CN102636016B - 对冻干机余热进行回收和利用的系统及回收和利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了对冻干机余热进行回收和利用的系统及回收和利用方法，它是在现有的含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或含蒸汽排放系统的冻干机的基础上，采用一个含有储水箱（23）、水箱溢流口（24）、压缩机高温换热器（26）、储热循环泵（25）等部件的储热系统，该储热系统与制冷系统相连，吸收制冷压缩机排出的热量，与融霜系统相连，将热量提供给融霜系统用于融霜，与热媒循环系统相连，将热量提供给热媒循环系统用于加热，与蒸汽排放系统相连，吸收蒸汽排放系统排放的蒸汽，从而实现对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

Description

对冻干机余热进行回收和利用的系统及回收和利用方法

技术领域

    本发明涉及一种对冻干机运行中需要排放的热量即余热进行回收并利用的系统及采用该系统对所需排放的热量进行回收和利用的方法，它适合于目前所有的冻干机。

背景技术

真空冷冻干燥的工艺特点就是将冷冻成固态的物品在真空环境下，升华掉物品中的水份而最终使物品干燥，而升华的水份，转移到冷阱盘管上重新凝华为冰。这一特点决定了：冻干机为冷冻物品或凝华水份必须配置相应的制冷压缩机，而制冷压缩机在运行中必然持续排出大量的热量，而冷阱盘管上所凝华的冰也必然需要大量的热量来融化后排放掉；同时，现有的冻干机根据需求，很多都具有热媒循环系统和在位蒸汽灭菌功能，而热媒循环系统在必要时需要加热，在位蒸汽灭菌运行中或结束后又需要排出大量的蒸汽。

目前，国内外常用的冻干机有多种，如含有制冷系统、融霜系统及热媒循环系统的冻干机，其原理图如图1所示, 其制冷系统的冷阱盘管降温回路主要含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4，融霜系统主要含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7，其热媒循环系统主要含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12,图中的 a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回汽口；还有许多冻干机需要利用蒸汽对冻干机箱体和冷阱进行蒸汽灭菌，在灭菌完成后，则需要通过蒸汽排放系统将蒸汽排出，此种类型的冻干机含有制冷系统、融霜系统及蒸汽排放系统，其原理图如图2所示，其制冷系统的冷阱盘管降温回路主要含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4，融霜系统主要含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7，蒸汽排放系统主要含有箱蒸汽排出阀13、阱蒸汽排出阀14及箱体15；而目前应用更广泛的冻干机则是含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统及蒸汽排放系统的冻干机，其原理图如图3所示，其制冷系统主要含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4，融霜系统主要含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7，其热媒循环系统主要含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12，蒸汽排放系统主要含有箱体15、冷阱6、及箱蒸汽排出阀13、阱蒸汽排出阀14中的至少一种, 图中的a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回气口。

冻干机制冷系统中压缩机排出的是含有很高热量的高温高压蒸汽，通过冷凝器将热量排掉；热媒循环系统在需要升温或补充热量时，通过电加热器进行加热；蒸汽排放系统在需要排出蒸汽时，打开箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀，将蒸汽排放；冻干机冷阱需要融霜时，打开融霜系统的融霜阀，向冷阱内放入融霜水或融霜蒸汽，将冷阱盘管上的冰溶解，最后通过冷阱排出阀将冷阱内的水排出冷阱。

冻干机在冷冻干燥过程中，冷阱需要连续捕捉升华产生的水蒸气，所以制冷压缩机始终连续运行，直至干燥过程结束；制冷压缩机的排气热量始终通过冷凝器向外排放，该热量没有被利用而白白浪费；冷阱捕获的冰在每个冻干批次后都需要融冰，融冰又需要大量的高温的融霜水或融霜蒸汽；对于含有热媒循环系统的冻干机，由于升华干燥需要不断地吸收热量，所以，物品升华干燥从开始直至干燥结束，升华所需要的热量均由热媒循环系统的电加热器提供；对于能够蒸汽灭菌的冻干机，蒸汽灭菌后，冻干机箱、阱内大量的高温蒸汽被直接排放。这种运行的结果是：一方面，制冷压缩机的排气热量以及蒸汽消毒后的蒸汽热量被全部浪费；另一方面，制备融霜水或融霜蒸汽以及为升华提供必要的热量的电加热器又要大量消耗能源；冻干机过大的能源消耗造成了冻干物品的冻干成本过高和能源的严重浪费。

目前，为利用冻干机的余热，已公知的解决方案如图4所示,将压缩机的排气热量进行回收，并将回收的热量部分提供给热媒循环系统的热媒。

在图4所示的现有技术的解决方案中，它是在图3所示的含有热媒循环系统、制冷系统、融霜系统及蒸汽排放系统的冻干机的基础上，增加了主要由热气加热阀16、冷凝截止阀17、单向阀21、热媒加热换热器20组成的热气加热系统，以及由热媒加热换热器20、隔离阀19、旁通阀18组成的热媒循环旁路系统，使热媒加热换热器20与制冷换热器10形成事实上的并联；通过热气加热阀16和冷凝截止阀17的切换控制，以及旁通阀18和隔离阀19的切换控制，为热媒循环系统的热媒提供热量。图4中的a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回气口。此种技术方案主要存在以下问题：功能单一，仅仅涉及了压缩机的排气热量以及热媒循环系统的加热，且应用量极少，同时更为重要的能源消耗大项冷阱融霜却无法解决，而且对于蒸汽的余热也没有利用，所以节能效果有限。

