CN106352714A - 水风结合的冷凝系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水风结合的冷凝系统，包括进料管道、排料管道、进水管道、排水管道、至少一组水冷装置、至少一组风冷装置、获取装置、检测装置和控制装置。重点在于，能获取冷凝系统所处的环境条件，并能检测冷凝系统的工况参数，进而通过控制装置控制水冷装置和风冷装置的工作状态。使得其能根据系统所处的环境条件和当前工况参数，合理调配水、风装置，实现能源的综合利用，不仅能降低生产成本提高经济效益，而且符合国家节能减排的要求。

Description

水风结合的冷凝系统

技术领域

本发明涉及一种水风结合的冷凝系统。

背景技术

以白酒酿造领域为例，酒蒸汽的冷凝大多依靠单独的水冷装置或单独的风冷装置。其中，水冷装置冷却1T酒一般需要用水大约30T左右，耗水量巨大，尤其是在水资源缺乏的地区，节约用水形势更严峻；风冷装置生产1T酒一般需要用电大约需要20左右，虽然实现了节水但是节能效果不佳，而且在酿酒时，润粮、打量水也要用到少部分热水，该热水如果能够由水冷装置的冷介质出口提供，则可达到热水的充分利用。

因此，如何根据酒厂所处的当前环境条件因地制宜，在水冷装置和风冷装置之间寻求一个平衡，实现能源的综合利用，达到节水节能环保、降低生产成本的目的，是目前冷凝系统中亟待解决的一个技术问题。

发明内容

基于此，本发明提供一种水风结合的冷凝系统，包括进料管道、排料管道、进水管道、排水管道、至少一组水冷装置、至少一组风冷装置、获取装置、检测装置和控制装置：

所述进料管道，与所述水冷装置或所述风冷装置的物料进口连接；

所述排料管道，与所述水冷装置或所述风冷装置的物料出口连接；

所述进水管道、所述排水管道，分别与所述水冷装置的冷介质进口、冷介质出口连接；

所述水冷装置与所述风冷装置串联或并联连接；

获取装置，用于获取所述冷凝系统所处的环境条件；

检测装置，用于检测所述冷凝系统的工况参数；

所述控制装置，与所述获取装置、所述检测装置、所述水冷装置和所述风冷装置连接，用于根据所述环境条件和所述工况参数，控制所述水冷装置和所述风冷装置的工作状态。

进一步地，所述进水管道处，设置有流量阀，用于控制所述水冷装置的工作状态；所述风冷装置内，设置有变频电机，用于控制所述风冷装置的工作状态。

进一步地，所述水冷装置包括第一水冷组件；所述风冷装置包括第一风冷组件，串联设置在所述第一水冷组件后；所述第一水冷组件的物料进口，与所述进料管道连接；所述第一水冷组件的物料出口，与所述第一风冷组件的物料进口连接；所述第一风冷组件的物料出口，与所述排料管道连接；

所述检测装置，包括第一检测组件，设置在所述第一水冷组件的物料出口处，用于检测所述物料的第一温度；

所述冷凝系统，还包括开关阀，设置在所述排水管道上；

所述控制装置，还与所述开关阀和所述第一检测组件连接，用于根据所述环境条件、所述开关阀的导通状态和所述第一温度，控制所述第一风冷组件的工作状态。

进一步地，所述冷凝系统，还包括第二水冷组件和第二检测组件；

所述第一风冷组件的物料出口，经所述第二水冷组件的物料进口、所述第二水冷组件的物料出口，与所述排料管道连接；

所述第二检测组件，设置在所述第一风冷组件的物料出口处，用于检测所述物料的第二温度；

所述控制装置，还与所述第二检测组件连接，用于根据所述环境条件和所述第二温度，控制所述第二水冷组件的工作状态。

进一步地，所述冷凝系统，还包括第三检测组件，设置在所述第二水冷组件的物料出口处，用于检测所述物料的第三温度；

所述控制装置，还与所述第三检测组件连接，用于根据所述第三温度判定所述冷凝系统是否出现故障。

进一步地，所述冷凝系统，还包括第四检测组件和加热装置；

所述第四检测组件，设置在所述第一水冷组件的冷介质进口处，用于检测所述冷介质的温度；

所述控制装置，还与所述第四检测组件和所述加热装置连接，用于根据所述冷介质的温度，控制所述加热装置将所述冷介质加热至预设温度。

进一步地，所述第二水冷组件的冷介质出口，还与所述第一水冷组件的冷介质进口连接。

进一步地，所述物料为酒蒸汽；所述冷介质为水；所述环境条件，包括冷水供应量、热水需求量和当地电费。

进一步地，所述冷凝系统，还包括流量计，设置在所述排水管道上，用于检测所述排水管道上的流量值；

所述控制装置，与所述流量计和所述开关阀连接，用于在所述流量值等于所述热水需求量时，关闭所述开关阀。

进一步地，所述冷凝系统，还包括储水罐，与所述排水管道连接。

本发明提供的风水结合的冷凝系统，主要能根据系统所处的环境条件和当前工况参数，合理调配水、风装置，实现能源的综合利用，不仅能降低生产成本提高经济效益，而且符合国家节能减排的要求。

