CN211625876U - 余热回收真空烘干*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种余热回收真空烘干***，包括有：真空烘干机组，设有真空烘干仓、位于真空烘干仓内的换热器和水环泵，水环泵的进气口与真空烘干仓连通；供热组件，设有高温水箱与空气源热泵，高温水箱的第一出水口与换热器的介质入口连通、第一进水口与换热器的介质出口连通，高温水箱的第二进水口与空气源热泵第一冷凝器的换热出口连通、第二出水口与第一冷凝器的换热入口连通；余热回收机组，设有水源热泵，水环泵的进水口与水源热泵第二蒸发器的换热出口连通且二者之间设置有泄压阀、出水口与第二蒸发器的换热入口与连通，高温水箱的第三进水口与第二冷凝器的换热出口连通、第三出水口与第二冷凝器的换热入口连通，有效降低能源耗费。

Description

余热回收真空烘干***

技术领域

本实用新型涉及真空干燥技术领域，更具体地说，涉及一种余热回收真空烘干***。

背景技术

目前在物料干燥技术领域出现了真空干燥技术，真空干燥包含冷冻干燥或者是供热烘干。供热烘干是将物料放入烘腔内，然后对烘腔供热并抽取真空，使物料中的水分在低温下蒸发并随气体被抽走，干燥物料。但是在供热烘干的过程中，泵组等动力装置从烘腔内抽取的气体中含有较多的热量，形成废热。这部分废热被排入空气中造成了资源浪费。

基于上述情况，亟需对现有真空烘干***进行进一步的改进，对真空烘干过程中的废热进行回收利用从而降低工业能源消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种余热回收真空烘干***，其设置有余热回收机组回收泵组中的废热并将废热传递给供热组件对烘干仓进行供热，使废热得以利用，且供热组件的辅助热源为空气源热泵，有效降低能源耗费。

本实用新型提供的一种余热回收真空烘干***，包括有真空烘干机组、供热组件及余热回收机组；所述真空烘干机组包括有真空烘干仓、位于所述真空烘干仓内的换热器和用于抽取真空的泵组，所述泵组包括水环泵，所述水环泵的进气口通过管道与所述真空烘干仓连通；所述供热组件包括有高温水箱与用于为所述高温水箱供热的空气源热泵，所述高温水箱的第一出水口与所述换热器的介质入口相连通、第一进水口与所述换热器的介质出口相连通，所述空气源热泵包括第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器及节流阀组，所述高温水箱的第二进水口与所述第一冷凝器的换热出口连通、第二出水口与所述第一冷凝器的换热入口连通；所述余热回收机组包括有水源热泵，所述水源热泵包括第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器及节流阀，所述水环泵的进水口与所述第二蒸发器的换热出口连通且二者之间的管道上设置有泄压阀，所述水环泵的出水口与所述第二蒸发器的换热入口与连通，所述高温水箱的第三进水口与所述第二冷凝器的换热出口连通、第三出水口与所述第二冷凝器的换热入口连通。

优选地，所述空气源热泵还包括有气液分离器，所述气液分离器的入口与所述第一蒸发器的工质出口相连通、出口与所述第一压缩机的入口相连通。

优选地，所述空气源热泵还包括有与所述第一蒸发器并联设置的太阳能集热器，所述太阳能集热器的工质入口与所述第一冷凝器的冷媒出口相连通、工质出口与所述第一压缩机的入口相连通。

优选地，所述节流阀组包括位于所述第一冷凝器与所述第一蒸发器之间的第一电子膨胀阀、及位于所述第一冷凝器与所述太阳能集热器之间的第二电子膨胀阀。

优选地，所述高温水箱与所述第一冷凝器之间设置有第一增压泵，所述第二冷凝器与所述高温水箱之间设置有第三增压泵，所述高温水箱与所述换热器之间设置有第四增压泵。

优选地，还包括有温度控制装置，所述温度控制装置包括控制器及与所述控制器通信连接的第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述真空烘干仓内的温度，所述控制器与所述第三增压泵电连接，以使所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第三增压泵的开闭。

优选地，所述温度控制装置还包括与所述控制器通信连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述高温水箱内的水温，所述控制器与所述第一增压泵和所述第二增压泵均电连接，以使所述控制器根据所述第二温度传感器的信号控制所述第一增压泵和所述第二增压泵的开闭。

优选地，所述空气源热泵还包括第三温度传感器，所述第三温度传感器用于检测所述太阳能集热器的外表面温度、并与所述控制器通信连接，所述太阳能集热器与所述第一冷凝器之间、所述第一蒸发器与所述第一冷凝器之间均设置有电动阀门，所述控制器与两个所述电动阀门电连接、以根据所述第三温度传感器的信号控制两个所述电动阀门的开闭。