发明内容

为克服现有的冻干机能耗过高且能源浪费严重的不足，本发明提供一种对冻干机余热进行回收和利用的系统，在冻干机上采用该系统，不仅能够稳定吸收、储存冻干机运行过程中各系统排出的热量，而且还能将该热量应用于冻干机运行过程中需要提供热量的各个系统中，从而减少能源损耗，降低冻干成本；本发明同时还想提供一种利用该系统对冻干机余热进行回收和利用的方法。

为实现本发明的上述目的，本发明采用了同一发明构思的二种技术方案来实现，第一种技术方案是：一种对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统和/或含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵、水压调节阀，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，水压调节阀既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接，压缩机高温换热器内的融霜水吸收制冷压缩机排出的热量后，通过水压调节阀进入储水箱内；融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，储热系统内的融霜水通过融霜阀进入融霜系统内，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀，储水箱通过融霜水回收阀回收融霜系统排出的水；当冻干机系统内含有热媒循环系统时，在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与该旁通阀形成事实上的并联，同时，热媒加热换热器的受热侧出口与制冷换热器入口相连接，热媒加热换热器的加热侧入口连接有供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间设有气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，储热系统向热媒循环系统提供热量；当冻干机系统内含有蒸汽排放系统时，在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

从上述的第一种技术方案可以看出，所述的对冻干机余热进行回收和利用的系统包含以下几种实施方式：

1、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵、水压调节阀，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，水压调节阀既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与旁通阀形成事实上的并联，热媒加热换热器的受热侧出口与制冷换热器入口相连接，热媒加热换热器的加热侧入口连接有供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间设有气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

2、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵、水压调节阀，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，水压调节阀既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

3、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统，含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵、水压调节阀，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，水压调节阀既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与旁通阀形成事实上的并联，热媒加热换热器的受热侧出口与制冷换热器入口相连接，热媒加热换热器的加热侧入口连接有供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间设有气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接；在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

在上述所述的技术方案中，本发明可在储水箱与融霜水回收阀之间设一融霜水回收泵，储水箱通过融霜水回收泵及融霜水回收阀回收融霜系统排出的水，达到储水箱高位放置时融霜水的重复利用。

所述的融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，二者既可采用同一管道与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，也可以采用不同的管道分别与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，优选为二者均采用同一管道与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接。

与本发明上述对冻干机余热进行回收和利用的系统属于一个总的发明构思的第二种技术方案为：一种对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统和/或含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，压缩机高温换热器与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接，压缩机高温换热器内的融霜水吸收制冷压缩机排出的热量后，通过管道进入储水箱内；储热系统的储水箱通过余热利用循环泵与融霜系统的融霜阀相连接，储热系统内的融霜水通过余热利用循环泵及融霜阀进入融霜系统的冷阱内，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀，储水箱通过融霜水回收阀回收融霜系统排出的水；当冻干机系统内含有热媒循环系统时，在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与该旁通阀形成事实上的并联，同时，该热媒加热换热器的加热侧入口还连接一供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间接一气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀、余热利用循环泵与储热系统的储水箱相连接, 储热系统向热媒循环系统提供热量；当冻干机系统内含有蒸汽排放系统时，在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

从上述的第二种技术方案可以看出，所述的对冻干机余热进行回收和利用的系统包含以下几种实施方式：

1、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，压缩机高温换热器也与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；储热系统的储水箱通过余热利用循环泵与融霜系统的融霜阀相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与旁通阀形成事实上的并联，热媒加热换热器的加热侧入口连接有供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间设有气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀、余热利用循环泵与储水箱相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

2、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，还包括含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，压缩机高温换热器也与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；储热系统的储水箱通过余热利用循环泵与融霜系统的融霜阀相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

3、对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机、冷凝器、节流阀及冷阱盘管的制冷系统，含有融霜阀、冷阱及冷阱排出阀的融霜系统，含有循环泵、电加热器、制冷换热器、搁板及储液器的热媒循环系统，含有箱体、冷阱以及含有箱蒸汽排出阀、阱蒸汽排出阀中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱、水箱溢流口、压缩机高温换热器、储热循环泵，水箱溢流口设置于储水箱的融霜水溢流处，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，压缩机高温换热器也与储水箱相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接；储热系统的储水箱通过余热利用循环泵与融霜系统的融霜阀相连接，在储水箱与融霜系统的冷阱、冷阱排出阀之间设有融霜水回收阀；在热媒循环系统的电加热器和制冷换热器之间设一旁通阀，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与旁通阀形成事实上的并联，热媒加热换热器的加热侧入口连接有供热阀，在供热阀和热媒加热换热器之间设有气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀、余热利用循环泵与储水箱相连接；在储水箱内安装一蒸汽排出换热器，储热系统通过蒸汽排出换热器与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