附图说明

图1为本发明风水结合的冷凝系统的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明风水结合的冷凝系统的控制系统的示意图；

图3为本发明风水结合的冷凝系统的另外一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

如图1所示，显示了本发明冷凝系统的一个具体实施例，下面以酿酒中酒蒸汽的冷凝为例，做进一步解释说明。基于本发明构思的水风结合的冷凝系统，包括进料管道100、排料管道200、进水管道300、排水管道400、至少一组水冷装置500、至少一组风冷装置600、获取装置700、检测装置800和控制装置900。其中，进料管道100，上游与酿酒生产线的馏酒甑锅连接，下游与水冷装置500或风冷装置600的物料进口连接，以将馏酒甑锅输出的酒蒸汽输送至水冷装置500或风冷装置600，做下一步的冷凝处理；排料管道200，上游与水冷装置500或风冷装置600的物料出口连接，下游与储酒罐或分装装置连接，以将冷凝至液态的酒存储封存或按瓶分装；进水管道300和排水管道400，分别与水冷装置500的冷介质进口、冷介质出口连接，以为水冷装置500提供冷介质，具体的，为降低成本该冷介质可选但不仅限于为水，还可根据冷凝需求选用其他冷凝剂等；若干水冷装置500与若干风冷装置600可根据实际需求串联或并联连接；获取装置700，用于获取冷凝系统所处的环境条件，具体的该环境条件可选但不仅限于为冷水供应量、热水需求量、当地电费、待冷凝物料的初始温度值、目标温度值等关系到水冷装置、风冷装置功率选取的环境因素和客观因素；检测装置800，用于检测冷凝系统的工况参数，具体的，该工况参数可选但不仅限于为酒蒸汽的初始温度、各转接点的温度、各水冷装置和风冷装置的当前状态，是否出现故障等；控制装置900，与获取装置700、检测装置800、水冷装置500和风冷装置600连接，用于根据环境条件和工况参数，控制水冷装置500和风冷装置600的工作状态，具体的，进水管道300处，设置有流量阀310，风冷装置600内，设置有变频电机610，控制装置900通过控制流量阀310和变频电机610控制水冷装置500和风冷装置600的启停和功率等。

在该实施例中，给出了本发明水冷系统的一个优选实施例，其能综合考虑其所处的环境条件和当前的工况参数，合理调配水冷装置500和风冷装置600的工作状态。以南方地区和北方地区为例，南方地区水资源丰富，尤其是有些酒厂建立在山区，直接取用山泉水没有任何生产成本，则可根据该丰富的冷水供应量优先或较风冷装置多的使用水冷装置；而北方地区本身水资源匮乏，则可优先或较水冷装置多的使用风冷装置。再以酒厂本身的热水需求量为例，润粮、打量水需要用到一定量的热水，如果能将水冷装置的冷介质出口输出的热水回收作为这部分热水消耗，则可实现能源的充分利用，操作人员即可根据这一原则控制流量阀，进而控制水冷装置的功率，在冷水需求量满足的前提下，其余的冷凝采用风冷装置直至将待冷凝物料冷凝至目标温度值。优选的，可综合考虑环境条件和热水需求量等，制定一个水风配比最优、能源利用最有效、成本最低的方式，以此控制水冷装置和风冷装置的工作状态。值得注意的，上述待冷凝物料的种类、冷介质的种类、环境条件、控制水冷装置的流量阀、控制风冷装置的变频电机等均为示例性说明，并不对本冷凝系统的适用范围、控制策略和执行机构作唯一限定。

优选的，冷凝系统，包括串联设置的第一水冷组件510和第一风冷组件620。其中，第一水冷组件510的物料进口，与进料管道100连接；第一水冷组件510的物料出口，与第一风冷组件620的物料进口连接；第一风冷组件620的物料出口，与排料管道200连接。

该冷凝系统，还包括设置在第一水冷组件510的物料出口处，用于检测物料的第一温度的第一检测组件810和设置在排水管道400上的开关阀1000。控制装置900，则可根据环境条件、开关阀1000的导通状态和第一温度，控制第一风冷组件620的工作状态。

