一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，以制冷压缩机作为主动力机，在双蒸发器为冻干系统提供冷量的同时，回收冷凝器放热用于物料升华和解析阶段升温，将冻干箱、真空泵、冷阱、电加热器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等主要部件结合在一起，通过各类阀门控制和调节流量，完成物料的真空冷冻干燥。机组具有结构紧凑，性能系数高，节能降耗效果明显的特点。

A Vacuum-freezing Coupled Waste Heat Cycle Energy-saving Dryer

【技术实现步骤摘要】
一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机
本专利技术涉及一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，属于制冷

技术介绍
真空冷冻干燥是先将湿物料冻结到共晶点温度以下,使水分变成固态的冰,然后在真空及低于共晶点温度下,使冰升华为水蒸汽,在真空泵抽吸作用下，水蒸汽进入冷阱并被捕获,从而获得干燥制品的技术。冷冻干燥技术能够保持被干燥物料的结构、性质、形状和生物活性，且冻干食品复水后基本能保持其新鲜时的色泽、形状、口感和营养,受到了人们的普遍欢迎。但由于冷冻干燥比其他干燥方法所需时间长、能耗高,造成冻干食品成本高,销售价格贵,限制了它的普及发展。现有技术中存在的问题是：真空冷冻干燥分升华和解析两个阶段，为了将水分脱除，需要在这两个阶段对物料加热，使其内部水分脱除，并在冷阱中凝结。在此过程中一方面需要冷阱及蒸发器吸收热量，并通过冷凝器将热量排到环境中，另一方面又需要电辅助加热或锅炉供热使物料发生升华与解析干燥。对整个真空冷冻干燥装置而言，在排出热量的同时又向其输入热量，造成了能量的浪费和重复输入，最终导致冷冻干燥能耗较高。因此,通过合理统筹整机的能量输入输出，提出新型冷冻干燥装置，可以降低冷冻干燥能源消耗，进而降低冻干产品的成本，推动冻干技术的推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，在升华与解析干燥阶段回收冷凝器的热量用于加热物料，大大减少甚至不用电加热，从而降低冷冻干燥的能耗。本专利技术的技术原理和技术路线如下：本专利技术提出的一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，冷凝器采用水冷冷凝器，流体介质为油或乙二醇盐溶液，冷凝器的流体介质与冻干箱连通，制冷剂在蒸发器和冷阱内回收热量后，经压缩机压缩后，变为高温高压的气体，在冷凝器内将热量传递给流体介质。在升华与解析干燥阶段，流体介质在泵作用下进入冻干箱，加热物料，提供水分升华与解析所需的热量，不足部分由电辅助加热提供。为实现上述专利技术目的，技术方案具体如下所述：一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，包括制冷压缩机1、冷凝器2、储液罐3、第一节流阀4、第五电磁阀24、蒸发器5、第一电磁阀6、第二节流阀7、冷阱8、止回阀9、冻干箱10、散热器11、第二电磁阀12、第六电磁阀13、第一循环泵14、电加热器15、第三电磁阀16、电动阀17、箱阱阀18、油箱19、第四电磁阀20、第二循环泵21、真空泵22、截止阀23；并且，冷凝器2内置冷凝盘管2-1，蒸发器5内置蒸发盘管5-1，冷阱8内置冷阱盘管8-1；所述真空冷冻干燥机包括制冷剂回路和流体介质回路；制冷剂回路的制冷压缩机1出口连接冷凝器2中冷凝盘管2-1的进口，冷凝盘管2-1出口连接储液罐3进口，储液罐3出口分别连接第五电磁阀24和第一电磁阀6进口，第五电磁阀24出口连接第一节流阀4进口，第一节流阀4出口连接蒸发器5的蒸发盘管5-1进口，蒸发盘管5-1出口连接制冷压缩机1进口；第一电磁阀6出口连接第二节流阀7进口，第二节流阀7出口连接冷阱8的冷阱盘管8-1进口，冷阱盘管8-1出口连接止回阀9进口，止回阀9出口与蒸发盘管5-1出口并联后连接制冷压缩机1进口，其中，循环介质为制冷剂；流体介质回路的冷阱8下方出口接截止阀23进口，截止