在以上所述的第二种技术方案中，本发明也同样可在储水箱与融霜水回收阀之间设一融霜水回收泵，储水箱通过融霜水回收泵及融霜水回收阀回收融霜系统排出的水，达到储水箱高位放置时融霜水的重复利用。

安装于箱体上的蒸汽排出阀称为箱蒸汽排出阀，安装于冷阱上的蒸汽排出阀称为阱蒸汽排出阀，本发明所述的蒸汽排放系统既可采用只设置箱蒸汽排出阀，又可采用只设置阱蒸汽排出阀，还可采用既设置箱蒸汽排出阀，又设置阱蒸汽排出阀。

从以上叙述中可以看出，所述的对冻干机余热进行回收和利用的系统，对于含有制冷系统、融霜系统及热媒循环系统的冻干机，利用储热系统对冻干机制冷系统的压缩机余热进行回收，用融霜系统及热媒循环系统对储热系统回收的余热进行利用；对于含有制冷系统、融霜系统及蒸汽排放系统的冻干机，利用储热系统对冻干机制冷系统的压缩机余热及蒸汽排放系统的蒸汽余热进行回收，用融霜系统对储热系统回收的余热进行利用；对于含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统及蒸汽排放系统的冻干机，利用储热系统对冻干机制冷系统的压缩机余热及蒸汽排放系统的蒸汽余热进行回收，用融霜系统及热媒循环系统对储热系统回收的余热进行利用，从而使本发明的对冻干机余热回收和利用系统，能根据冻干机实际配置的不同，进行最大限度的扩展。

利用储热系统对冻干机制冷系统的压缩机余热进行回收，形成了压缩机余热回收系统；用融霜系统对储热系统回收的余热进行利用，形成了冷阱融霜余热利用系统；利用热媒循环系统对储热系统吸收的余热进行利用，形成了热媒循环余热利用系统；利用储热系统对蒸汽排放系统的蒸汽余热进行回收，形成了蒸汽余热回收系统。为便于理解本发明，将所述的对冻干机余热回收和利用的各个系统分述如下：

利用储热系统对冻干机制冷系统的压缩机余热进行回收，所形成的压缩机余热回收系统含有二种：第一种是：含有储水箱、压缩机高温换热器、储热循环泵、水压调节阀，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱连接，压缩机高温换热器既与储热循环泵相连接，又与水压调节阀相连接，水压调节阀既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱相连接，同时，压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接，系统内部充注融霜水，各部件之间通过管道相连接；第二种是：含有储水箱、压缩机高温换热器、储热循环泵，储热循环泵既与压缩机高温换热器相连接，又与储水箱连接，压缩机高温换热器与储水箱相连接，同时，压缩机高温换热器与制冷系统的冷凝器及制冷压缩机相连接，系统内部充注融霜水，各部件之间通过管道相连接。

利用储热系统对蒸汽排放系统的蒸汽余热进行回收，所形成的蒸汽余热回收系统：在压缩机余热回收系统的基础上，在储水箱内融霜水的较低水位处，设置一蒸汽排出换热器，该蒸汽排出换热器入口与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀相连接，各部件之间通过管道相连接。

用融霜系统对储热系统回收的余热进行利用，所形成的冷阱融霜余热利用系统：在冻干机余热回收系统的基础上，融霜系统的融霜阀与储热系统相连接，为重复利用融霜水，储热系统的储水箱通过管道及融霜水回收阀与融霜系统相连接，融霜水回收阀一端连接于融霜系统的冷阱和冷阱排出阀之间，另一端与储水箱相连接，为方便融霜水的回收，可在融霜水回收阀和储水箱之间设置一融霜水回收泵，各部件之间通过管道相连接。融霜阀与储热系统相连接的连接方式，可根据压缩机余热回收系统的设置，第一种是采用融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，第二种是融霜阀通过余热利用循环泵与储水箱相连接。

利用热媒循环系统对储热系统吸收的余热进行利用，所形成的热媒循环余热利用系统：在冻干机余热回收系统的基础上，利用控制阀、热媒加热换热器与热媒循环系统相连接，所述的控制阀包括隔离阀、旁通阀、供热阀、气体吹扫阀，热媒加热换热器的加热侧入口与供热阀相连，气体吹扫阀接于热媒加热换热器的加热侧入口与供热阀之间，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀与储热系统相连接，热媒加热换热器的加热侧出口与储水箱相连接，热媒加热换热器的受热侧入口通过隔离阀既与热媒循环系统的电加热器相连接又与旁通阀的一端相连接，热媒加热换热器的受热侧出口既与热媒循环系统的制冷换热器入口相连接，又与旁通阀的另一端相连接，由隔离阀和热媒加热换热器串联而成的热媒加热回路与旁通阀形成事实上的并联，各部件之间通过管道相连接。供热阀与储热系统相连接的连接方式，可根据压缩机余热回收系统的设置，第一种是采有供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接，第二种是供热阀通过余热利用循环泵与储水箱相连接。

