[发明专利]真空冷冻干燥设备余热回收利用系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空冷冻干燥设备，具体涉及一种真空冷冻干燥设备制冷系统冷凝器散热回收利用系统，同时还涉及一种基于上述余热回收利用系统的余热回收利用方法。

背景技术

真空冷冻干燥是将食品冷冻，使其含有的水变成冰块，然后在真空下使冰升华而达到干燥目的。要维持升华干燥的不断进行，必须满足两个基本条件，即热量的不断供给和生成蒸汽的不断排除。现有的真空冷冻干燥设备基本采用辐射加热方式，由加热板辐射来供给热量，用热水加热加热板，热水是通过汽-水换热或电加热产生。供给热量的过程是一个传热过程，排除蒸汽的过程是一个传质的过程，升华蒸汽被蒸汽捕集器（冷阱）捕获后被制冷系统的蒸发器冷凝，并通过制冷系统冷凝器向大气中散热。对于制冷系统来讲，由于不同季节的大气温度不同，尤其是夏天大气温度高，制冷系统的制冷系数大幅下降，运行经济性大幅下降，电耗大。对于真空冷冻干燥设备整体来讲，在供给热量的同时将大量热量散失到大气中，热量未能充分合理利用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能将制冷系统冷凝器散热回收利用的真空冷冻干燥设备余热回收利用系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种真空冷冻干燥设备余热回收利用系统，包括

制冷系统冷凝器，加热盐水槽工质；

第一热泵，其蒸发器与盐水槽内工质换热，其冷凝器与中间容器内工质换热；

第二热泵，其蒸发器与中间容器内工质换热，冷凝器加热加热板需热水；

中间容器还设有辅助加热装置。

第二热泵的数量根据生产线不同干燥时段所需的不同温度匹配，第二热泵彼此之间并联布置。

上述真空冷冻干燥设备余热回收利用系统，所述辅助加热装置为空气源热泵。

上述真空冷冻干燥设备余热回收利用系统，所述辅助加热装置为太阳能集热系统，其贮热水箱中工质与中间容器工质换热。

对于辅助加热装置为太阳能集热系统的真空冷冻干燥设备余热回收利用系统，所述中间容器还设有空气源热泵辅助加热装置。

制冷系统冷凝器的散热通过余热回收利用系统加热加热板所需热水，对于真空冷冻干燥设备整体来讲，构成了能量循环系统。本发明不仅回收利用了制冷系统冷凝器的散热，还将制冷系统冷凝器的环境稳定保持在一个相对较低的温度，制冷系统的能效比增大，运行经济性好，电耗降低。加热板所需热水的热量绝大部分来自于制冷系统冷凝器的散热，避免了蒸汽和电（电加热）的消耗，降低了运行成本，节能减排。真空冷冻干燥设备整体的热损失通过辅助加热装置补充。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种能将制冷系统冷凝器散热回收利用的真空冷冻干燥设备余热回收利用方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种基于上述余热回收利用系统的余热回收利用方法，制冷系统冷凝器散热给盐水槽中盐水，第一热泵从盐水槽内取热并加热中间容器中工质，第二热泵从中间容器内取热并加热加热板需热水，辅助加热装置给中间容器辅助加热。

上述余热回收利用方法，所述盐水槽中水温控制在8℃～10℃，中间容器中工质温度控制在40℃～50℃，加热板需热水水温根据工艺要求在50℃～90℃范围内选择，当中间容器中工质温度低于40℃时，辅助加热装置给中间容器辅助加热。

上述余热回收利用方法，所述辅助加热装置为空气源热泵或/和太阳能集热系统。

本发明用制冷系统冷凝器的散热加热加热板所需热水，对于真空冷冻干燥设备整体来讲，散热损失通过辅助加热装置弥补，构成了稳定的能量循环系统。制冷系统冷凝器的环境稳定保持在8℃～10℃，制冷系统的能效比增大，运行经济性好，电耗降低。加热板所需热水的热量绝大部分来自于制冷系统冷凝器的散热，避免了蒸汽和电（电加热）的消耗，降低了运行成本，节能减排。

本发明还提供一种能将制冷系统冷凝器散热回收利用的真空冷冻干燥设备余热回收利用方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种通过上述余热回收利用系统的余热回收利用方法， 

在用电低谷时段，制冷系统冷凝器散热给盐水槽中盐水，第一热泵从盐水槽内取热，最终使得盐水槽蓄冰，第一热泵加热中间容器中工质，第二热泵从中间容器内取热并加热加热板需热水， 

中间容器中工质温度控制在40℃～50℃，加热板需热水水温根据工艺要求在50℃～90℃范围内选择；