CN109704261A - 回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机 - Google Patents
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Abstract
一种回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机：系统集成巴氏杀菌机和水源高温热泵，并由水源高温热泵实现冷量+热量联供，其中蒸发器提供冷量回收巴氏杀菌机的排水显热，以使排水温度从60℃降至55℃，从而节省冷却塔冷量；其中冷凝器提供热量以部分替代水蒸汽来加热循环喷淋的高温杀菌热水和循环喷淋的保温杀菌热水。水源高温热泵以4.2kW/kW的制热能效比COP，实现节省34％水蒸汽量；替代每吨水蒸汽可节省302元。
Description
技术领域
本发明涉及一种回收巴氏杀菌机的排水显热，再利用热泵提高热量品位，以部分替代水蒸汽来循环加热杀菌用喷淋高温热水和喷淋保温热水的回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机。
背景技术
(1)巴氏杀菌机的杀菌原理：沿着直线输送带输送酒瓶的方向，先通过喷淋热水以梯级加热酒瓶使其在升温区、高温区逐步升温，再通过喷淋热水以保持酒瓶温度82-88℃，使其在保温区恒温杀菌，最后通过喷淋热水以梯级冷却酒瓶使其在降温区逐步降温，从而形成升温区、高温区、保温区、降温区，其中在每个温区的输送带正下方均设置循环喷淋水箱及其吸水口，以及循环喷淋泵，而在其正上方设置喷嘴。
a.由循环喷淋泵，把降温区通过喷淋而回收的酒瓶降温热量，直接用于在升温区中通过喷淋来加热酒瓶并使其升温；
b.由循环喷淋泵，在高温区通过高温循环喷淋实现酒瓶加热杀菌，在保温区通过保温循环喷淋实现酒瓶等温杀菌；
c.由循环喷淋泵，把升温区通过喷淋而回收的酒瓶升温冷量，直接用于在降温区中通过喷淋来冷却酒瓶并使其降温。
(2)通过上述a.、b.、c.这三个相互衔接的步骤，已然构建热量平衡、动量平衡、质量平衡，并由此实现批量酒瓶连续升温加热、高温加热、保温加热、降温冷却等杀菌工艺过程，以实现稳定而精确地控制酒瓶杀菌温度与酒瓶杀菌时间，并在150年前尚无热泵技术时代，就在杀菌工艺内部由多重循环喷淋而构建梯级冷/热回收；从而即使在当代，如果仍以燃煤蒸汽锅炉来驱动巴氏杀菌机，其依然具有节能又节钱的良好效果；由此足见巴氏对早期人类社会节能的伟大贡献，并排序世界影响力人物前20位之原因。
(3)但是巴氏杀菌机所需蒸汽加热负荷包括：启动加热热容、稳定保温散热、酒瓶带出热容、补充水加热量、蒸汽散失潜热等，使其平均水蒸汽耗量达到1-3t/h，折合加热负荷700-2100kW。如果以燃气蒸汽锅炉驱动巴氏杀菌机，则会节能而不节钱，杀菌成本急剧上升，因此就需要考虑由高温热泵驱动以实现其节能又节钱。
(4)巴氏杀菌机排水热量：为了控制加热爆瓶导致的循环喷淋热水中酒精浓度上升，就需持续排放60℃热水和持续补充常温水，而排水带出热量即可作为热泵热源。
综上所述，市场正在期待着一种回收排水显热高温热泵来驱动巴氏杀菌机，以实现更加节能的热泵方式来驱动巴氏杀菌机运行。
发明内容
本发明目的是：系统集成巴氏杀菌机和水源高温热泵，并由水源高温热泵实现冷量+热量联供，其中蒸发器提供冷量回收巴氏杀菌机的排水显热，以使排水温度从60℃降至55℃，从而节省冷却塔冷量；其中冷凝器提供热量以部分替代水蒸汽来加热循环喷淋的高温杀菌热水和循环喷淋的保温杀菌热水。水源高温热泵以4.2kW/kW的制热能效比COP，实现节省34％的水蒸汽量；替代每吨水蒸汽可节省302元，一年即可回收热泵机组投资。
按照附图1所示的回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机，其由1-干式蒸发器；2-压缩机；2-1-喷液膨胀阀；3-油分离器；3-1-油过滤器；3-2-流量开关；4-冷凝器；5-干燥过滤器；6-热泵膨胀阀；7-油冷却器；7-1-油冷膨胀阀；8-排水箱；9-过滤器；10-循环水泵；11-止回阀；12-1-酒瓶升温水箱；12-2-酒瓶升温水箱；12-3-酒瓶升温水箱；12-4-酒瓶高温水箱；12-5-酒瓶高温水箱；12-6-酒瓶保温水箱；12-7-酒瓶降温水箱；12-8-酒瓶降温水箱；12-9-酒瓶降温水箱；13-混水器；14-4-高温喷嘴；14-5-高温喷嘴；14-6-保温喷嘴；15-4-高温循环喷淋泵；15-5-高温循环喷淋泵；15-6-保温循环喷淋泵；16-水蒸汽；16-0-温度传感器；16-4-蒸汽流量调节阀；16-5-蒸汽流量调节阀；16-6-蒸汽流量调节阀；16-7-蒸汽流量调节阀；16-8-蒸汽流量调节阀；17-补水；17-1-补水电动阀；17-2-补水电动阀；18-1-冷却循环喷淋泵；18-2-冷却循环喷淋泵；18-3-冷却循环喷淋泵；18-7-冷却喷嘴；18-8-冷却喷嘴；18-9-冷却喷嘴；19-1-加热喷嘴；19-2-加热喷嘴；19-3-加热喷嘴；19-7-加热循环喷淋泵；19-8-加热循环喷淋泵；19-9-加热循环喷淋泵；20-输送带；21-保温箱；22-酒瓶；23-手动调节阀组成，其特征在于：