上述所述的冻干机余热回收系统，既可以是只含有压缩机余热回收系统，也可以是含有压缩机余热回收系统及蒸汽余热回收系统，具体是根据冻干机的具体配置而定。

一种利用对冻干机余热进行回收和利用的系统对冻干机余热进行回收和利用的方法，其特征是：当制冷压缩机运转且储热系统内融霜水的温度低于制冷压缩机排气温度时，开启储热系统的储热循环泵，利用储热系统的压缩机高温换热器回收、储存制冷系统中的制冷压缩机的排气热量；当冷阱需要除霜时，连通储热系统与融霜阀，融霜水注入冷阱，开启融霜水回收阀，冷阱内的融霜水回到储热系统的储水箱，利用融霜水循环完成冷阱融霜；当热媒循环系统内的搁板需要加热，并且隔板温度低于储热系统内融霜水温度时，连通储热系统与供热阀，通过对隔离阀、旁通阀、供热阀、气体吹扫阀的开度控制，对热媒循环系统内部的热媒进行加热；当蒸汽排放系统需要排出蒸汽时，开启蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀和/或阱蒸汽排出阀，储水箱内的融霜水通过蒸汽排出换热器回收并储存蒸汽排放系统排出的热量。

所述的连通储热系统与融霜阀的方法，可根据储热系统与融霜系统的融霜阀之间的连接方式而定，当融霜系统的融霜阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接时，连通储热系统与融霜阀的方法为开启储热系统的储热循环泵以及融霜阀，当储热系统的储水箱通过余热利用循环泵与融霜系统的融霜阀相连接时，连通储热系统与融霜阀的方法为开启余热利用循环泵及融霜阀；所述的连通储热系统与供热阀的方法，当供热阀与储热系统中的水压调节阀和储热循环泵之间的管道相连接时，连通储热系统与供热阀的方法为开启储热系统的储热循环泵以及供热阀，当供热阀通过余热利用循环泵与储热系统的储水箱相连接时，连通储热系统与供热阀的方法为开启余热利用循环泵及供热阀。

冻干机采用本发明的系统，不仅能够稳定吸收、储存冻干机制冷系统中制冷压缩机的排气热量，存储蒸汽排放系统中冻干机蒸汽灭菌后所排出蒸汽的热量，而且能将吸收、储存的热量应用于融霜系统的冷阱除霜及对热媒循环系统的热媒进行加热。本发明充分利用了冻干机运行过程中排放的热量，使其自身达到了废物再利用的效果，大大地节约了能源，不仅如此，由于融霜水的重复利用，减少了融霜水的消耗，节约了水，从而降低了物品的冻干成本，其结构设计合理，简单、使用方便。

附图说明

图1为现有技术中含有制冷系统、冷阱除霜系统及热媒循环系统的冻干机原理示意图。

图2为现有技术中含有制冷系统、冷阱除霜系统及蒸汽排放系统的冻干机原理示意图。

图3为现有技术中含有制冷系统、冷阱除霜系统、热媒循环系统及蒸汽排放系统的冻干机原理示意图。

图4为现有技术中的对余热进行回收和利用的冻干机原理示意图。

图5为本发明第一种实施例的原理示意图。

图6为本发明第二种实施例的原理示意图。

图7为本发明第三种实施例的原理示意图。

图8为本发明第四种实施例的原理示意图。

图9为本发明第五种实施例的原理示意图。

图10为本发明第六种实施例的原理示意图。

图11为本发明第七种实施例的原理示意图。

图12为本发明第八种实施例的原理示意图。

图13为本发明第九种实施例的原理示意图。

具体实施方式    

下面结合附图和具体实施的例子对本发明做进一步详细的描述，然而所述的实施例不应以限制的方式解释。

从图5给出的本发明第一种实施例的系统原理图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统及（含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12的）热媒循环系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26、水压调节阀27，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，用于排出进入储水箱23内多余的融霜水，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26既与水压调节阀27相连接，又与储热循环泵25相连接，水压调节阀27既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过水压调节阀27进入储水箱23内；融霜系统的融霜阀5与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接，储热系统内的热融霜水通过融霜阀5进入融霜系统内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀28及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；在热媒循环系统的电加热器9和制冷换热器10之间设有旁通阀18，二者通过旁通阀18相连接，由隔离阀19和热媒加热换热器20串连而成的热媒加热回路与旁通阀18形成事实上的并联，热媒加热换热器20的受热侧出口与制冷换热器10入口相连接，同时，热媒加热换热器20的加热侧入口连接一供热阀22，在供热阀22和热媒加热换热器20之间接一气体吹扫阀31，热媒加热换热器20的加热侧出口与储水箱23相连接，热媒加热换热器20的加热侧入口通过供热阀22与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接,储热系统向热媒循环系统提供热量，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统和热媒循环系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。图5中的a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回气口。

从图6给出的本发明第二种实施例的原理示意图中可以看出，它与图5的第一种实施例的区别在于它是将储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道作为热水供应点，将供热阀22及融霜阀5均接入储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道上。

