b）根據平板型捕水器（11）的總捕水量和表面積，確定整個運行周期結束時平板型捕水器（11）表面結霜厚度d，得到運行周期結束時平板型捕水器（11）的最終蒸發溫度T42，因此整個運行周期S時間內平板型捕水器（11）初始蒸發溫度與最終蒸發溫度的溫差ΔT=T41-T42；

（c）因整個運行周期S時間內，單位時間升華水量不同，根據實際運行規律，其運行過程基本可以分為兩個階段，第一階段在一半的運行時間內即0～0.5S，升華水量約為總水量的70%±10%，且單位時間升華量基本相同；在第二階段余下的運行時間內也即0.5S～S，升華水量約為總水量的30%±10%，單位時間升華量同樣基本相同；以平板型捕水器來計算，則第一階段平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4隨運行時間t變化的函數式Ⅰ為T4= T41－1.4*（t/s）*ΔT，式Ⅰ中，，在第二階段平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4隨時間t變化的函數式Ⅱ為T4= T41－0.4ΔT-0.6*（t/s）*ΔT,式Ⅱ中，，考慮到給蒸發溫度一定安全余量，實際蒸發溫度T4可在上述計算值的基礎上降低2～3℃；

（三）根據不同平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4和冷凝器（6）的冷凝溫度T2，以制冷系統能效比最大為原則，通過實驗得到閃蒸器（8）最佳的制冷劑溫度T3，并通過回歸方法得到閃蒸器（8）的制冷劑最佳溫度T3隨平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4和冷凝器（6）的冷凝溫度T2變化的函數式Ⅲ；

（四）根據平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4隨運行時間變化的函數式Ⅰ及函數式Ⅱ，通過二級節流閥（10）的開度調節及噴氣增焓變頻壓縮機（2）的轉速調節來實現，當平板型捕水器（11）的蒸發溫度T4實際值高于計算值時，噴氣增焓變頻壓縮機（2）的轉速提高，二級節流閥（10）的開度相應減小，當實際值低于計算值時，噴氣增焓變頻壓縮機（2）的轉速降低，二級節流閥（10）的開度相應加大；

（五）根據函數式Ⅲ計算確定的閃蒸器（8）制冷劑最佳中間溫度T3，通過一級節流閥（9）的開度調節來實現，當閃蒸器（8）制冷劑最佳中間溫度T3實際值高于計算值時，一級節流閥（9）的開度相應減小，當實際值低于計算值時，一級節流閥（9）的開度相應加大。