优选地，还包括用于检测所述真空烘干仓内气压的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器通信连接，所述真空烘干仓设置有与所述控制器电连接的泄压阀，以使所述控制器根据所述压力传感器的信号控制所述泄压阀的开闭。

优选地，所述第一冷凝器的冷媒出口与所述第一压缩机的增焓口相连通，且二者之间设置有第三电子膨胀阀。

本实用新型提供的技术方案中，余热回收真空烘干***，包括有用于提供真空环境的真空烘干机组、用于为真空烘干供热的供热组件以及用于进行余热回收的余热回收机组。供热组件包括高温水箱和用于为高温水箱供热的空气源热泵，高温水箱和位于真空烘干仓内的换热器相连通、向真空烘干仓内提供热量。如此，不仅是通过供热组件对真空烘干仓进行供热烘干，使物料在真空低温下进行热干，相比于真空冷冻干燥省去了冷冻环节更加节能；且供热组件使用空气源热泵进行供热，则供热组件的热量来源是空气源热泵从空气中吸收，仅耗费部分电能，能源消耗低。同时，由于是供热烘干，泵组从真空烘干仓抽取的空气中含有热量，因此，本实用新型的技术方案中，设置泵组中抽取真空的为水环泵，热量通过水环泵的进气口与进入水环泵的水混合、然后混合流出水环泵。余热回收机组设置有水源热泵，并将进出水环泵的水作为水源热泵的热源，吸收水中的热量并通过水源热泵传递给高温水箱，使废热得以被回收利用，进一步降低了真空烘干所耗费的能源。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中余热回收真空烘干***的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中空气源热泵的结构示意图。

图1-图2中：

1、真空烘干仓；2、换热器；3、罗茨泵；4、水环泵；5、热水箱；6、空气源热泵；61、第一蒸发器；62、第一压缩机；63、第一冷凝器；64、经济器； 65、太阳能集热器；66、第三温度传感器；67、毛细管；7、水源热泵；71、第二蒸发器；72、第二压缩机；73、第二冷凝器；8、第一增压泵；9、第二增压泵；10、第三增压泵；11、负压罐。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种余热回收真空烘干***，其设置有余热回收机组回收泵组中的废热并将废热传递给供热组件对烘干仓进行供热，使废热得以利用，且供热组件的辅助热源为空气源热泵，有效降低能源耗费。

以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。

请参考附图1，本实施例提供的一种余热回收真空***，包括有用于提供真空环境的真空烘干机组、用于为真空烘干供热的供热组件以及用于进行余热回收的余热回收机组。真空烘干机组包括真空烘干仓1、位于真空烘干仓1内的换热器2和用于将真空烘干仓1抽取真空的泵组。具体地，真空烘干仓1可以是箱式结构，也可以是由真空罐的罐腔形成。真空烘干仓1设置有供物料进出的物料口和用于开闭物料口的密封门。泵组包括水环泵4，水环泵4的进气口与通过管道与真空烘干仓1连通，使真空烘干仓1内的空气进入水环泵4、与进入水环泵4的水混合，然后共同从水环泵4的出水口流出。泵组可以使真空烘干仓1内处于真空。

供热组件包括有热水箱5与用于为热水箱5供热的空气源热泵6，热水箱5 的第一出水口与换热器2的介质入口相连通、第一进水口与换热器2的介质出口相连通，使热水箱5内含有热量的水进入真空烘干仓1，在换热器2内散热、以给真空烘干仓1供热。换热器2可以是管道式换热器2、铺设在真空烘干仓1，加快换热速度。且在真空环境下，热量以热辐射的形式传递，热损耗小，传热快，制热效率高。物料在真空环境中，进行低温烘干，相比于现有技术中的真空冷冻干燥，避免了冷冻环节，节省了能耗，且物料不需要进行冷冻可以避免味道流失，低温热干可以使物料具有更好的品相、降低味道流失的程度。

空气源热泵6包括第一蒸发器61、第一压缩机62、第一冷凝器63及节流阀组，热水箱5的第二进水口与第一冷凝器63的换热出口连通、第二出水口与第一冷凝器63的换热入口连通。空气源热泵6通过第一蒸发器61从空气中吸收热量，经过压缩机做功，改变冷媒状态，然后冷媒进入第一冷凝器63将热量传递给热水箱5的水、对热水箱5进行加热，相比于使用其他电加热器进行供热相比，仅耗费一小部分压缩机工作所需的电能，有效降低能耗。