从图7给出的本发明第三种实施例的系统原理图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统及（含有箱体15、冷阱6、箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14的）蒸汽排放系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26、水压调节阀27，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，用于排出进入储水箱23内多余的融霜水，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26既与水压调节阀27相连接，又与储热循环泵25相连接，水压调节阀27既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过水压调节阀27进入储水箱23内；融霜系统的融霜阀5与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接，储热系统内的热融霜水通过融霜阀5进入融霜系统内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀28及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；在储水箱23内融霜水的较低水位处，安装有蒸汽排出换热器30，储热系统通过蒸汽排出换热器30与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

从图8给出的本发明第四种实施例的原理示意图中可以看出，它与图7的第三种实施例的区别在于它是将储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道作为热水供应点，将供热阀22及融霜阀5均接入储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道上。

从图9给出的本发明第五种实施例的系统原理图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统、（含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12的）热媒循环系统及（含有箱体15、冷阱6、箱蒸汽排出阀13、阱蒸汽排出阀14的）蒸汽排放系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26、水压调节阀27，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，用于排出进入储水箱23内部多余的融霜水，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26既与水压调节阀27相连接，又与储热循环泵25相连接，水压调节阀27既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过水压调节阀27进入储水箱23内；融霜系统的融霜阀5与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接，储热系统内的热融霜水通过融霜阀5进入融霜系统内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀28及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；热媒循环系统的电加热器9和制冷换热器10之间设有旁通阀18，二者通过旁通阀18相连接，由隔离阀19和热媒加热换热器20串连而成的热媒加热回路与旁通阀18形成事实上的并联，热媒加热换热器20的受热侧出口与制冷换热器10入口相连接，同时，热媒加热换热器20的加热侧入口还连接有供热阀22，在供热阀22和热媒加热换热器20之间接一气体吹扫阀31，热媒加热换热器20的加热侧出口与储水箱23相连接，热媒加热换热器20的加热侧入口通过供热阀22与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接, 储热系统向热媒循环系统提供热量；在储水箱23内融霜水的较低水位处，安装一蒸汽排出换热器30，储热系统通过蒸汽排出换热器30与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。图中的a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回气口。

从图10给出的本发明第六种实施例的原理示意图中可以看出，它与图9的第五种实施例的区别在于它是将储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道作为热水供应点，将供热阀22及融霜阀5均接入储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道上。

对于余热利用，图5、图7及图9中所示的供热阀22及融霜阀5皆与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接的方式，是一种最佳的连接方式，还可以将储热系统中的储热循环泵25和水压调节阀27之间的任何位置的管道作为热水供应点，例如图6、图8及图10中所示的将储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道作为热水供应点，将供热阀22及融霜阀5均接入储热循环泵25和压缩机高温换热器26之间的管道上。

所述的融霜阀5与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，供热阀22与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，二者既可采用同一管道与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，也可以采用不同的管道分别与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，优选为二者均采用同一管道与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，更为优选的方案为融霜阀5和供热阀22均采用同一管道与储热系统中的压缩机高温换热器26和水压调节阀27之间的管道c处相连接。在图5-10中，已介绍了融霜阀5及供热阀22均采用同一连接管道与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接，在此基础上，当融霜阀5及供热阀22分别采用不同的连接管道与储热系统中的水压调节阀27和储热循环泵25之间的管道相连接时，本领域内的普通技术人员可以根据图5-10所介绍的连接方法进行任意的连接，这里就不再叙述。

从图11给出的本发明第七种实施例的原理示意图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统及（含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12的）热媒循环系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过管道进入储水箱23内；余热利用循环泵32的进水口与储水箱23相连接，余热利用循环泵32的出水口与融霜阀5相连接，采用余热利用循环泵32从储热系统的储水箱23中直接泵水应用于融霜系统中，储热系统内的热融霜水通过余热利用循环泵32及融霜阀5进入到融霜系统的冷阱6内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀28及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；在热媒循环系统的电加热器9和制冷换热器10之间设有旁通阀18，二者通过旁通阀18相连，由隔离阀19和热媒加热换热器20串连而成的热媒加热回路与旁通阀18形成事实上的并联，热媒加热换热器20的受热侧出口与制冷换热器10入口相连接，同时，热媒加热换热器20的加热侧入口还连接有供热阀22，在供热阀22和热媒加热换热器20之间接一气体吹扫阀31，热媒加热换热器20的加热侧出口与储水箱23相连接，热媒加热换热器20的加热侧入口通过供热阀22、余热利用循环泵32与储水箱23相连接, 采用余热利用循环泵32从储热系统的储水箱23中直接泵水应用于热媒循环系统中，热媒循环系统吸收储热系统内的热量，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统和热媒循环系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。图中的a口和b口分别是通向热媒循环系统制冷换热器10的制冷回路的供液口和回气口。

