CN105733931A - 一种发酵热能回收设备及热能回收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及热能回收技术领域，具体公开了一种发酵热能回收设备，包括：引风管、热能回收装置、进风管；所述引风管一端与发酵罐上端出口相连接，另一端与所述热能回收装置的进口相连接；所述热能回收装置的出口经由进风管连接至发酵罐底端进口处；所述发酵罐出口处设置有排风机；所述热能回收装置的出口处设置有送风机。还包括了采用该设备进行热能回收的方法。本发明将发酵发酵罐排放出来的热量通过热能回收装置将热能进行一级全热交换、二级热泵吸热的双效回收，所回收到的热量用于加热进入发酵罐的新鲜空气，有效地降低了能源的消耗，生产时间短，产品品质稳定。

Description

一种发酵热能回收设备及热能回收方法
技术领域
本发明涉及热能回收技术领域，具体涉及一种发酵热能回收设备及热能回收方法。
背景技术
发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。微生物代谢过程中，一部分有机物会被氧化成简单的无机物质，并且释放能量。目前，在发酵行业里都是采用传统方式发酵，发酵过程中所释放出来的热量直接排放到环境中，不但白白浪费了热能资源，还加重了环境的负担。
在发酵的过程中，温度的控制是一个重要的步骤，温度控制的好坏直接影响到发酵的效率以及发酵的质量。传统的发酵方式中，通常是直接将补充的新鲜空气通入发酵罐中，空气温度由环境温度所决定，这样的生产方式存在生产效率低，发酵时间长短不能确定，发酵产品质量不稳定，运营成本高等问题。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种发酵热能回收设备及热能回收方法。
为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：
本发明的热能回收设备，包括：引风管、热能回收装置、进风管；所述引风管一端与发酵罐上端出口相连接，另一端与所述热能回收装置的进口相连接；所述热能回收装置的出口经由进风管连接至发酵罐底端进口处；
所述发酵罐出口处设置有排风机；所述热能回收装置的出口处设置有送风机。
进一步的，所述热能回收装置，包括：热泵蒸发器、全热交换装置、冷风机、循环风机、热泵冷凝器；所述全热交换装置由两条支路组成，一条支路的进口与所述进风管相连通，出口连接至热泵蒸发器，最后经冷风机连通外部环境；另一条支路进口与新鲜空气入口相连通，出口经循环风机进入热泵冷凝器后，连接至发酵罐。
进一步的，所述热能回收装置中还设置有蓄能器，所述蓄能器分别与热泵冷凝器和发酵罐相连接。
一种采用上述热能回收设备对发酵罐的热能回收的方法，包括：发酵过程，反应罐中的废气通过顶端出口处的废气经排风机加压成高温高湿的蒸汽送至热能回收装置中，废气首先经过全热交换装置与新鲜空气进行第一次热交换，经第一次热交换后的废气进入到热泵蒸发器中进行第二次余热回收，最后由冷风机将经换热后的废气排出环境；
新鲜空气经第一次热交换预热后，由循环风机压送至热泵冷凝器，所述热泵冷凝器将热泵蒸发器回收到的余热传递给新鲜空气，新鲜空气被两次加热后，由送风机压缩进入到发酵罐中。
进一步的，所述热泵冷凝器还将部分热能传递到蓄能器中，当停止对废气热量回收时，采用蓄能器对发酵罐供热。
进一步的，新鲜空气经二次换热，由送风机送入发酵罐时的温度为80℃。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种热能回收设备，将发酵罐排放出来的热量通过热能回收装置将热能进行一级全热交换、二级热泵吸热的双效回收，所回收到的热量用于加热进入发酵罐的新鲜空气，可以有效降低发酵过程中80％的能源消耗。本发明恒定了空气进入发酵罐的温度，提高了发酵生产速度，缩短发酵时间并使发酵时间的长短可控性增强，发酵所得产品质量更稳定。本发明采用高蓄能密度、高导热性中温蓄能材料及良好换热器结构，解决加热过程因空气热熔小而产生动态不平衡的问题，使整个发酵热能回收系统运行更平稳、高效。
附图说明
图1为本发明热能回收设备的结构示意图。
附图标记：1、排风机，2、引风管，3、热能回收装置，31、热泵蒸发器，32、全热交换装置，33、冷风机，34、循环风机，35、热泵冷凝器，36、蓄能器，4、送风机，5、进风管。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案作进一步清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