余热回收机组包括有水源热泵7，水源热泵7包括第二蒸发器71、第二压缩机72、第二冷凝器73及节流阀，水环泵4的进水口与第二蒸发器71的换热出口连通，水环泵4的出水口与第二蒸发器71的换热入口与连通，热水箱5 的第三进水口与第二冷凝器73的换热出口连通、第三出水口与第二冷凝器73 的换热入口连通。水环泵4的水流经水源热泵7的第二蒸发器71，冷媒可以吸收从水环泵4流出的水中的热量，然后经第二压缩机72压缩，进入第二冷凝器 73散热，将热量传递给热水箱5。如此，可以通过水环泵4将真空抽取过程中被抽出的空气中的热量，混入水中，然后被水源热泵7吸收，水源热泵7将吸收的热量用于加热热水箱5中的水，可以使热水箱5具有双热源，制热稳定，且还可以进一步降低真空烘干所消耗的能源。且回收的余热和空气源热泵6都是将热量传递给热水箱5，集中蓄热，然后集中供给真空烘干仓1，使得供给温度稳定，不会产生较大的温度和热量波动，避免降低烘干效率。

由于从水环泵4进入第二蒸发器71的是气体和水的混合，水的量多于气体的量，因此并不影响第二蒸发器71蓄热。但为防止管道内压力过高，水环泵4 的出水口及第二蒸发器71的换热进口之间的管道上设置有泄压阀，可以排出管道内气体、释放压力。

需要说明的是，空气源热泵6和水源热泵7都是现有技术中的热泵装置，都是由蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀组成：冷媒在蒸发器中与外界介质进行热交换、吸热，压缩机位于蒸发器和冷凝器之间用于压缩吸热后的冷媒使冷媒呈高压气态，然后冷媒进入冷凝器供热，再从冷凝器流入蒸发器进行下一个循环，实现热泵的热量转换目的。节流阀位于冷凝器的冷媒出口和蒸发器的冷媒入口之间，用于平衡管路中冷媒的流量和压力。空气源热泵6的蒸发器是冷媒从外界空气中吸热，水源热泵7的蒸发器是冷媒从外界循环水吸热。冷凝器都是冷媒向外界循环水供热。压缩机用于压缩从蒸发器出来的冷媒，使其呈高压态，压缩机具有三个口：入口、出口和增焓口。

如图1所示，水源热泵7的节流阀设置为电子膨胀阀、连接在第二冷凝器 73的冷媒出口和第二蒸发器71的冷媒入口之间，同时还设置有过滤器。

如图1所示，空气源热泵6的第一蒸发器61是风冷蒸发器，设置有轴流风机，轴流风机和第一蒸发器61的翅片相对设置，加快第一蒸发器61周围的空气流动，提高热量交换效率。空气源热泵6还设置有气液分离器，连接在第一蒸发器61的冷媒出口和第一压缩机62的入口之间，防止冷媒中夹杂的部分液态冷媒进入压缩机。

由于从空气中吸收热量，第一蒸发器61容易受环境温度影响，尤其是在低温环境下，第一蒸发器61周围的温度降低、制热效率会降低。为解决此问题，如图2所示，本实施例中空气源热泵6还设置有另一个吸热装置即太阳能集热器65，太阳能集热器65具有太阳能集热板和与集热板进行热交换的工质腔，工质腔上设置有工质入口和工质出口。将太阳能集热器65和第一蒸发器61并联设置，太阳能集热器65的工质入口和第一冷凝器63的冷媒入口通过管道连通、工质出口与气液隔离器的入口通过管道相连通，使冷媒进入太阳能集热器 65进行吸热。则空气源热泵6具有两个吸热装置，既可以利用太阳能又可以利用空气中的热量，供热稳定；可以根据天气情况选择使用太阳能集热器65或第一蒸发器61进行吸热，可以减少在低温环境下第一蒸发器61的使用次数，解决受低温影响造成的第一蒸发器61的制热效率降低问题，提高整体制热效率，保证供热稳定性。