阀23出口排水；冻干箱10下方出口进接箱阱阀18进口，箱阱阀18出口连接冷阱8上方进口，冷阱8左侧出口接真空泵22进口，冻干箱10右侧下方出口分别连接蒸发器5进口、第六电磁阀13进口和油箱19，蒸发器5左侧出口连接第二循环泵21进口，第二循环泵21出口连接第四电磁阀20进口，第四电磁阀20出口连接冻干箱10右侧上方进口，第一循环泵14出口连接冷凝器2进口，冷凝器2出口分别连接散热器11进口和电加热器15进口，散热器11出口连接第二电磁阀12进口，第二电磁阀12出口与第六电磁阀13出口并联后连接第一循环泵14进口，电加热器15出口连接第三电磁阀16进口，第三电磁阀16出口连接电动阀17进口，电动阀17出口与第四电磁阀20出口并联后连接冻干箱10右侧上方进口，其中，循环介质为油或乙二醇盐溶液。优选，所述冷凝器2为液体冷凝器。一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，该装置在保证能量平衡的基础之上，以制冷压缩机作为主动力机，在双蒸发器为冻干系统提供冷量的同时，利用冷凝器放出的热量在物料升华阶段提供升温条件，将冻干箱、真空泵、冷阱、电加热器、压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等主要部件结合在一起，通过各类阀门控制和调节流量，完成物料的冷冻干燥。本专利技术与现有技术相比具有以下创新：本专利技术改变了现行冻干设备完全采用电加热器或锅炉提供物料水分脱除所需热量的现状，通过制冷循环中蒸发器与冷阱吸收热量，由制冷剂送到冷凝器，再由油或乙二醇盐溶液回收冷凝器热量，送到冻干箱加热物料，实现了热量的充分合理利用，直接回收冷凝器热量用于物料干燥，使得冻干耗能会大大降低，同时由于冷凝器采用液体冷却，冷凝温度大幅降低，机组性能系数得到提高，进一步带来节能降耗效果。附图说明图1为本专利技术的实施例1的一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机结构示意图。其中，1—制冷压缩机，2—冷凝器，2-1—冷凝盘管，3—储液罐，4—第一节流阀，5—蒸发器，5-1—蒸发盘管，6—第一电磁阀，7—第二节流阀，8—冷阱，8-1—冷阱盘管，9—止回阀，10—冻干箱，11—散热器，12—第二电磁阀，13—第六电磁阀，14—第一循环泵，15—电加热器，16—第三电磁阀，17—电动阀，18—箱阱阀，19—油箱，20—第四电磁阀，21—第二循环泵，22—真空泵，23—截止阀，24—第五电磁阀。具体实施方式为使本专利技术的目的、特性和优点更加明确，下面结合附图就本专利技术的最佳实施方式做详细说明，其中，附图中所述上下前后左右皆是指从图中所述方位指向。实施例1一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，包括制冷压缩机1、冷凝器2、储液罐3、第一节流阀4、第五电磁阀24、蒸发器5、第一电磁阀6、第二节流阀7、冷阱8、止回阀9、冻干箱10、散热器11、第二电磁阀12、第六电磁阀13、第一循环泵14、电加热器15、第三电磁阀16、电动阀17、箱阱阀18、油箱19、第四电磁阀20、第二循环泵21、真空泵22、截止阀23；并且，冷凝器2内置冷凝盘管2-1，蒸发器5内置蒸发盘管5-1，冷阱8内置冷阱盘管8-1；所述真空冷冻干燥机包括制冷剂回路和流体介质回路；制冷剂回路的制冷压缩机1出口连接冷凝器2中冷凝盘管2-1的进口，冷凝盘管2-1出口连接储液罐3进口，储液罐3出口分别连接第五电磁阀24和第一电磁阀6进口，第五电磁阀24出口连接第一节流阀4进口，第一节流阀4出口连接蒸发器5的蒸发盘管5-1进口，蒸发盘管5-1出口连接制冷压缩机1进口；第一电磁阀6出口连接第二节流阀7进口，第二节流阀7出口连接冷阱8的冷阱盘管8-1进口，冷阱盘管8-1出口连接止回阀9进口，止回阀9出口与蒸发盘管5-1出口并联后连接制冷压缩机1进口，其中，循环介质为制冷剂；流体介质回路的冷阱8下方出口接截止阀23进口，截止阀23出口排水；冻干箱10下方出口进接箱阱阀18进口，箱阱阀18出口连接冷阱8上方进口，冷阱8左侧出口接真空泵22进口，冻干箱10右侧下方出口分别连接蒸发器5进口、第六电磁阀13进口和