干式蒸发器1管程顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机2、油分离器3、冷凝器4壳程、干燥过滤器5、分液三通、热泵膨胀阀6、回液三通、干式蒸发器1管程底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；
干式蒸发器1管程顶部气态热泵工质出口管道外壁设置感温包，依据热泵工质温度闭环控制热泵膨胀阀6的开度，组成热泵工质膨胀控制回路；
油分离器3底部出油口通过管道连接油冷却器7润滑油侧、油过滤器3-1、流量开关3-2、压缩机2回油口，组成油冷回路；
分液三通、油冷三通、油冷膨胀阀7-1、油冷却器7热泵工质侧、回液三通，组成油冷蒸发冷却回路；
分液三通、油冷三通、喷液膨胀阀2-1、喷液三通，组成喷液冷却回路；
排水箱8底部出口通过管道连接过滤器9、循环水泵10、止回阀11、干式蒸发器1壳程、排水箱8顶部进口，组成排水取热回路；
酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5的底部连通管，通过管道连接止回阀11、过滤器9、循环水泵10、止回阀11、冷凝器4管程、分流三通、混水器13、分流三通、并联的高温喷嘴14-4与高温喷嘴14-5，组成热泵循环高温加热、喷淋、杀菌回路；
酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5的底部连通管，通过管道连接止回阀11、过滤器9、循环水泵10、止回阀11、冷凝器4管程、分流三通、手动调节阀23、混水器13、保温喷嘴14-6，组成热泵循环保温加热、喷淋、杀菌回路；
酒瓶高温水箱12-4的底部吸水口通过管道连接高温循环喷淋泵15-4、混水器13一侧回路、分流三通、并联的高温喷嘴14-4与高温喷嘴14-5，组成酒瓶高温水箱12-4的蒸汽循环高温加热、喷淋、杀菌回路；
酒瓶高温水箱12-5的底部吸水口通过管道连接高温循环喷淋泵15-5、混水器13另侧回路、分流三通、并联的高温喷嘴14-4与高温喷嘴14-5，组成酒瓶高温水箱12-5的蒸汽循环高温加热、喷淋、杀菌回路；
酒瓶保温水箱12-6的底部吸水口通过管道连接保温循环喷淋泵15-6、混水器13、保温喷嘴14-6，组成酒瓶保温水箱12-6的蒸汽循环保温加热、喷淋、杀菌回路；
水蒸汽16通过一只手动调节阀23和管道并联连接到酒瓶升温水箱12-1、酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-3、酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-5、酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7、酒瓶降温水箱12-8中的混汽管口，组成蒸汽加热回路；
混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶高温水箱12-4的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-4，组成高温蒸汽流量调节回路；
混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶高温水箱12-5的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-5，组成高温蒸汽流量调节回路；
混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶保温水箱12-6的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-6，组成保温蒸汽流量调节回路；
加热循环喷淋泵19-7进口连接管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶降温水箱12-7的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-7，组成降温蒸汽流量调节回路；
加热循环喷淋泵19-8进口连接管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶降温水箱12-8的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-8，组成降温蒸汽流量调节回路；