如图1所示：本发明的热能回收设备，包括：引风管2、热能回收装置3、进风管5；所述引风管2一端与发酵罐上端出口相连接，另一端与所述热能回收装置3的进口相连接；所述热能回收装置3的出口经由进风管5连接至发酵罐底端进口处；
所述发酵罐出口处设置有排风机1；所述热能回收装置3的出口处设置有送风机4。所述排风机1和送风机4均为高压风机。
所述热能回收装置3，包括：热泵蒸发器31、全热交换装置32、冷风机33、循环风机34、热泵冷凝器35；所述全热交换装置32由两条支路组成，一条支路的进口与所述进风管5相连通，出口连接至热泵蒸发器31，最后经冷风机33连通外部环境；另一条支路进口与新鲜空气入口相连通，出口经循环风机34进入热泵冷凝器35后，连接至发酵罐。
所述全热交换装置32，用于将反应罐流出的高温高湿蒸汽与进入设备中的新鲜空气进行第一次热交换。
所述热泵蒸发器31，对经第一次热交换后的废气余热进行回收，所回收到的热量经由热泵冷凝器35加热经预热后的新鲜空气。
所述冷风机33，将两次换热后的废气排出环境，经两次换热后的废气变为常温气体。
作为进一步改善，所述热能回收装置3中还设置有蓄能器36，所述蓄能器36分别与热泵冷凝器35和发酵罐相连接。所述蓄能器36储蓄热泵冷凝器35释放的部分能量，当有需要时，在将能量释放出来，送到发酵罐中。
本发明的发酵热能回收方法，包括：发酵过程中，反应罐的废气通过顶端出口处的废气经排风机1加压成高温高湿的蒸汽送至热能回收装置3中，废气首先经过全热交换装置32与新鲜空气进行第一次热交换，经第一次热交换后的废气进入到热泵蒸发器31中进行第二次余热回收，最后由冷风机33将经换热后的废气排出环境。
新鲜空气经第一次热交换预热后，由循环风机34压送至热泵冷凝器35，所述热泵冷凝器35将热泵蒸发器31回收到的余热传递给新鲜空气，新鲜空气被两次加热后，由送风机4压缩进入到发酵罐中。新鲜空气经二次换热，由送风机4送入发酵罐时的温度为80℃。
作为优选方案，所述热泵冷凝器35还将部分热能传递到蓄能器36中，当不进行废气热量回收时，采用蓄能器36对发酵罐供热。
本发明将发酵罐排放出来的热量通过热能回收装置将热能进行一级全热交换、二级热泵吸热的双效回收，所回收到的热量用于加热进入发酵罐的新鲜空气，有效地降低了能源的消耗，生产时间短，产品品质稳定。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种发酵热能回收设备，其特征在于，包括：引风管、热能回收装置、进风管；所述引风管一端与发酵罐上端出口相连接，另一端与所述热能回收装置的进口相连接；所述热能回收装置的出口经由进风管连接至发酵罐底端进口处；
所述发酵罐出口处设置有排风机；所述热能回收装置的出口处设置有送风机。
2.根据权利要求1所述的热能回收设备，其特征在于，所述热能回收装置，包括：热泵蒸发器、全热交换装置、冷风机、循环风机、热泵冷凝器；所述全热交换装置由两条支路组成，一条支路的进口与所述进风管相连通，出口连接至热泵蒸发器，最后经冷风机连通外部环境；另一条支路进口与新鲜空气入口相连通，出口经循环风机进入热泵冷凝器后，连接至发酵罐。
3.根据权利要求2所述的热能回收设备，其特征在于，所述热能回收装置中还设置有蓄能器，所述蓄能器分别与热泵冷凝器和发酵罐相连接。
4.一种采用权利要求1-3所述的热能回收设备的热能回收方法，其特征在于，包括：发酵过程，反应罐中的废气通过顶端出口处的废气经排风机加压成高温高湿的蒸汽送至热能回收装置中，废气首先经过全热交换装置与新鲜空气进行第一次热交换，经第一次热交换后的废气进入到热泵蒸发器中进行第二次余热回收，最后由冷风机将经换热后的废气排出环境；
新鲜空气经第一次热交换预热后，由循环风机压送至热泵冷凝器，所述热泵冷凝器将热泵蒸发器回收到的余热传递给新鲜空气，新鲜空气被两次加热后，由送风机压缩进入到发酵罐中。
5.根据权利要求4所述的热能回收方法，其特征在于，所述热泵冷凝器还将部分热能传递到蓄能器中，当停止对废气热量回收时，采用蓄能器对发酵罐供热。
6.根据权利要求4所述的热能回收方法，其特征在于，新鲜空气经二次换热，由送风机送入发酵罐时的温度为80℃。
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