太阳能集热器65和第一蒸发器61并联设置，二者与气液隔离器之间的冷媒管路上都设置有截止阀门，以进行切换使用操作。二者与第一冷凝器63之间的管路上都设置有节流阀。节流阀都可以是电子膨胀阀。第一冷凝器63与第一蒸发器61之间是第一电子膨胀阀，第一冷凝器63与太阳能集热器65之间是第二电子膨胀阀。第一冷凝器63的冷媒出口还与第一压缩机62的增焓口相连通，二者之间设置有第三电子膨胀阀。本实施例的优选方案中，第一冷凝器63的冷媒出口设置有经济器64、通过经济器64分别与第一压缩机62的增焓口、第一蒸发器61的冷媒入口、太阳能集热器65的工质入口相连通。经济器64可以使从第一冷凝器63流出的高压状态的冷媒分流为两路，其中第一路直接进入第一压缩机62，第二路又分为并联的两路、分别进去太阳能集热器65和第一蒸发器61进行吸热然后再进入第一压缩机62。且第一路和第二路在经济器64中进行热交换，以减小第一压缩机62的功耗。增加经济器64可以加快冷媒循环效率，增强制热效率。

如图2所示，太阳能集热器65的工质入口端与第二蒸发器71的冷媒入口端通过毛细管67进行旁通连接，毛细管67的一端与太阳能集热器65的工质入口连接且连接点位于第一电子膨胀阀的下游、另一端与第二蒸发器71的冷媒入口连接且连接点位于第二电子膨胀阀的下游。如此设置，可以起到旁通连接作用，在太阳能集热器65中的冷媒膨胀造成压力过高时，可以分流部分冷媒进入另一条通路，快速释放压力，防止管路开裂等危害，也加强对太阳能集热器65 的安全保护。

空气源热泵6和热水箱5之间设置有第一增压泵8，水源热泵7与热水箱5 之间设置有第二增压泵9，热水箱5和换热器2之间设置有第三增压泵10。如图1所示，第一增压泵8位于热水箱5的第二出水口和第一冷凝器63的换热入口之间，第二增压泵9位于热水箱5的第三出水口和第二冷凝器73的换热入口之间，第三增压泵10位于热水箱5的第一出水口和换热器2的介质入口之间，以保证各处水流循环的速度和流量，保证换热效率。

真空烘干机组可以是设置有真空罐，泵组设置有罗茨泵3和水环泵4，罗茨泵3的抽气口和真空罐相连通、水环泵4的进气口和罗茨泵3的出气口相连通。真空罐的罐腔即为上述真空烘干仓1。同时，真空烘干机组还包括负压罐 11，负压罐11的进气口与真空烘干仓1连通、出气口与罗茨泵3的进气口连通，负压罐11位于真空罐和罗茨泵3之间的气体路径上，可以对真空烘干仓1内和管路中的压力起到稳压的作用。

对物料进行供热烘干，为降低对味道和品相的损伤，可以在恒温下进行。因此，本实施例中，还设置有温度控制装置，温度控制装置包括控制器及与控制器通信连接的第一温度传感器，第一温度传感器连接在真空罐上用于检测真空烘干仓1内的温度，控制器与第三增压泵10电连接，控制器根据第一温度传感器的信号来判断真空烘干仓1内的温度是否达到预设温度值，来控制第三增压泵10的开闭，使真空烘干仓1内保持恒温。

进一步地，还可以对热水箱5进行恒温控制，使供热温度保持恒温，供热稳定，不会有温度波动。具体地，热水箱5上设置有与控制器通信连接的第二温度传感器，控制器与第一增压泵8和第二增压泵9电连接。控制器根据第二温度传感器的信号判断热水箱5内水温是否到达预设值，在低于预设值时，保持水源热泵7和空气源热泵6对热水箱5的供热，在达到或超出预设值时，通过关闭和第一增压泵8、第二增压泵9，切断对热水箱5的供热。

进一步地，还可以对真空烘干仓1进行压力监测控制，真空罐上设置有与控制器通信连接的压力传感器和与控制器电连接的泄压阀。压力传感器的检测端位于真空烘干仓1内，控制器在仓内压力超过预设值时，可以自动开启泄压阀进行补气，精准控制仓内压力。

温度控制装置还可以对空气源热泵6的两个吸热装置进行自动切换的控制。如图2所示，太阳能集热器65上设置有与控制器通信连接的第三温度传感器66，第三温度传感器66的检测端与太阳能集热板的外板面相接触、来感测集热板的表面温度。太阳能集热器65和第一蒸发器61与气液隔离器之间的截止阀都设置为电动阀门，控制器和两个电动阀门及第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀、第三电子膨胀阀均电连接。在第三温度传感器66的检测温度未达到预设值时，控制器打开第一蒸发器61通路、使用第一蒸发器61从空气中进行吸热；在第三温度传感器66的检测温度达到预设值时，控制器打开太阳能集热器 65通路，利用太阳能供热。如此，既保证供热稳定，也对供热切换控制精准。控制器可以是现有技术中型号为西门子smart-700的PLC，也可以是单片机。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。本发明提供的多个方案包含本身的基本方案，相互独立，并不互相制约，但是其也可以在不冲突的情况下相互结合，达到多个效果共同实现。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种余热回收真空烘干***，其特征在于，包括有真空烘干机组、供热组件及余热回收机组；

