CN101858689A - 节能冻干机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能冻干机及其控制方法，所述冻干机包括一前箱，所述前箱内设置有板层和循环泵、前箱电加热、前箱循环电磁阀、前箱板式换热器相连、前箱膨胀阀、前箱供液电磁阀、冷凝器、压缩机相连；一后箱，所述后箱内设置有盘管和后箱供液电磁阀、后箱膨胀阀、压缩机相连及所述冷凝器相连；所述前箱和后箱通过碟阀相连；其中，所述节能冻干机还包括节能板式换热器，所述节能板式换热器通过第二电磁阀和压缩机相连，通过第三电磁阀和循环泵相连，所述压缩机出口处设置有排气温度探头，所述冷凝器进口处设置有冷凝器进口温度探头。本发明提供的节能冻干机及其控制方法，降低能耗，并有利于压缩机稳定运行，提高压缩机使用寿命。

Description

节能冻干机及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种冻干机及其控制方法，尤其涉及一种节能冻干机及其控制方法。
背景技术
冻干机制冷系统由压缩机、冷凝器、前箱供液电磁阀、前箱膨胀阀、后箱供液电磁阀、后箱膨胀阀、前箱板式换热器及后箱盘管组成。在板层降温阶段，前箱供液电磁阀开，而后箱供液电磁阀关，制冷剂在前箱板式换热器中蒸发。在升华阶段，后箱供液电磁阀开，而前箱供液电磁阀关，制冷剂在后箱盘管中蒸发。在制冷系统运行过程中，压缩机排出高温高压的制冷剂气体，通过冷凝器进行冷却，变为高温高压的制冷剂液体，然后经膨胀阀节流，进入前箱板式换热器或者后箱进行制冷。而在冷凝器中，需要提供冷却水对制冷剂蒸气进行冷却。在整个冻干过程中，制冷系统都处于运行状态。
现有冻干机在运行过程中，冻品(比如药品)放在前箱内的板层上，在板层降温阶段，由制冷系统通过板式换热器冷却硅油，在升华阶段，由前箱电加热对硅油加热，然后由硅油向药品提供热量；而此时，制冷系统切向后箱，为后箱盘管提供冷量，保持后箱低温，捕捉水蒸气。
冻干机的这种运行方式会造成能源的巨大浪费，首先，在升华阶段，需要开电加热对硅油进行加热，然后高温板层提供药品升华所需热量。而同时，制冷系统中，冷凝器中还需要不断提供冷水，对热的制冷剂蒸汽进行冷却，以保证制冷系统的正常运行。对冻干机来讲，在运行过程中就需要外界提供热量对板层进行加热，另外同时还需要提供冷量对制冷剂蒸汽进行冷却，造成能源的巨大浪费。另外，在冻干机运行过程中，压缩机一般都处于超工况状态，排气温度比较高，润滑油温度也相对较高，润滑油粘度比较低，润滑效果变差，不利于压缩机的稳定运行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种节能冻干机及其控制方法，降低能耗，并有利于压缩机稳定运行，提高压缩机使用寿命。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种节能冻干机，包括一前箱，所述前箱内设置有板层，所述板层和循环泵、前箱电加热、前箱循环电磁阀、前箱板式换热器相连，所述前箱板式换热器和前箱膨胀阀、前箱供液电磁阀、冷凝器、压缩机相连；一后箱，所述后箱通过隔膜阀和真空泵相连，所述后箱内设置有盘管，所述盘管和后箱供液电磁阀、后箱膨胀阀、压缩机相连，所述压缩机通过第一电磁阀和所述冷凝器相连；所述前箱和后箱通过碟阀相连；其中，所述节能冻干机还包括节能板式换热器，所述节能板式换热器通过第二电磁阀和压缩机相连，通过第三电磁阀和循环泵相连，所述压缩机出口处设置有排气温度探头，所述冷凝器进口处设置有冷凝器进口温度探头。
本发明为解决上述技术问题还提供一种上述节能冻干机的控制方法，包括如下步骤：