补水17通过管道并联连接到酒瓶升温水箱12-1的补水电动阀17-1、酒瓶升温水箱12-2的补水电动阀17-2，组成补水调温回路；
酒瓶升温水箱12-1与酒瓶降温水箱12-9的底部连通管连接至排水箱8的顶部排水口，组成低温排水回路；
酒瓶升温水箱12-2与酒瓶降温水箱12-8的底部开口通过管道连通，组成中温连通回路；
酒瓶升温水箱12-3与酒瓶降温水箱12-7的底部开口通过管道连通，组成高温连通回路；
酒瓶升温水箱12-1与酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-2与酒瓶升温水箱12-3、酒瓶升温水箱12-3与酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5、酒瓶高温水箱12-5与酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7与酒瓶降温水箱12-8、酒瓶降温水箱12-8与酒瓶降温水箱12-9的相对侧壁下部通过管道连通，组成各自的水位平衡回路；
酒瓶升温水箱12-1底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵18-1、冷却喷嘴18-9，组成低温冷却喷淋循环回路；
酒瓶升温水箱12-2底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵18-2、冷却喷嘴18-8，组成中温冷却喷淋循环回路；
酒瓶升温水箱12-3底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵18-3、冷却喷嘴18-7，组成高温冷却喷淋循环回路；
酒瓶降温水箱12-7底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵19-7、加热喷嘴19-3，组成高温回热喷淋循环回路；
酒瓶降温水箱12-8底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵19-8、加热喷嘴19-2，组成中温回热喷淋循环回路；
酒瓶降温水箱12-9底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵19-9、加热喷嘴19-1，组成低温回热喷淋循环回路；
酒瓶升温水箱12-1、酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-3、酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-5、酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7、酒瓶降温水箱12-8、酒瓶降温水箱12-9在水平地坪一字排开，而酒瓶升温水箱12-1的正上方布置加热喷嘴19-1、酒瓶升温水箱12-2的正上方布置加热喷嘴19-2、酒瓶升温水箱12-3的正上方布置加热喷嘴19-3、酒瓶高温水箱12-4的正上方布置高温喷嘴14-4、酒瓶高温水箱12-5的正上方布置高温喷嘴14-5、酒瓶保温水箱12-6的正上方布置保温喷嘴14-6、酒瓶降温水箱12-7的正上方布置冷却喷嘴18-7、酒瓶降温水箱12-8的正上方布置冷却喷嘴18-8、酒瓶降温水箱12-9的正上方布置冷却喷嘴18-9，输送带20水平布置于各自水箱的正上方、各自喷嘴的正下方，并沿上述水箱的排列顺序依次输送，保温箱21把上述所有设备罩住，并在输送带20的起点和终点留有进口软帘和出口软帘，酒瓶22由输送带20依次连续输送，组成酒瓶的输送、喷淋、杀菌回路。
本发明的工作原理结合附图1说明如下：
1、蒸汽的启动加热升温与稳定平衡补热：水蒸汽16通过手动调节阀23以及并联管道分别流入酒瓶升温水箱12-1、酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-3、酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-5、酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7、酒瓶降温水箱12-8中的混汽管口，以实现巴氏杀菌机的启动加热升温与稳定平衡补热。其中，加热循环喷淋泵19-7进口连接管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶降温水箱12-7的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-7，以控制加热喷嘴19-3的喷淋温度。其中，加热循环喷淋泵19-8进口连接管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶降温水箱12-8的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-8，以控制加热喷嘴19-2的喷淋温度。