具体的，在该实施例中，冷凝系统由一个水冷装置和一个风冷装置串联组成，操作人员可根据开关阀1000的导通状态，确定第一水冷组件510提供的热水是否达到热水需求量，在开关阀1000的导通状态为关闭时（可由人工操作或自动操作），知晓第一水冷组件510提供的热水已达到热水需求量，无需再提供热水，此时即可关闭第一水冷组件510，再继续根据上述第一温度判定是否需要启动第一风冷组件620及如何控制第一风冷组件620的电机频率。具体的，操作人员可预先设定待冷凝物料（酒）的目标温度值，若该第一温度高于上述目标温度值时，说明待冷凝物料冷凝效果还不充分，控制装置900需要进一步启动第一风冷组件620对其进行进一步的冷凝。更为具体的，控制装置900可根据第一温度与目标温度值的差值，进一步确定第一风冷组件620的电机频率。该控制策略，充分考虑了热水的回收利用率，减少了热水的浪费，进一步优化了整个冷凝系统，达到节能降耗、降低成本的目的。

更为优选的，在另一个实施例中，冷凝系统，还包括第二水冷组件520，其中第一风冷组件620的物料出口，经第二水冷组件520的物料进口、第二水冷组件520的物料出口，与排料管道200连接，即如图1所示，第二水冷组件520串联设置在第一风冷组件620的后面。

该冷凝系统，还包括第二检测组件820，设置在第一风冷组件620的物料出口处，用于检测物料的第二温度。控制装置900，则可根据环境条件和该第二温度，控制第二水冷组件520的工作状态。

在该实施例中，冷凝系统增设了串联在第一风冷组件后的第二水冷组件，其可在第一风冷组件的冷凝后的物料仍未达到目标温度值时，以第二水冷组件作为补充辅助，确保其达到目标温度值。更为具体的，若该第二温度仍高于上述目标温度值时，说明待冷凝物料冷凝效果还不充分，控制装置900需要进一步启动第二水冷组件520对其进行进一步的冷凝。更为具体的，控制装置900可根据第二温度与目标温度值的差值，进一步确定流量阀的流量大小，以控制第二水冷组件520的功率大小。

更为优选的，该冷凝系统还包括第三检测组件830，设置在第二水冷组件520的物料出口处，用于检测物料的第三温度。控制装置900，还与第三检测组件830连接，用于根据第三温度判定冷凝系统是否出现故障。

在该实施例中，控制装置900可根据第三温度是否达到目标温度值，确定整个冷凝系统是否出现故障，一方面能即时停机检修，避免更大的故障发生和能源、物料的浪费；另一方面，以酒蒸汽为待冷凝物料为例，能进一步优化酿酒生长线，判断出酒是否达到要求，提高出酒的产量和质量。

更为优选的，该冷凝系统还包括设置在第一水冷组件510的冷介质进口处、用于检测冷介质的温度的第四检测组件840和加热装置1100。控制装置900，还与第四检测组件840和加热装置1100连接，用于根据冷介质的温度，控制加热装置1100将冷介质加热至预设温度。

在该实施例中，增设了第四检测组件840和加热装置1100，其主要目的是为了保护第一水冷组件510。由于水冷组件内部的待冷凝物料与外部的冷介质之间温差相差太大，则可能造成冷凝罐的爆裂，造成装置损失和安全事故，所以一般相对于100度的酒蒸汽而言，入口的冷介质希望稳定在80-90度之间。在此原则上，增设加热装置1100对不满足要求的冷介质进行预热操作，能有效以避免上述现象。

更为优选的，为进一步实现对第一水冷组件510的冷介质温度的有效控制以及进一步综合利用能源，还可将第二水冷组件520的冷介质出口，与第一水冷组件510的冷介质进口连接，以将第二水冷组件520的热水提供至第一水冷组件510的冷介质入口，降低需要启用加热装置1100的情况。

更为优选的，该冷凝系统还包括流量计1200，设置在排水管道400上，用于检测排水管道400上的流量值。控制装置900，与流量计1200和开关阀1000连接，用于在流量值等于热水需求量时，关闭开关阀1000。

在该实施例中，增设的流量计1200可直接检测排水管道400上的流量值，进而通过控制装置900实现对开关阀1000的自动控制，无需人工操作，一方面降低了人工劳动强度；另一方面，较人工操作更及时、更准确，进一步提高了冷凝系统的自动化、智能化。

更为优选的，如图1所示，该冷凝系统还包括储水罐1300，与排水管道400连接，用以储存热水。此时，若需要储存热水，即可根据需要储存的量，更改上述热水需求量。更为优选的，该储水罐1300，还可包括溢水口，以避免热水外泄。

