CN110679514A - 基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统及工作方法，该装置系统包括设有数据采集器的孵蛋箱本体，孵蛋箱本体包括从上往下依次连接的上部保温箱体、中间恒温水箱和下部部件安置腔体，中间恒温水箱的一侧还设有进水管和出水管，下部部件安置腔体内设有与数据采集器相连接的微电脑控制器和与微电脑控制器相连接的喷射式热泵循环子系统，喷射式热泵循环子系统包括经管道二氧化碳依次连接的压缩机、气体冷却器、喷射器和气液分离器，气液分离器中气态部分的二氧化碳流回所述压缩机，气液分离器中液态部分的二氧化碳流回喷射器。与现有技术相比，本发明具有环保节能、温度稳定性好、自动化程度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及热泵及蛋类孵化设备技术领域，尤其是涉及一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统及工作方法。
背景技术
二十一世纪到来，我国经济迅速发展，与此同时，环境污染与能源消耗问题逐渐凸显，并且成为我国经济发展的首要阻力。目前我国已经成为温室气体排放第一大国、能源消费第一大国。
因此电力能源和环境友好更是显得弥足珍贵，目前我们市面上的大多数孵化器是采用电热管式加热，电能是高品质的能，将高品质的能直接转化成低品质的热能，对于能源的有效利用来说就显得非常不经济。还有部分是采用节流阀式热泵，虽然可以将空气中的热能输送到孵化室，节约电能，但是节流阀会有很大的节流损失，增大不可逆性，并且现有的热泵工质大多使用氯氟烃、氢氟烃类，氯氟烃类会破坏大气层，氢氟烃类虽然不会破坏大气层但会在大气停留时间较长，大量使用会使全球变暖。同时现有孵蛋设备温度的稳定性，以及自动化程度上还有待提高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种更节能、更环保、温度稳定性更强、自动化程度更高的基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统及工作方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，该装置系统包括设有数据采集器的孵蛋箱本体，所述孵蛋箱本体包括从上往下依次连接的上部保温箱体、中间恒温水箱和下部部件安置腔体，所述中间恒温水箱的一侧还设有进水管和出水管，所述下部部件安置腔体内设有与所述数据采集器相连接的微电脑控制器和与所述微电脑控制器相连接的喷射式热泵循环子系统，所述喷射式热泵循环子系统包括经管道二氧化碳依次连接的压缩机、气体冷却器、喷射器和气液分离器，所述气液分离器中气态部分的二氧化碳流回所述压缩机，所述气液分离器中液态部分的二氧化碳流回所述喷射器。
进一步地，所述的上部保温箱体内设有彼此平行设置的用于放置需要孵化的蛋的耐用蛋盘和用于放置刚出壳需要保温的雏鸟的耐用育雏筐。
进一步地，所述的上部保温箱体内的底部设有导热金属板，所述的上部保温箱体通过所述导热金属板与所述中间恒温水箱相连接，所述的上部保温箱体的内壁上还设有通风口。
进一步地，所述导热金属板上还设有均温风扇，所述均温风扇与所述微电脑控制器相连接。
进一步地，所述的上部保温箱体内设有消毒和照明灯和加湿器，所述加湿器与所述微电脑控制器相连接。
进一步地，所述的下部部件安置腔体左右两侧的侧壁上设有排风口和进风口。
进一步地，所述的下部部件安置腔体内的侧壁上还设有排风扇，所述排风扇与所述微电脑控制器相连接。
进一步地，所述上部保温箱体的前侧设有观察门，所述观察门上设有用于观察孵化状态的观察窗口，所述下部部件安置腔体的前侧设有检修门，所述检修门上设有把手和锁。
进一步地，所述气液分离器中液态部分的二氧化碳经过压力调节阀和蒸发器后流回所述喷射器。
本发明还提供一种基于所述的基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统的工作方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：打开所述进水管，注水进入所述恒温水箱中；
步骤2：于所述微电脑控制器上设定需要的温度和湿度，所述微电脑控制器根据设定的温度和湿度自动打开所述喷射式热泵循环子系统、所述均温风扇、所述加湿器和所述排风扇；
步骤3：所述喷射式热泵循环子系统开启后，二氧化碳进入所述压缩机，压缩完毕后二氧化碳变为高温高压二氧化碳气体；
步骤4：高温高压二氧化碳气体进入所述气体冷却器，所述气体冷却器与所述恒温水箱中注入的水相接触，高温高压二氧化碳气体向水释放热量，升高水的温度，并通过所述导热金属板为用于作为孵化室的所述的上部保温箱体提供恒定温度；