2、补水：为了控制加热爆瓶所导致的循环喷淋热水中酒精浓度增加，就需持续补水，补水17通过补水电动阀17-1补入酒瓶升温水箱12-1中，以及通过补水电动阀17-2补入酒瓶升温水箱12-2中。
3、热泵循环：干式蒸发器1管程顶部低压过热气态热泵工质被压缩机2压缩成为高压过热气态热泵工质，经油分离器3的油气分离之后，再送入冷凝器4的壳程中冷凝成为高压过冷液态热泵工质，流经干燥过滤器5、分液三通，再经热泵膨胀阀6节流而成为低压两相热泵工质，最后经回液三通而重新流入干式蒸发器1管程，从下至上流经其管程底部进口、中部横置蒸发管簇内侧、顶部出口，其中回收排水显热而干式蒸发成为低压过热气态热泵工质，以完成热泵循环；同时把冷凝热量释放给冷凝器4管程中的循环热水。其中，干式蒸发器1出口管道外壁设置的感温包，依据热泵工质温度闭环控制热泵膨胀阀6的开度。此外，干燥过滤器5出口的高压过冷液态热泵工质流经分液三通、油冷三通，再经喷液膨胀阀2-1的节流而成为低压两相热泵工质，而喷入压缩机2吸气管上的喷液三通，以冷却压缩机2的驱动电机。
4、热泵工质冷凝放热：高压过热气态热泵工质从上至下流经冷凝器4壳程的顶部进口、中部横置冷凝管簇外侧、底部出口，其中分段释放其过热显热、冷凝潜热、过冷显热，而冷凝成为高压过冷液态热泵工质。
5、排水取热：排水从酒瓶升温水箱12-1与酒瓶降温水箱12-9的底部连通管依重力溢流至排水箱8中，再由循环水泵10驱动流经排水箱8底部出口、过滤器9、循环水泵10、止回阀11，而流入干式蒸发器1壳程中释放其显热后降温排出，以提供热泵热源，最后返回排水箱8的顶部进口。
6、油冷却循环：经油分离器3分离出的压缩机高温润滑油，依据压差流经其底部出油口、油冷却器7润滑油侧、油过滤器3-1、流量开关3-2、压缩机2回油口，以释放其显热后被冷却降温。
7、蒸发油冷循环：干燥过滤器5出口的高压过冷液态热泵工质，流经分液三通、油冷三通，再经油冷膨胀阀7-1的节流而成为低压两相热泵工质，流入油冷却器7的热泵工质侧以回收润滑油的降温显热后蒸发成为低压两相热泵工质，再经回液三通流入干式蒸发器1的管程。
8、蒸汽循环高温加热、喷淋、杀菌：高温热水由高温循环喷淋泵15-4驱动而从酒瓶高温水箱12-4的底部进口流经高温循环喷淋泵15-4、混水器13一侧回路、分流三通、高温喷嘴14-4，而喷淋至酒瓶上高温杀菌。其中，混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶高温水箱12-4的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-4，以控制高温喷嘴14-4的喷淋温度。
高温热水由高温循环喷淋泵15-5驱动而从酒瓶高温水箱12-5的底部进口流经高温循环喷淋泵15-5、混水器13另侧回路、分流三通、高温喷嘴14-5，而喷淋至酒瓶上高温杀菌。其中，混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶高温水箱12-5的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-5，以控制高温喷嘴14-4的喷淋温度。
9、循环喷淋、以回热冷却酒瓶：放热降温后的低温水由冷却循环喷淋泵18-1驱动，而从酒瓶升温水箱12-1的底部进口流至冷却喷嘴18-9，以喷淋、冷却低温酒瓶而回热。其中，酒瓶升温水箱12-1与酒瓶降温水箱12-9的底部开口通过管道连通。
放热降温后的中温水由冷却循环喷淋泵18-2驱动，而从酒瓶升温水箱12-2的底部进口流至冷却喷嘴18-8，以喷淋、冷却中温酒瓶而回热。其中，酒瓶升温水箱12-2与酒瓶降温水箱12-8的底部开口通过管道连通。
放热降温后的高温水由冷却循环喷淋泵18-3驱动，而从酒瓶升温水箱12-3的底部进口流至冷却喷嘴18-7，以喷淋、冷却高温酒瓶而回热。其中，酒瓶升温水箱12-3与酒瓶降温水箱12-7的底部开口通过管道连通。
10、循环喷淋、以放热加热酒瓶：回热升温后的高温水由加热循环喷淋泵19-7驱动，而从酒瓶降温水箱12-7的底部进口流至加热喷嘴19-3，以喷淋、加热高温酒瓶而放热。其中，酒瓶升温水箱12-3与酒瓶降温水箱12-7的底部开口通过管道连通。
回热升温后的中温水由加热循环喷淋泵19-8驱动，而从酒瓶降温水箱12-8的底部进口流至加热喷嘴19-2，以喷淋、加热中温酒瓶而放热。其中，酒瓶升温水箱12-2与酒瓶降温水箱12-8的底部开口通过管道连通。
回热升温后的低温水由加热循环喷淋泵19-9驱动，而从酒瓶降温水箱12-9的底部进口流至加热喷嘴19-1，以喷淋、加热低温酒瓶而放热。其中，酒瓶升温水箱12-1与酒瓶降温水箱12-9的底部开口通过管道连通。