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，其特征在于包括制冷压缩机(1)、冷凝器(2)、储液罐(3)、第一节流阀(4)、蒸发器(5)、第一电磁阀(6)、第二节流阀(7)、冷阱(8)、止回阀(9)、冻干箱(10)、散热器(11)、第二电磁阀(12)、第六电磁阀(13)、第一循环泵(14)、电加热器(15)、第三电磁阀(16)、电动阀(17)、箱阱阀(18)、油箱(19)、第四电磁阀(20)、第二循环泵(21)、真空泵(22)、截止阀(23)、第五电磁阀(24)，并且，冷凝器(2)内置冷凝盘管(2‑1)，蒸发器(5)内置蒸发盘管(5‑1)，冷阱(8)内置冷阱盘管(8‑1)；所述真空冷冻耦合余热循环节能干燥机包括制冷剂回路和流体介质回路；制冷剂回路：制冷压缩机(1)出口连接冷凝器(2)中冷凝盘管(2‑1)的进口，冷凝盘管(2‑1)出口连接储液罐(3)进口，储液罐(3)出口分别连接第五电磁阀(24)和第一电磁阀(6)进口，第五电磁阀(24)出口连接第一节流阀(4)进口，第一节流阀(4)出口连接蒸发器(5)的蒸发盘管(5‑1)进口，蒸发盘管(5‑1)出口连接制冷压缩机(1)进口，第一电磁阀(6)出口连接第二节流阀(7)进口，第二节流阀(7)出口连接冷阱(8)内的冷阱盘管(8‑1)进口，冷阱盘管(8‑1)出口连接止回阀(9)进口，止回阀(9)出口与蒸发盘管(5‑1)出口并联后连接制冷压缩机(1)进口，其中，循环介质为制冷剂；流体介质回路：冷阱(8)下方出口接截止阀(23)进口，截止阀(23)出口排水，冻干箱(10)下方出口进接箱阱阀(18)进口，箱阱阀(18)出口连接冷阱(8)上方进口，冷阱(8)左侧出口接真空泵(22)进口，冻干箱(10)右侧下方出口分别连接蒸发器(5)进口、第六电磁阀(13)进口和油箱(19)，蒸发器(5)左侧出口连接第二循环泵(21)进口，第二循环泵(21)出口连接第四电磁阀(20)进口，第四电磁阀(20)出口连接冻干箱(10)右侧上方进口，第一循环泵(14)出口连接冷凝器(2)进口，冷凝器(2)出口分别连接散热器(11)进口和电加热器(15)进口，散热器(11)出口连接第二电磁阀(12)进口，第二电磁阀(12)出口与第六电磁阀(13)出口并联后连接第一循环泵(14)进口，电加热器(15)出口连接第三电磁阀(16)进口，第三电磁阀(16)出口连接电动阀(17)进口，电动阀(17)出口与第四电磁阀(20)出口并联后连接冻干箱(10)右侧上方进口，其中，循环介质为油或乙二醇溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种真空冷冻耦合余热循环节能干燥机，其特征在于包括制冷压缩机(1)、冷凝器(2)、储液罐(3)、第一节流阀(4)、蒸发器(5)、第一电磁阀(6)、第二节流阀(7)、冷阱(8)、止回阀(9)、冻干箱(10)、散热器(11)、第二电磁阀(12)、第六电磁阀(13)、第一循环泵(14)、电加热器(15)、第三电磁阀(16)、电动阀(17)、箱阱阀(18)、油箱(19)、第四电磁阀(20)、第二循环泵(21)、真空泵(22)、截止阀(23)、第五电磁阀(24)，并且，冷凝器(2)内置冷凝盘管(2-1)，蒸发器(5)内置蒸发盘管(5-1)，冷阱(8)内置冷阱盘管(8-1)；所述真空冷冻耦合余热循环节能干燥机包括制冷剂回路和流体介质回路；制冷剂回路：制冷压缩机(1)出口连接冷凝器(2)中冷凝盘管(2-1)的进口，冷凝盘管(2-1)出口连接储液罐(3)进口，储液罐(3)出口分别连接第五电磁阀(24)和第一电磁阀(6)进口，第五电磁阀(24)出口连接第一节流阀(4)进口，第一节流阀(4)出口连接蒸发器(5)的蒸发盘管(5-1)进口，蒸发盘管(5-1)出口连接制冷压缩机(1)进口，第一电磁阀(6)出口连接第二节流阀(7)进口，第二节流阀(7)出口连接冷阱(8)内的冷阱盘管(8-1)进口，冷阱盘管(8-1)出...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海波，戴家傲，宁会锋，吴坤，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：山东,37