a)判断冻品所处的冻干周期，当冻品处于一次干燥阶段或者二次干燥阶段时，采集排气温度探头与冷凝器进口温度探头的数值，并与第一设定值与第二设定值进行比较；
b)当排气温度探头采集温度大于第一设定值时，关闭第一电磁阀，开第二电磁阀，压缩机排气进入节能板式换热器，与硅油进行热交换，硅油被加热，同时对压缩机排气进行冷却；
c)当冷凝器进口温度探头采集温度小于第二设定值时，关闭第二电磁阀，开第一电磁阀，排气直接进入冷凝器进行冷却；
d)当开第一电磁阀时，硅油侧开前箱循环电磁阀，关第三电磁阀，硅油还在原来的前箱板式换热器中运行；
e)当关第一电磁阀，开第二电磁阀时，关硅油侧前箱循环电磁阀，开第三电磁阀，硅油进入节能板式换热器进行热交换。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的节能冻干机及其控制方法，通过增加节能板式换热器，并采集排气温度探头和冷凝器进口温度探头的温度控制硅油在前箱板式换热器或节能板式换热器进行热交换，从而降低能耗，并有利于压缩机稳定运行，提高压缩机使用寿命。
附图说明
图1是本发明的节能冻干机结构示意图；
图2是本发明的节能冻干机控制流程图。
图中：
1前箱               2板层               3后箱
4循环泵             5前箱电加热         6前箱循环电磁阀
7前箱板式换热器     8蝶阀               9隔膜阀
10真空泵            11压缩机            12冷凝器
13前箱供液电磁阀    14前箱膨胀阀        15后箱供液电磁阀
16膨胀阀            17第一电磁阀        18第二电磁阀
19第三电磁阀        20节能板式换热器    21排气温度探头
22冷凝器进口温度探头
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的节能冻干机结构示意图。
请参见图1，本发明的节能冻干机包括一前箱1，所述前箱1内设置有板层2，所述板层2和循环泵4、前箱电加热5、前箱循环电磁阀6、前箱板式换热器7相连，所述前箱板式换热器7和前箱膨胀阀14、前箱供液电磁阀13、冷凝器12、压缩机11相连；一后箱3，所述后箱3通过隔膜阀9和真空泵10相连，所述后箱3内设置有盘管，所述盘管和后箱供液电磁阀15、后箱膨胀阀16、压缩机11相连，所述压缩机11通过第一电磁阀17和所述冷凝器12相连；所述前箱1和后箱3通过碟阀8相连；其中，所述节能冻干机还包括节能板式换热器20，所述节能板式换热器20通过第二电磁阀18和压缩机11相连，通过第三电磁阀19和循环泵4相连，所述压缩机11出口处设置有排气温度探头21，所述冷凝器12进口处设置有冷凝器进口温度探头22。
本发明提供的节能冻干机通过增加节能板式换热器20，并采集排气温度探头21和冷凝器进口温度探头22的温度控制硅油在前箱板式换热器或节能板式换热器进行热交换，从而降低能耗，并有利于压缩机稳定运行。
图2是本发明的节能冻干机控制流程图。
请参见图2，本发明还提供一种上述节能冻干机的控制方法，具体实施过程如下，当冻品放入冻干机进行冻干时，先判断冻品所处的冻干周期(可由冻干机控制程序自动读出)，如搁板预冷阶段、冷冻阶段、一次干燥阶段、二次干燥阶段等。当药品处于一次干燥阶段或者二次干燥阶段时，采集排气温度探头21与冷凝器进口温度探头22的温度数值，并与第一设定值与第二设定值进行比较，满足条件则按照节能装置的控制逻辑运行。