11、热泵循环高温加热、喷淋、杀菌：高温热水由循环水泵10驱动而从酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5的底部连通管流经止回阀11、过滤器9、循环水泵10、止回阀11，而在冷凝器4的管程中提取热泵工质的冷凝放热而升温，再流经分流三通、混水器13、分流三通，而从并联的高温喷嘴14-4与高温喷嘴14-5喷淋至酒瓶上高温杀菌。
高温热水由循环水泵10驱动而从酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5的底部连通管流经止回阀11、过滤器9、循环水泵10、止回阀11，而在冷凝器4的管程中提取热泵工质的冷凝放热而升温，再流经分流三通、手动调节阀23、混水器13，而从保温喷嘴14-6喷淋至酒瓶上保温杀菌。
12、蒸汽循环保温加热、喷淋、杀菌：保温热水由保温循环喷淋泵15-6驱动而从酒瓶保温水箱12-6的底部进口流经保温循环喷淋泵15-6、混水器13，而从保温喷嘴14-6喷淋至酒瓶上保温杀菌。其中，混水器13出口管道上的温度传感器16-0闭环控制酒瓶保温水箱12-6的混汽管口前的蒸汽流量调节阀16-6，以控制保温喷嘴14-6的喷淋温度。
13、热泵循环保温加热、喷淋、杀菌：保温热水由保温循环喷淋泵15-6驱动而从酒瓶保温水箱12-6的底部进口流经保温循环喷淋泵15-6、混水器13，以接受热泵提供的混水后，再从保温喷嘴14-6喷淋至酒瓶上保温杀菌。
14、水位平衡：酒瓶升温水箱12-1与酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-2与酒瓶升温水箱12-3、酒瓶升温水箱12-3与酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-4与酒瓶高温水箱12-5、酒瓶高温水箱12-5与酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7与酒瓶降温水箱12-8、酒瓶降温水箱12-8与酒瓶降温水箱12-9的侧壁下部通过连通管道实现水位平衡。
15、酒瓶输送：酒瓶22由输送带20直线、连续输送，依次经过保温箱21的进口软帘、酒瓶升温水箱12-1、酒瓶升温水箱12-2、酒瓶升温水箱12-3、酒瓶高温水箱12-4、酒瓶高温水箱12-5、酒瓶保温水箱12-6、酒瓶降温水箱12-7、酒瓶降温水箱12-8、酒瓶降温水箱12-9的正上方，以被酒瓶正上方布置的加热喷嘴19-1、加热喷嘴19-2、加热喷嘴19-3、高温喷嘴14-4、高温喷嘴14-5、保温喷嘴14-6、冷却喷嘴18-7、冷却喷嘴18-8、冷却喷嘴18-9先后喷淋而依次加热升温、高温杀菌、保温杀菌、冷却降温。
因此与现有巴氏杀菌机和水源高温热泵相比较，本发明技术优势如下：系统集成巴氏杀菌机和水源高温热泵，并由水源高温热泵实现冷量+热量联供，其中蒸发器提供冷量回收巴氏杀菌机的排水显热，以使排水温度从60℃降至55℃，从而节省冷却塔冷量；其中冷凝器提供热量以部分替代水蒸汽来加热循环喷淋的高温杀菌热水和循环喷淋的保温杀菌热水。水源高温热泵以4.2kW/kW的制热能效比COP，实现节省34％的水蒸汽量；替代每吨水蒸汽可节省302元，一年即可回收热泵机组投资。
附图说明
附图1为本发明的工艺系统流程图。
如附图1所示，其中：1-干式蒸发器；2-压缩机；2-1-喷液膨胀阀；3-油分离器；3-1-油过滤器；3-2-流量开关；4-冷凝器；5-干燥过滤器；6-热泵膨胀阀；7-油冷却器；7-1-油冷膨胀阀；8-排水箱；9-过滤器；10-循环水泵；11-止回阀；12-1-酒瓶升温水箱；12-2-酒瓶升温水箱；12-3-酒瓶升温水箱；12-4-酒瓶高温水箱；12-5-酒瓶高温水箱；12-6-酒瓶保温水箱；12-7-酒瓶降温水箱；12-8-酒瓶降温水箱；12-9-酒瓶降温水箱；13-混水器；14-4-高温喷嘴；14-5-高温喷嘴；14-6-保温喷嘴；15-4-高温循环喷淋泵；15-5-高温循环喷淋泵；15-6-保温循环喷淋泵；16-水蒸汽；16-0-温度传感器；16-4-蒸汽流量调节阀；16-5-蒸汽流量调节阀；16-6-蒸汽流量调节阀；16-7-蒸汽流量调节阀；16-8-蒸汽流量调节阀；17-补水；17-1-补水电动阀；17-2-补水电动阀；18-1-冷却循环喷淋泵；18-2-冷却循环喷淋泵；18-3-冷却循环喷淋泵；18-7-冷却喷嘴；18-8-冷却喷嘴；18-9-冷却喷嘴；19-1-加热喷嘴；19-2-加热喷嘴；19-3-加热喷嘴；19-7-加热循环喷淋泵；19-8-加热循环喷淋泵；19-9-加热循环喷淋泵；20-输送带；21-保温箱；22-酒瓶；23-手动调节阀。
具体实施方式