从图12给出的本发明第八种实施例的原理示意图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统及（含有箱体15、冷阱6、箱蒸汽排出阀13、阱蒸汽排出阀14的）蒸汽排放系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，用于排出进入储水箱23内部多余的融霜水，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过管道进入储水箱23内；余热利用循环泵32的进水口与储水箱23相连接，余热利用循环泵32的出水口与融霜阀5相连接，采用余热利用循环泵32从储热系统的储水箱23中直接泵水应用于融霜系统中，储热系统内的热融霜水通过余热利用循环泵32及融霜阀5进入融霜系统的冷阱6内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀2及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；在储水箱23内融霜水的较低水位处，安装一蒸汽排出换热器30，储热系统通过蒸汽排出换热器30与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

从图13给出的本发明第九种实施例的原理示意图中可以看出，它是在含有（含有制冷压缩机1、冷凝器2、节流阀3、冷阱盘管4的）制冷系统、（含有融霜阀5、冷阱6及冷阱排出阀7的）融霜系统、（含有循环泵8、电加热器9、制冷换热器10、搁板11、储液器12的）热媒循环系统及（含有箱体15、冷阱6、箱蒸汽排出阀13、阱蒸汽排出阀14的）蒸汽排放系统的冻干机中，采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道连接的储水箱23、水箱溢流口24、储热循环泵25、压缩机高温换热器26，水箱溢流口24位于储水箱23顶部的融霜水溢流处，用于排出进入储水箱23内部多余的融霜水，储热循环泵25既与压缩机高温换热器26相连接，又与储水箱23相连接，压缩机高温换热器26与储水箱23相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器26与制冷系统的冷凝器2及制冷压缩机1相连接，压缩机高温换热器26内的融霜水吸收制冷压缩机1排出的热量后，通过管道进入储水箱23内；余热利用循环泵32的进水口与储水箱23相连接，余热利用循环泵32的出水口与融霜阀5相连接，采用余热利用循环泵32从储热系统的储水箱23中直接泵水应用于融霜系统的冷阱6中，储热系统内的热融霜水通过余热利用循环泵32及融霜阀5进入融霜系统内，在储水箱23与融霜系统的冷阱6、冷阱排出阀7之间设有融霜水回收阀28及融霜水回收泵29，储水箱23通过融霜水回收阀28及融霜水回收泵29回收融霜系统排出的冷水；热媒循环系统的电加热器9和制冷换热器10之间设有旁通阀18，二者通过旁通阀18相连，由隔离阀19和热媒加热换热器20串连而成的热媒加热回路与旁通阀18形成事实上的并联，热媒加热换热器20的受热侧出口与制冷换热器10入口相连接，同时，热媒加热换热器20的加热侧入口连接一供热阀22，在供热阀22和热媒加热换热器20之间接一气体吹扫阀31，热媒加热换热器20的加热侧出口与储水箱23相连接，热媒加热换热器20的加热侧入口通过供热阀22、余热利用循环泵32与储水箱23相连接, 采用余热利用循环泵32从储热系统的储水箱23中直接泵水应用于热媒循环系统中；在储水箱23内融霜水的较低水位处，安装一蒸汽排出换热器30，储热系统通过蒸汽排出换热器30与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14相连接，储热系统回收蒸汽排放系统排出的蒸汽，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

以上实施例中所描述的蒸汽排放系统的蒸汽排出阀，既含箱蒸汽排出阀又含阱蒸汽排出阀，蒸汽排放系统的蒸汽排出阀还可采用只含箱蒸汽排出阀或只含阱蒸汽排出阀，也即：还可采用含有箱体15、冷阱6及箱蒸汽排出阀13的蒸汽排放系统，以及还可采用含有箱体15、冷阱6及阱蒸汽排出阀14的蒸汽排放系统，箱蒸汽排出阀13或阱蒸汽排出阀14通过管道与储水箱23内的蒸汽排出换热器30相连接，这些实施方式，本领域内的普通技术人员根据上述实施例中的描述很容易实施，这里就不再叙述。