所述真空烘干机组包括有真空烘干仓(1)、位于所述真空烘干仓(1)内的换热器(2)和用于将所述真空烘干仓(1)抽取真空的泵组，所述泵组包括水环泵(4)，所述水环泵(4)的进气口通过管道与所述真空烘干仓(1)连通；

所述供热组件包括有热水箱(5)与用于为所述热水箱(5)供热的空气源热泵(6)，所述热水箱(5)的第一出水口与所述换热器(2)的介质入口相连通、第一进水口与所述换热器(2)的介质出口相连通，所述空气源热泵(6)包括第一蒸发器(61)、第一压缩机(62)、第一冷凝器(63)及节流阀组，所述热水箱(5)的第二进水口与所述第一冷凝器(63)的换热出口连通、第二出水口与所述第一冷凝器(63)的换热入口连通；

所述余热回收机组包括有水源热泵(7)，所述水源热泵(7)包括第二蒸发器(71)、第二压缩机(72)、第二冷凝器(73)及节流阀，所述水环泵(4)的进水口与所述第二蒸发器(71)的换热出口连通，所述水环泵(4)的出水口与所述第二蒸发器(71)的换热入口与连通且二者之间管道上设置有泄压阀，所述热水箱(5)的第三进水口与所述第二冷凝器(73)的换热出口连通、第三出水口与所述第二冷凝器(73)的换热入口连通。

2.如权利要求1所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述空气源热泵(6)还包括有气液分离器，所述气液分离器的入口与所述第一蒸发器(61)的工质出口相连通、出口与所述第一压缩机(62)的入口相连通。

3.如权利要求1所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述空气源热泵(6)还包括有与所述第一蒸发器(61)并联设置的太阳能集热器(65)，所述太阳能集热器(65)的工质入口与所述第一冷凝器(63)的冷媒出口相连通、工质出口与所述第一压缩机(62)的入口相连通。

4.如权利要求3所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述节流阀组包括位于所述第一冷凝器(63)与所述第一蒸发器(61)之间的第一电子膨胀阀、及位于所述第一冷凝器(63)与所述太阳能集热器(65)之间的第二电子膨胀阀。

5.如权利要求3所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述热水箱(5)与所述第一冷凝器(63)之间设置有第一增压泵(8)，所述第二冷凝器(73)与所述热水箱(5)之间设置有第二增压泵(9)，所述热水箱(5)与所述换热器(2)之间设置有第三增压泵(10)。

6.如权利要求5所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，还包括有温度控制装置，所述温度控制装置包括控制器及与所述控制器通信连接的第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测所述真空烘干仓(1)内的温度，所述控制器与所述第三增压泵(10)电连接，以使所述控制器根据所述第一温度传感器的信号控制所述第三增压泵(10)的开闭。

7.如权利要求6所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述温度控制装置还包括与所述控制器通信连接的第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测所述热水箱(5)内的水温，所述控制器与所述第一增压泵(8)和所述第二增压泵(9)均电连接，以使所述控制器根据所述第二温度传感器的信号控制所述第一增压泵(8)和所述第二增压泵(9)的开闭。

8.如权利要求7所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述空气源热泵(6)还包括第三温度传感器(66)，所述第三温度传感器(66)用于检测所述太阳能集热器(65)的外表面温度、并与所述控制器通信连接，所述太阳能集热器(65)与所述第一冷凝器(63)之间、所述第一蒸发器(61)与所述第一冷凝器(63)之间均设置有电动阀门，所述控制器与两个所述电动阀门电连接、以根据所述第三温度传感器(66)的信号控制两个所述电动阀门的开闭。

9.如权利要求6所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，还包括用于检测所述真空烘干仓(1)内气压的压力传感器，所述压力传感器与所述控制器通信连接，所述真空烘干仓(1)设置有与所述控制器电连接的泄压阀，以使所述控制器根据所述压力传感器的信号控制所述泄压阀的开闭。

10.如权利要求1所述的余热回收真空烘干***，其特征在于，所述第一冷凝器(63)的冷媒出口与所述第一压缩机(62)的增焓口相连通，且二者之间设置有第三电子膨胀阀。

Images