本发明提出的回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机实施例如附图1所示，现说明如下：其由蒸发回热量200kW、水平设置的干式蒸发器1；吸气量470m3/h的螺杆式压缩机2；接口直径22mm/壁厚1mm的黄铜喷液膨胀阀2-1；油分效率98％的油分离器3；接口直径16mm/壁厚1mm/长度120mm的黄铜油过滤器3-1；接口直径22mm/壁厚1mm/长度120mm的黄铜流量开关3-2；冷凝加热量260kW的冷凝器4；接口直径34mm/壁厚1.5mm的黄铜干燥过滤器5；接口直径34mm/壁厚1.5mm的黄铜热泵膨胀阀6；油冷却量8.5kW的油冷却器7；接口直径22mm/壁厚1mm的黄铜油冷膨胀阀7-1；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢排水箱8；接口直径80mm/壁厚3mm的不锈钢过滤器9；流量34t/h、进/出口温度60℃/55℃、扬程15mH2O的循环水泵10；接口直径80mm/壁厚3mm的不锈钢止回阀11；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶升温水箱12-1；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶升温水箱12-2；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶升温水箱12-3；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶高温水箱12-4；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶高温水箱12-5；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶保温水箱12-6；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶降温水箱12-7；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶降温水箱12-8；体积1m3/壁厚5mm的方形不锈钢酒瓶降温水箱12-9；接口直径120mm/壁厚4mm的不锈钢混水器13；流量75t/h、进口温度88℃的高温喷嘴14-4；流量75t/h、进口温度88℃的高温喷嘴14-5；流量70t/h、进口温度85℃的保温喷嘴14-6；流量75t/h、扬程15mH2O的高温循环喷淋泵15-4；流量75t/h、扬程15mH2O的高温循环喷淋泵15-5；流量70t/h、扬程15mH2O的保温循环喷淋泵15-6；绝压8bar的饱和水蒸汽16；量程0℃-100℃的温度传感器16-0；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢电动蒸汽流量调节阀16-4；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢电动蒸汽流量调节阀16-5；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢电动蒸汽流量调节阀16-6；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢电动蒸汽流量调节阀16-7；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢电动蒸汽流量调节阀16-8；进口温度20℃的补水17；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢补水电动阀17-1；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢补水电动阀17-2；流量70t/h、扬程15mH2O的冷却循环喷淋泵18-1；流量70t/h、扬程15mH2O的冷却循环喷淋泵18-2；流量70t/h、扬程15mH2O的冷却循环喷淋泵18-3；流量70t/h、进口温度77℃的冷却喷嘴18-7；流量70t/h、进口温度72℃的冷却喷嘴18-8；流量70t/h、进口温度57℃的冷却喷嘴18-9；流量70t/h、进口温度60℃的加热喷嘴19-1；流量70t/h、进口温度75℃的加热喷嘴19-2；流量70t/h、进口温度80℃的加热喷嘴19-3；流量70t/h、扬程15mH2O的加热循环喷淋泵19-7；流量70t/h、扬程15mH2O的加热循环喷淋泵19-8；流量70t/h、扬程15mH2O的加热循环喷淋泵19-9；长度20000mm、宽度2500mm的输送带20；长20000mm、宽2600mm、高3500mm、厚50mm的保温箱21；容积500ml的酒瓶22；接口直径50mm/壁厚3mm的不锈钢手动调节阀23。
本发明实施例中：
(1)由燃气蒸汽锅炉驱动巴氏杀菌机，每日消耗水蒸汽量22t/d。