采用对冻干机余热进行回收和利用的系统对冻干机余热进行回收和利用的方法为：当制冷压缩机1运转且储热系统内融霜水的温度低于制冷压缩机1排气温度时，开启储热系统的储热循环泵25，融霜水在储热循环泵25的作用下，利用储热系统的压缩机高温换热器26连续吸收、储存制冷系统中的制冷压缩机1的排气热量后，通过图5-10所示的水压调节阀27或直接通过图11-13所示的管道回到储水箱23内；当冷阱需要除霜时，连通储热系统与融霜阀5，具体如下：如果融霜系统的融霜阀5与储热系统中的储热循环泵25和水压调节阀27之间的管道相连接，则开启储热循环泵25及融霜阀5，由于水压调节阀27的作用，管道内的融霜水保持在一定压力下，使储热系统内的融霜水处于备用的状态，控制融霜系统的融霜阀5，使融霜水进入冷阱6并喷洒在冷阱盘管4上，控制融霜水回收阀28和融霜水回收泵29，将冷阱内的融霜水泵回储水箱23内，这样使融霜水在融霜系统和储热系统内循环进行融霜，完成融霜后，关闭融霜阀5及储热循环泵25，融霜水回收泵29因冷阱6内残留的融霜水延时关闭，打开冷阱排出阀7，将融霜水回收泵25及融霜水回收管道内残余的融霜水排空后，各相关阀关闭完成融霜；如果融霜阀5通过余热利用循环泵32连接到储水箱23，则开启余热利用循环泵32，同时，控制融霜系统的融霜阀5，使融霜水进入冷阱6并喷洒在冷阱盘管4上，当冷阱内融霜水水位到达设定的融霜水回收最低水位时，控制融霜水回收阀28和融霜水回收泵29，将冷阱内的融霜水泵回储水箱23，这样使融霜水在融霜系统和储热系统内循环进行融霜，完成融霜后，关闭融霜阀5及余热利用循环泵32，融霜水回收泵29因冷阱6内残留的除霜水延时关闭，打开冷阱排出阀7，将融霜水回收泵25及融霜水回收管道内残余的融霜水排空后，各相关阀关闭完成融霜；当热媒循环系统内的搁板11需要控制温度，而搁板11的实际温度低于所要求的控制温度，同时搁板11温度低于储水箱23内部融霜水温度时，连通储热系统与供液阀22，具体如下：如果热媒循环系统中的热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀22与储热系统中的储热循环泵25和水压调节阀27之间的管道相连接，则开启储热系统的储热循环泵25，由于水压调节阀27的作用，管道内的融霜水保持在一定压力下，使储热系统内的融霜水处于备用加热的状态，如果热媒循环系统中的热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀22及余热利用循环泵32连接到储水箱23，则启动余热利用循环泵32，使融霜水进入备用加热状态，通过对旁通阀18、隔离阀19的开度控制，以切换热媒加热换热器20在热媒循环系统中的作用大小，并使热媒加热换热器20受热侧内的热媒始终处于流动状态，当搁板11需要加热时，控制供热阀22的开闭来为热媒循环系统提供所需的热量，停止加热并在关闭供热阀22的同时，为避免融霜水在热媒加热换热器20加热侧内部可能的凝冰，必须同时

打开气体吹扫阀31，并在一定的时间延时后将气体吹扫阀31关闭，其作用是将热媒加热换热器20加热侧内部的融霜水利用高压气体吹扫干净；当蒸汽排放系统需要排出蒸汽时，开启蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀13及阱蒸汽排出阀14，储水箱23内的融霜水通过蒸汽排出换热器30吸收并储存蒸汽的热量。

当热媒循环系统内的搁板11需要加热，同时储水箱23内部融霜水温度低于搁板11温度时，使用电加热器9进行补充加热。

对所述的热媒循环余热利用系统中的各个控制阀的开度控制方法是本领域内的普通专业技术人员所共知的常识，这里不再叙述。

本发明所述的水压调节阀为一市场上购得的水压调节单向阀，其作用是使压缩机储热循环泵与水压调节阀之间管道内的融霜水保持在所需的水压上。

本发明所述的其它各个部件也为市场上直接购得的部件，它们之间的连接方法，皆为本领域内的普通专业技术人员所共知的常识，这里就不再叙述。

本发明所述的技术方案适合在任何的冻干机中使用，特别适合大型冻干机使用。同时，本发明所述技术方案不仅可以单机应用，也同时可以多台冻干机公用一套储热系统，形成储热站复合应用。

    按照本发明，除了可广泛应用到冻干机的生产中，还可以对现有的冻干机进行技术改造，以达到节能增效的目的。

Claims (5)

1.一种对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、节流阀（3）及冷阱盘管（4）的制冷系统，含有融霜阀（5）、冷阱（6）及冷阱排出阀（7）的融霜系统，还包括含有循环泵（8）、电加热器（9）、制冷换热器（10）、搁板（11）及储液器（12）的热媒循环系统和/或含有箱体（15）、冷阱（6）以及含有箱蒸汽排出阀（13）、阱蒸汽排出阀（14）中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱（23）、水箱溢流口（24）、压缩机高温换热器（26）、储热循环泵（25）、水压调节阀（27），水箱溢流口（24）设置于储水箱顶部的融霜水溢流处，储热循环泵（25）既与压缩机高温换热器（26）相连接，又与储水箱（23）相连接，水压调节阀（27）既与压缩机高温换热器（26）相连接，又与储水箱（23）相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器（26）与制冷系统的冷凝器（2）及制冷压缩机（1）相连接；融霜系统的融霜阀（5）与储热系统中的水压调节阀(27)和储热循环泵(25)之间的管道相连接，在储水箱（23）与融霜系统的冷阱（6）、冷阱排出阀（7）之间的连接管道上设有融霜水回收阀（28）；当冻干机内含有热媒循环系统时，在热媒循环系统的电加热器（9）和制冷换热器（10）之间设一旁通阀（18），由隔离阀（19）和热媒加热换热器（20）串联而成的热媒加热回路与旁通阀（18）形成事实上的并联，热媒加热换热器（20）的受热侧出口与制冷换热器（10）入口相连接，热媒加热换热器（20）的加热侧入口连接有供热阀（22），在供热阀（22）和热媒加热换热器（20）之间设有气体吹扫阀（31），热媒加热换热器（20）的加热侧出口与储水箱（23）相连接，热媒加热换热器（20）的加热侧入口通过供热阀（22）与储热系统中的水压调节阀(27)和储热循环泵(25)之间的管道相连接；当冻干机内含有蒸汽排放系统时，在储水箱（23）内安装一蒸汽排出换热器（30），储热系统通过蒸汽排出换热器（30）与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀（13）和/或阱蒸汽排出阀（14）相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

