[發明專利]一種多層次冷熱共用真空凍干系統

在審

• 申請號: 202011181792.9
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112197517A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 劉進進;顧亞雷;張建華;殷駿
• 申請（專利權）人: 四方科技集團股份有限公司
• 主分類號: F26B5/06
• 分類號: F26B5/06;F26B23/10
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發明涉及一種多層次冷熱共用真空凍干系統，包括預凍單元、脫水單元、負壓單元以及熱泵單元，產品在預凍單元進行冷凍后，在脫水單元進行脫水，脫水單元通過負壓單元保證脫水單元內部為負壓，熱泵單元包括高溫側熱泵組件以及低溫側熱泵組件，高溫側熱泵組件的高溫冷凝器向脫水單元內提供熱能，低溫側熱泵組件向預凍單元以及脫水單元提供冷能。系統同時滿足在預凍工序、真空脫干工序冷量、熱量的需要；省去了現有常規的蒸汽、熱油等系統；也省去了現有系統需要外置冷卻塔等散熱設備；采用低溫冷凝器作為脫水單元內的除水裝置，能夠保證除水裝置無結霜、結凍現象，系統效率高，節能效果明顯，生產加工速度提高。

技術領域

本發明涉及真空凍干技術領域，尤其是涉及一種多層次冷熱共用真空凍干系統。

背景技術

真空凍干技術是利用在真空環境下升華溫度低的原理使物料脫水的一種干燥技術，物料經快速凍結后，在真空(低于水的三相點壓力)環境下加熱。針對真空凍干領域，其在工藝上主要存在兩個工序，第一個工序為預凍，第二個工序為真空脫水；目前針對第一個工序，通常采用一套低溫機組供冷；針對第二個工序，利用蒸汽、熱油等溫度在90-140℃范圍內提供物料脫水蒸發過程所需熱量；利用一套種類機組提供真空泵前的空氣除水工作，通常利用中冷蒸發器將抽出的空氣中的水氣凍結為霜凍，待工序完成后，停機化霜，以此避免真空泵滑油進水鹵化。

針對目前的工藝，主要存在以下問題：

1、冷凍機組的冷凝端完全浪費，同時需采用冷卻塔等散熱，投資高；

2、需要有額外的高溫熱源供物料脫水蒸發的熱量，費用高；

3、為保護真空泵，第二個工序中的中冷蒸發器蒸發溫度低，cop低，且生產加工過程中，其表面霜凍層持續變厚，機組cop持續下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠充分利用能源且具有較高的cop的多層次冷熱共用真空凍干系統。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：一種多層次冷熱共用真空凍干系統，包括預凍單元、脫水單元、負壓單元以及用于提供熱能與冷能的熱泵單元，產品在預凍單元進行冷凍后，在脫水單元進行脫水，脫水單元通過負壓單元保證脫水單元內部為負壓，所述的熱泵單元包括高溫側熱泵組件以及低溫側熱泵組件，所述的高溫側熱泵組件的高溫冷凝器向脫水單元內提供熱能，所述的低溫側熱泵組件向預凍單元以及脫水單元提供冷能，在所述的脫水單元內經過高溫側熱泵單元高溫冷凝器加熱的水蒸氣遇到低溫側熱泵單元的低溫冷凝器轉換為液態水。

進一步具體的，所述的低溫側熱泵組件依次由低溫壓縮機、低溫油分、低溫冷凝器、中間換熱器、低溫節流閥以及低溫蒸發器串聯而成，所述的低溫冷凝器位于脫水單元內，所述的低溫蒸發器位于預凍單元內。

進一步具體的，所述的低溫冷凝器有兩個分別為第一低溫冷凝器與第二低溫冷凝器，所述的第二低溫冷凝器位于脫水單元內，在所述的第一低溫冷凝器旁設置外風機。

進一步具體的，在所述的第二低溫冷凝器旁設置用于收集并排出液態水的排水裝置。

進一步具體的，所述的高溫側熱泵組件依次由高溫壓縮機、高溫油分、高溫冷凝器、高溫節流閥以及中間換熱器串聯而成，所述的高溫冷凝器位于脫水單元內。

進一步具體的，所述的高溫冷凝器有兩個分別為第一高溫冷凝器與第二高溫冷凝器，所述的第一高溫冷凝器與第二高溫冷凝器并聯，所述的第一高溫冷凝器位于脫水單元內，所述的第二高溫冷凝器位于負壓單元內。

進一步具體的，所述的高溫節流閥有兩個分別為第一高溫節流閥與第二高溫節流閥，所述的第一高溫節流閥與第一高溫冷凝器串聯，所述的第二高溫節流閥與第二高溫冷凝器串聯。

進一步具體的，在所述的負壓單元內設置風道，在所述的風道上設置真空泵組。