(2)由水源高温热泵驱动巴氏杀菌机，其中蒸发器提供200kW冷量用以回收巴氏杀菌机的排水显热，使得排水温度从60℃降低至55℃，从而节省200kW冷却塔冷量；其中冷凝器提供260kW热量用以部分替代水蒸汽，来加热循环喷淋的高温杀菌热水和循环喷淋的保温杀菌热水；每日节省水蒸汽量7.4t/d，折合34％的每日消耗水蒸汽量。
(3)水源高温热泵每日耗电1240kW*h/d，因此其制热系统能效比COP达到4.2kW/kW。
(4)当天然气价格￥4.5/m3，电价￥0.4832/kW*h；水源高温热泵替代每t水蒸汽节省运行费：￥383/t-￥80.53/t＝￥302.47/t。
(5)水源高温热泵每日运行节省运行费：
7.4t/d×￥302.47/t＝￥2238/d
如每年运行300天，则节省运行费￥67.14万，半年即可回收热泵机组投资。
Claims (2)
1.一种回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机，其由干式蒸发器(1)；压缩机(2)；喷液膨胀阀(2-1)；油分离器(3)；油过滤器(3-1)；流量开关(3-2)；冷凝器(4)；干燥过滤器(5)；热泵膨胀阀(6)；油冷却器(7)；油冷膨胀阀(7-1)；排水箱(8)；过滤器(9)；循环水泵(10)；止回阀(11)；酒瓶升温水箱(12-1)；酒瓶升温水箱(12-2)；酒瓶升温水箱(12-3)；酒瓶高温水箱(12-4)；酒瓶高温水箱(12-5)；酒瓶保温水箱(12-6)；酒瓶降温水箱(12-7)；酒瓶降温水箱(12-8)；酒瓶降温水箱(12-9)；混水器(13)；高温喷嘴(14-4)；高温喷嘴(14-5)；保温喷嘴(14-6)；高温循环喷淋泵(15-4)；高温循环喷淋泵(15-5)；保温循环喷淋泵(15-6)；水蒸汽(16)；温度传感器(16-0)；蒸汽流量调节阀(16-4)；蒸汽流量调节阀(16-5)；蒸汽流量调节阀(16-6)；蒸汽流量调节阀(16-7)；蒸汽流量调节阀(16-8)；补水(17)；补水电动阀(17-1)；补水电动阀(17-2)；冷却循环喷淋泵(18-1)；冷却循环喷淋泵(18-2)；冷却循环喷淋泵(18-3)；冷却喷嘴(18-7)；冷却喷嘴(18-8)；冷却喷嘴(18-9)；加热喷嘴(19-1)；加热喷嘴(19-2)；加热喷嘴(19-3)；加热循环喷淋泵(19-7)；加热循环喷淋泵(19-8)；加热循环喷淋泵(19-9)；输送带(20)；保温箱(21)；酒瓶(22)；手动调节阀(23)组成，其特征在于：干式蒸发器(1)管程顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机(2)、油分离器(3)、冷凝器(4)壳程、干燥过滤器(5)、分液三通、热泵膨胀阀(6)、回液三通、干式蒸发器(1)管程底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；干式蒸发器(1)管程顶部气态热泵工质出口管道外壁设置感温包，依据热泵工质温度闭环控制热泵膨胀阀(6)的开度，组成热泵工质膨胀控制回路；油分离器(3)底部出油口通过管道连接油冷却器(7)润滑油侧、油过滤器(3-1)、流量开关(3-2)、压缩机(2)回油口，组成油冷回路；分液三通、油冷三通、油冷膨胀阀(7-1)、油冷却器(7)热泵工质侧、回液三通，组成油冷蒸发冷却回路；分液三通、油冷三通、喷液膨胀阀(2-1)、喷液三通，组成喷液冷却回路；排水箱(8)底部出口通过管道连接过滤器(9)、循环水泵(10)、止回阀(11)、干式蒸发器(1)壳程、排水箱(8)顶部进口，组成排水取热回路；酒瓶高温水箱(12-4)与酒瓶高温水箱(12-5)的底部连通管，通过管道连接止回阀(11)、过滤器(9)、循环水泵(10)、止回阀(11)、冷凝器(4)管程、分流三通、混水器(13)、分流三通、并联的高温喷嘴(14-4)与高温喷嘴(14-5)，组成热泵循环高温加热、喷淋、杀菌回路；酒瓶高温水箱(12-4)的底部吸水口通过管道连接高温循环喷淋泵(15-4)、混水器(13)一侧回路、分流三通、并联的高温喷嘴(14-4)与高温喷嘴(14-5)，组成酒瓶高温水箱(12-4)的蒸汽循环高温加热、喷淋、杀菌回路；酒瓶高温水箱(12-5)的底部吸水口通过管道连接高温循环喷淋泵(15-5)、混水器(13)另侧回路、分流三通、并联的高温喷嘴(14-4)与高温喷嘴(14-5)，组成酒瓶高温水箱(12-5)的蒸汽循环高温加热、喷淋、杀菌回路；酒瓶保温水箱(12-6)的底部吸水口通过管道连接保温循环喷淋泵(15-6)、混水器(13)、保温喷嘴(14-6)，组成酒瓶保温水箱(12-6)的蒸汽循环保温加热、喷淋、杀菌回路；水蒸汽(16)通过一只手动调节阀(23)和管道并联连接到酒瓶升温水箱(12-1)、酒瓶升温水箱(12-2)、酒瓶升温水箱(12-3)、酒瓶高温水箱(12-4)、酒瓶高温水箱(12-5)、酒瓶保温水箱(12-6)、酒