2.一种对冻干机余热进行回收和利用的系统，包括含有制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、节流阀（3）及冷阱盘管（4）的制冷系统，含有融霜阀（5）、冷阱（6）及冷阱排出阀（7）的融霜系统，还包括含有循环泵（8）、电加热器（9）、制冷换热器（10）、搁板（11）及储液器（12）的热媒循环系统和/或含有箱体（15）、冷阱（6）以及含有箱蒸汽排出阀（13）、阱蒸汽排出阀（14）中的至少一种的蒸汽排放系统，其特征是采用一个储热系统，该储热系统含有通过管道相接的储水箱（23）、水箱溢流口（24）、压缩机高温换热器（26）、储热循环泵（25），水箱溢流口（24）设置于储水箱（23）顶部的的融霜水溢流处，储热循环泵（25）既与压缩机高温换热器（26）相连接，又与储水箱（23）相连接，压缩机高温换热器（26）也与储水箱（23）相连接，系统内注有融霜水；储热系统通过压缩机高温换热器（26）与制冷系统的冷凝器（2）及制冷压缩机（1）相连接；储热系统的储水箱（23）通过余热利用循环泵（32）与融霜系统的融霜阀（5）相连接，在储水箱（23）与融霜系统的冷阱（6）、冷阱排出阀（7）之间的连接管道上设有融霜水回收阀（28）；当冻干机内含有热媒循环系统时，在热媒循环系统的电加热器（9）和制冷换热器（10）之间设一旁通阀（18），由隔离阀（19）和热媒加热换热器（20）串联而成的热媒加热回路与旁通阀（18）形成事实上的并联，热媒加热换热器（20）的加热侧入口连接有供热阀（22），在供热阀（22）和热媒加热换热器（20）之间设有气体吹扫阀（31），热媒加热换热器（20）的加热侧出口与储水箱（23）相连接，热媒加热换热器的加热侧入口通过供热阀（22）、余热利用循环泵（32）与储水箱（23）相连接；当冻干机内含有蒸汽排放系统时，在储水箱（23）内安装一蒸汽排出换热器（30），储热系统通过蒸汽排出换热器（30）与蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀（13）和/或阱蒸汽排出阀（14）相连接，从而构成了对含有制冷系统、融霜系统、热媒循环系统和/或蒸汽排放系统的冻干机的余热进行回收和利用的系统。

3.按照权利要求1或2所述的对冻干机余热进行回收和利用的系统，其特征为在储水箱（23）与融霜水回收阀（28）之间设有融霜水回收泵（29）。

4.一种利用权利要求1或2所述的系统对冻干机余热进行回收和利用的方法，其特征是：当制冷压缩机（1）运转且储热系统内融霜水的温度低于制冷压缩机（1）排气温度时，开启储热系统的储热循环泵（25），利用储热系统的压缩机高温换热器（26）回收、储存制冷系统中的制冷压缩机（1）的排气热量；当冷阱（6）需要除霜时，连通储热系统与融霜阀（5），融霜水注入冷阱（6），开启融霜水回收阀（28），冷阱（6）内的融霜水回到储热系统的储水箱（23），利用融霜水循环完成冷阱融霜；当热媒循环系统内的搁板（11）需要加热，并且搁板（11）的温度低于储热系统内融霜水温度时，连通储热系统与供热阀（22），通过对隔离阀（19）、旁通阀（18）、供热阀（22）、气体吹扫阀（31）的开度控制，对热媒循环系统内部的热媒进行加热；当蒸汽排放系统需要排出蒸汽时，开启蒸汽排放系统的箱蒸汽排出阀（13）和/或阱蒸汽排出阀（14），储水箱（23）内的融霜水通过蒸汽排出换热器（30）回收并储存蒸汽排放系统排出的热量。

5.按照权利要求4所述的对冻干机余热进行回收和利用的方法，其特征为所述的连通储热系统与融霜阀（5）的方法，当融霜阀（5）与储热系统中的水压调节阀(27)和储热循环泵(25)之间的管道相连接时，连通储热系统与融霜阀（5）的方法为开启储热系统的储热循环泵（25）以及融霜阀（5），当储热系统的储水箱（23）通过余热利用循环泵（32）与融霜阀（5）相连接时，连通储热系统与融霜阀（5）的方法为开启余热利用循环泵（32）及融霜阀（5）；所述的连通储热系统与供热阀（22）的方法，当供热阀（22）与储热系统中的水压调节阀(27)和储热循环泵(25)之间的管道相连接时，连通储热系统与供热阀（22）的方法为开启储热系统的储热循环泵（25）以及供热阀（22），当供热阀（22）通过余热利用循环泵（32）与储热系统的储水箱（23）相连接时，连通储热系统与供热阀（22）的方法为开启余热利用循环泵（32）及供热阀（22）。

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