步骤5：低温工质由所述气体冷却器出口排出，主流体进入所述喷射器，气液两态的二氧化碳进入所述气液分离器，气态的二氧化碳流回所述压缩机，液态的二氧化碳由所述压力调节阀进一步降压，然后进入所述蒸发器吸收空气中的热量以蒸发成气态，最后被引射回所述喷射器循环工作，过程中所述排风扇持续运行以带走所述蒸发器排出的冷量；
步骤6：当用于作为孵化室的所述的上部保温箱体到达设定温度和湿度时，将受精蛋放入所述的上部保温箱体内并打开所述消毒和照明灯消毒，消毒后将会自动保持设置的湿度和温度，直至孵化完成。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明的装置系统利用跨临界喷射式二氧化碳空气源热泵加热水箱的水，在温控系统的控制下提供稳定的恒温孵化环境，其中这里的热泵是采用了天然绿色二氧化碳作为工质，相比于传统工质更为环保。
(2)本发明的装置系统采用喷射器取代了电子膨胀阀，减小了热泵系统的不可逆损失，相比与现有的电阻式加热，节流阀式空气源热泵加热更为节能。
(3)本发明的装置系统孵蛋箱本体内设有微电脑控制器和与其相连接的加湿器、均温风扇和消毒和照明灯，使得整个孵蛋装置同时还具备自动加湿、控温和杀菌消毒等功能，减轻了工作人员的工作量提高了运行的安全稳定性。
(4)本发明的装置系统使用天然绿色工质二氧化碳取代了破坏臭氧层的HFCs工质，更环保。并且还使用了比热容较大的水进行给孵化箱加热，使得孵化箱温度更稳定。
附图说明
图1为本发明基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统的结构示意图；
图2为本发明基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统的外部结构示意图；
附图标注说明：
1-消毒和照明灯；2-加湿器；3-进水管；4-出水管；5-微电脑控制器；6-排风口；7-孵蛋箱本体；8-万向轮；9-排风扇；10-进风口；11-恒温水箱；12-耐用蛋盘；13-耐用育雏筐；14-通风口；15-压缩机；16-气体冷却器；17-喷射器；18-气液分离器；19-压力调节阀；20-蒸发器；21-均温风扇；22-观察窗口；23-锁；24-把手。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
实施例
本发明提出基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统及工作方法，其中，孵蛋器系统包括：喷射式热泵循环子系统、孵蛋箱本体、控制系统和辅助系统；
所述喷射式热泵循环子系统包括按照管道二氧化碳依次经过压缩机15、气体冷却器16、喷射器17、气液分离器18，其中气态部分的二氧化碳流回压缩机15，液态部分流过压力调节阀19、蒸发器20最后被引射到喷射器17与主流体混合。气体冷却器16被安置在恒温水箱11内，为孵化提供恒温的环境，压缩机15、喷射器17、气液分离器18和蒸发器20安置在孵蛋箱本体7的下侧腔体内。
所述孵蛋箱本体7包括上部保温箱体、中间恒温水箱11、下部部件安置腔体、腔体右上方微电脑控制器5，其中恒温水箱11设有进水管3和出水管4接口。上部恒温孵化室设有通风口14，上面一层耐用育雏筐13可以放置刚出壳需要保温的雏鸟，下面一层耐用蛋盘12可以放置需要孵化的蛋。上部恒温孵化室通过导热良好的金属板与中部恒温水箱11相连接，上侧孵蛋室两侧门上设有观察窗口22，下部部件安置腔体前侧设有检修门，检修门上设有把手24和锁23，底部设有万向轮8，并且万向轮，一共四个均可以锁住固定。
所述控制系统包括微电脑控制器5和与其相连接，且设置于孵蛋箱本体7上的数据采集器，数据采集器进行实时采集上部恒温孵化室的温度、湿度和中间水箱的水位，然后将相关数据传到微电脑控制器5，控制器根据预设定的值进行温度、湿度和水位的相关控制并将结果显示在微电脑控制器5的液晶显示屏上，当温度、湿度或者水位和预设值不同时，控制器会自动开启相应设备，喷射式热泵、加湿器2、上水装置进行调节。
所述辅助系统包括消毒和照明灯1、均温风扇9和蒸发器20的通风装置(进风口10、排风扇9、排风口6)。
与本发明装置系统配套的工作方法包括以下步骤：
S1、打开进水开关，水进入水箱中；
S2、在微电脑控制器5上设定需要的温度和湿度；微电脑控制器5根据定的温度和湿度会自动打开热泵、均温风扇21、加湿器2、排风扇9；
S3、热泵被控制器开启后，二氧化化碳进入压缩机15，压缩后变为高温高压气体；
S4、高温高压的气体进入气体冷却器16，气体冷却器16与恒温水箱11的水相接触，高温高压的二氧化碳向水释放热量，升高水的温度，为孵化室提供恒定的温度；