瓶降温水箱(12-7)、酒瓶降温水箱(12-8)中的混汽管口，组成蒸汽加热回路；混水器(13)出口管道上的温度传感器(16-0)闭环控制酒瓶高温水箱(12-4)的混汽管口前的蒸汽流量调节阀(16-4)，组成高温蒸汽流量调节回路；混水器(13)出口管道上的温度传感器(16-0)闭环控制酒瓶高温水箱(12-5)的混汽管口前的蒸汽流量调节阀(16-5)，组成高温蒸汽流量调节回路；混水器(13)出口管道上的温度传感器(16-0)闭环控制酒瓶保温水箱(12-6)的混汽管口前的蒸汽流量调节阀(16-6)，组成保温蒸汽流量调节回路；加热循环喷淋泵(19-7)进口连接管道上的温度传感器(16-0)闭环控制酒瓶降温水箱(12-7)的混汽管口前的蒸汽流量调节阀(16-7)，组成降温蒸汽流量调节回路；加热循环喷淋泵(19-8)进口连接管道上的温度传感器(16-0)闭环控制酒瓶降温水箱(12-8)的混汽管口前的蒸汽流量调节阀(16-8)，组成降温蒸汽流量调节回路；补水(17)通过管道并联连接到酒瓶升温水箱(12-1)的补水电动阀(17-1)、酒瓶升温水箱(12-2)的补水电动阀(17-2)，组成补水调温回路；酒瓶升温水箱(12-1)与酒瓶降温水箱(12-9)的底部连通管连接至排水箱(8)的顶部排水口，组成低温排水回路；酒瓶升温水箱(12-2)与酒瓶降温水箱(12-8)的底部开口通过管道连通，组成中温连通回路；酒瓶升温水箱(12-3)与酒瓶降温水箱(12-7)的底部开口通过管道连通，组成高温连通回路；酒瓶升温水箱(12-1)与酒瓶升温水箱(12-2)、酒瓶升温水箱(12-2)与酒瓶升温水箱(12-3)、酒瓶升温水箱(12-3)与酒瓶高温水箱(12-4)、酒瓶高温水箱(12-4)与酒瓶高温水箱(12-5)、酒瓶高温水箱(12-5)与酒瓶保温水箱(12-6)、酒瓶降温水箱(12-7)与酒瓶降温水箱(12-8)、酒瓶降温水箱(12-8)与酒瓶降温水箱(12-9)的相对侧壁下部通过管道连通，组成各自的水位平衡回路；酒瓶升温水箱(12-1)底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵(18-1)、冷却喷嘴(18-9)，组成低温冷却喷淋循环回路；酒瓶升温水箱(12-2)底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵(18-2)、冷却喷嘴(18-8)，组成中温冷却喷淋循环回路；酒瓶升温水箱(12-3)底部进口通过管道连接冷却循环喷淋泵(18-3)、冷却喷嘴(18-7)，组成高温冷却喷淋循环回路；酒瓶降温水箱(12-7)底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵(19-7)、加热喷嘴(19-3)，组成高温回热喷淋循环回路；酒瓶降温水箱(12-8)底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵(19-8)、加热喷嘴(19-2)，组成中温回热喷淋循环回路；酒瓶降温水箱(12-9)底部进口通过管道连接加热循环喷淋泵(19-9)、加热喷嘴(19-1)，组成低温回热喷淋循环回路；酒瓶升温水箱(12-1)、酒瓶升温水箱(12-2)、酒瓶升温水箱(12-3)、酒瓶高温水箱(12-4)、酒瓶高温水箱(12-5)、酒瓶保温水箱(12-6)、酒瓶降温水箱(12-7)、酒瓶降温水箱(12-8)、酒瓶降温水箱(12-9)在水平地坪一字排开，而酒瓶升温水箱(12-1)的正上方布置加热喷嘴(19-1)、酒瓶升温水箱(12-2)的正上方布置加热喷嘴(19-2)、酒瓶升温水箱(12-3)的正上方布置加热喷嘴(19-3)、酒瓶高温水箱(12-4)的正上方布置高温喷嘴(14-4)、酒瓶高温水箱(12-5)的正上方布置高温喷嘴(14-5)、酒瓶保温水箱(12-6)的正上方布置保温喷嘴(14-6)、酒瓶降温水箱(12-7)的正上方布置冷却喷嘴(18-7)、酒瓶降温水箱(12-8)的正上方布置冷却喷嘴(18-8)、酒瓶降温水箱(12-9)的正上方布置冷却喷嘴(18-9)，输送带(20)水平布置于各水箱的正上方、各自喷嘴的正下方，并沿上述水箱的排列顺序依次输送，保温箱(21)把上述所有设备罩住，并在输送带(20)的起点和终点留有进口软帘和出口软帘，酒瓶(22)由输送带(20)依次连续输送，组成酒瓶的输送、喷淋、杀菌回路。
2.按照权利要求1所述的回收排水显热高温热泵驱动巴氏杀菌机，其特征在于：酒瓶高温水箱(12-4)与酒瓶高温水箱(12-5)的底部连通管，通过管道连接止回阀(11)、过滤器(9)、循环水泵(10)、止回阀(11)、冷凝器(4)管程、分流三通、手动调节阀(23)、混水器(13)、保温喷嘴(14-6)，组成热泵循环保温加热、喷淋、杀菌回路。
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