本发明构思的发明宗旨，主要能根据系统所处的环境条件和当前工况参数，合理调配水、风装置，实现能源的综合利用，不仅能降低生产成本提高经济效益，而且符合国家节能减排的要求。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种水风结合的冷凝系统，其特征在于，包括进料管道（100）、排料管道（200）、进水管道（300）、排水管道（400）、至少一组水冷装置（500）、至少一组风冷装置（600）、获取装置（700）、检测装置（800）和控制装置（900）：

所述进料管道（100），与所述水冷装置（500）或所述风冷装置（600）的物料进口连接；

所述排料管道（200），与所述水冷装置（500）或所述风冷装置（600）的物料出口连接；

所述进水管道（300）、所述排水管道（400），分别与所述水冷装置（500）的冷介质进口、冷介质出口连接；

所述水冷装置（500）与所述风冷装置（600）串联或并联连接；

获取装置（700），用于获取所述冷凝系统所处的环境条件；

检测装置（800），用于检测所述冷凝系统的工况参数；

所述控制装置（900），与所述获取装置（700）、所述检测装置（800）、所述水冷装置（500）和所述风冷装置（600）连接，用于根据所述环境条件和所述工况参数，控制所述水冷装置（500）和所述风冷装置（600）的工作状态。

2.根据权利要求1所述的冷凝系统，其特征在于，所述进水管道（300）处，设置有流量阀（310），用于控制所述水冷装置（500）的工作状态；所述风冷装置（600）内，设置有变频电机（610），用于控制所述风冷装置（600）的工作状态。

3.根据权利要求2所述的冷凝系统，其特征在于，

所述水冷装置（500）包括第一水冷组件（510）；所述风冷装置（600）包括第一风冷组件（620），串联设置在所述第一水冷组件（510）后；所述第一水冷组件（510）的物料进口，与所述进料管道（100）连接；所述第一水冷组件（510）的物料出口，与所述第一风冷组件（620）的物料进口连接；所述第一风冷组件（620）的物料出口，与所述排料管道（200）连接；

所述检测装置（800），包括第一检测组件（810），设置在所述第一水冷组件（510）的物料出口处，用于检测所述物料的第一温度；

所述冷凝系统，还包括开关阀（1000），设置在所述排水管道（400）上；

所述控制装置（900），还与所述开关阀（1000）和所述第一检测组件（810）连接，用于根据所述环境条件、所述开关阀（1000）的导通状态和所述第一温度，控制所述第一风冷组件（620）的工作状态。

4.根据权利要求3所述的冷凝系统，其特征在于，还包括第二水冷组件（520）和第二检测组件（820）；

所述第一风冷组件（620）的物料出口，经所述第二水冷组件（520）的物料进口、所述第二水冷组件（520）的物料出口，与所述排料管道（200）连接；

所述第二检测组件（820），设置在所述第一风冷组件（620）的物料出口处，用于检测所述物料的第二温度；

所述控制装置（900），还与所述第二检测组件（820）连接，用于根据所述环境条件和所述第二温度，控制所述第二水冷组件（520）的工作状态。

5.根据权利要求4所述的冷凝系统，其特征在于，还包括第三检测组件（830），设置在所述第二水冷组件（520）的物料出口处，用于检测所述物料的第三温度；

所述控制装置（900），还与所述第三检测组件（830）连接，用于根据所述第三温度判定所述冷凝系统是否出现故障。

6.根据权利要求5所述的冷凝系统，其特征在于，还包括第四检测组件（840）和加热装置（1100）；

所述第四检测组件（840），设置在所述第一水冷组件（510）的冷介质进口处，用于检测所述冷介质的温度；

所述控制装置（900），还与所述第四检测组件（840）和所述加热装置（1100）连接，用于根据所述冷介质的温度，控制所述加热装置（1100）将所述冷介质加热至预设温度。

7.根据权利要求6所述的冷凝系统，其特征在于，所述第二水冷组件（520）的冷介质出口，还与所述第一水冷组件（510）的冷介质进口连接。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的冷凝系统，其特征在于，所述物料为酒蒸汽；所述冷介质为水；所述环境条件，包括冷水供应量、热水需求量和当地电费。

9.根据权利要求8所述的冷凝系统，其特征在于，还包括流量计（1200），设置在所述排水管道（400）上，用于检测所述排水管道（400）上的流量值；

所述控制装置（900），与所述流量计（1200）和所述开关阀（1000）连接，用于在所述流量值等于所述热水需求量时，关闭所述开关阀（1000）。

10.根据权利要求9所述的冷凝系统，其特征在于，还包括储水罐（1300），与所述排水管道（400）连接。