具体控制逻辑如图2所示，当排气温度大于第一设定值时，关闭第一电磁阀17，开第二电磁阀18，压缩机11排气进入节能系统板式换热器20，与硅油进行热交换，硅油被加热，同时对压缩机排气进行冷却。而当冷凝器进口温度探头22处的采集温度小于第二设定值时，关闭第二电磁阀18，开第一电磁阀17，排气直接进入冷凝器12进行冷却。硅油侧，当开第一电磁阀17时，前箱循环电磁阀6开，第三电磁阀19关，硅油还在原来的前箱板式换热器7中运行；当关第一电磁阀17关，第二电磁阀18开时，前箱循环电磁阀6关，第三电磁阀19开，进入节能系统板式换热器20与硅油进行热交换。
本发明技术方案与现有技术方案相比有以下几个方面的优点：
1.能耗低：由于增加一个节能系统板式换热器20、第二电磁阀18、第三电磁阀19、排气温度探头21、冷凝器进口温度探头22。在冻品升华阶段，可以根据需要，用温度高的制冷剂气体对硅油进行加热。这样，就可以减少前箱电加热5的开启频率，减少能耗。另外，利用硅油对制冷剂进行冷却，又可以减少冷凝器12的负荷，减少冷凝水的供应量，从而减少了工厂对冷却水的配置。
2.增加制冷系统的稳定性：冻干机运行时，前后箱所需的温度比较低，制冷系统要求的蒸发温度就也要相应降低。而实际生产过程中，运行工况往往在压缩机允许的工况范围外，这样就会对压缩机稳定运行提出了很大挑战。压缩机易发生润滑变差、电机冷却不好等多方面的问题，用上述方式，可以使压缩机排气更好的冷却。增加制冷系统运行时的过冷度，有利于制冷系统的稳定运行。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (2)

1.一种节能冻干机，包括：
一前箱(1)，所述前箱(1)内设置有板层(2)，所述板层(2)和循环泵(4)、前箱电加热(5)、前箱循环电磁阀(6)、前箱板式换热器(7)相连，所述前箱板式换热器(7)和前箱膨胀阀(14)、前箱供液电磁阀(13)、冷凝器(12)、压缩机(11)相连；
一后箱(3)，所述后箱(3)通过隔膜阀(9)和真空泵(10)相连，所述后箱(3)内设置有盘管，所述盘管和后箱供液电磁阀(15)、后箱膨胀阀(16)、压缩机(11)相连，所述压缩机(11)通过第一电磁阀(17)和所述冷凝器(12)相连；
所述前箱(1)和后箱(3)通过碟阀(8)相连；
其特征在于，所述节能冻干机还包括节能板式换热器(20)，所述节能板式换热器(20)通过第二电磁阀(18)和压缩机(11)相连，通过第三电磁阀(19)和循环泵(4)相连，所述压缩机(11)出口处设置有排气温度探头(21)，所述冷凝器(12)进口处设置有冷凝器进口温度探头(22)。
2.一种如权利要求1所述的节能冻干机的控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
a)判断冻品所处的冻干周期，当冻品处于一次干燥阶段或者二次干燥阶段时，采集排气温度探头(21)与冷凝器进口温度探头(22)的数值，并与第一设定值与第二设定值进行比较；
b)当排气温度探头(21)采集温度大于第一设定值时，关闭第一电磁阀(17)，开第二电磁阀(18)，压缩机排气进入节能板式换热器(20)，与硅油进行热交换，硅油被加热，同时对压缩机排气进行冷却；
c)当冷凝器进口温度探头(22)采集温度小于第二设定值时，关闭第二电磁阀(18)，开第一电磁阀(17)，排气直接进入冷凝器进行冷却；
d)当开第一电磁阀(17)时，硅油侧开前箱循环电磁阀(6)，关第三电磁阀(19)，硅油还在原来的前箱板式换热器中运行；
e)当关第一电磁阀(17)，开第二电磁阀(18)时，关硅油侧前箱循环电磁阀(6)，开第三电磁阀(19)，硅油进入节能板式换热器(20)进行热交换。
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