S5、低温工质由气体冷却器16出口排出，主流体进入喷射器17，然后气液两相的二氧化碳进入气液分离器18，气态的二氧化碳流回压缩机15，液态的二氧化碳由下侧进入压力调节阀19进一步降压，然后进入蒸发器20吸收空气中的热量，二氧化碳蒸发成气态，最后被引射回喷射器17循环工作。在这一过程中排风扇9一直运行带走蒸发器20排出的冷量；
S6、当孵蛋室到达设定温度湿度时，将受精蛋放入并打开消毒和照明灯1消毒，消毒后孵蛋设备将会自动保持设置的湿度和温度。
装置采用热泵可以将空气中的热能输送到孵化室，节约了电能。同时现有的热泵大多数是采用节流阀进行降压，不可逆损失大，本装置采用的喷射器，可以回收一部分工质的动能，利用它提高压缩机入口压力，降低压缩比，从而节省压缩机输入功；所述装置还使用天然绿色工质二氧化碳取代了破坏臭氧层的HFCs工质，更环保。并且还使用了比热容较大的水进行给孵化箱加热，使得孵化箱温度更稳定，孵蛋装置同时具备自动加湿、控温和杀菌消毒功能，减轻了工作人员的工作量提高了运行的安全稳定性。因此跨临界喷射式二氧化碳热泵加热的孵蛋装置更节能、更环保、温度稳定性更强。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，该装置系统包括设有数据采集器的孵蛋箱本体(7)，所述孵蛋箱本体(7)包括从上往下依次连接的上部保温箱体、中间恒温水箱(11)和下部部件安置腔体，所述中间恒温水箱(11)的一侧还设有进水管(3)和出水管(4)，所述下部部件安置腔体内设有与所述数据采集器相连接的微电脑控制器(5)和与所述微电脑控制器(5)相连接的喷射式热泵循环子系统，所述喷射式热泵循环子系统包括经管道二氧化碳依次连接的压缩机(15)、气体冷却器(16)、喷射器(17)和气液分离器(18)，所述气液分离器(18)中气态部分的二氧化碳流回所述压缩机(15)，所述气液分离器(18)中液态部分的二氧化碳流回所述喷射器(17)。
2.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述的上部保温箱体内设有彼此平行设置的用于放置需要孵化的蛋的耐用蛋盘(12)和用于放置刚出壳需要保温的雏鸟的耐用育雏筐(13)。
3.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述的上部保温箱体内的底部设有导热金属板，所述的上部保温箱体通过所述导热金属板与所述中间恒温水箱(11)相连接，所述的上部保温箱体的内壁上还设有通风口(14)。
4.根据权利要求3所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述导热金属板上还设有均温风扇(21)，所述均温风扇(21)与所述微电脑控制器(5)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述的上部保温箱体内设有消毒和照明灯(1)和加湿器(2)，所述加湿器(2)与所述微电脑控制器(5)相连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述的下部部件安置腔体左右两侧的侧壁上设有排风口(6)和进风口(10)。
7.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述的下部部件安置腔体内的侧壁上还设有排风扇(9)，所述排风扇(9)与所述微电脑控制器(5)相连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述上部保温箱体的前侧设有观察门，所述观察门上设有用于观察孵化状态的观察窗口(22)，所述下部部件安置腔体的前侧设有检修门，所述检修门上设有把手(24)和锁(23)。
9.根据权利要求1所述的一种基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统，其特征在于，所述气液分离器(18)中液态部分的二氧化碳经过压力调节阀(19)和蒸发器(20)后流回所述喷射器(17)。
10.一种基于如权利要求1～9其中任意一项所述的基于跨临界喷射式二氧化碳恒温孵蛋装置系统的工作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：打开所述进水管(3)，注水进入所述恒温水箱(11)中；
步骤2：于所述微电脑控制器(5)上设定需要的温度和湿度，所述微电脑控制器根据设定的温度和湿度自动打开所述喷射式热泵循环子系统、所述均温风扇(21)、所述加湿器(2)和所述排风扇(9)；
步骤3：所述喷射式热泵循环子系统开启后，二氧化碳进入所述压缩机(15)，压缩完毕后二氧化碳变为高温高压二氧化碳气体；
步骤4：高温高压二氧化碳气体进入所述气体冷却器(16)，所述气体冷却器(16)与所述恒温水箱(11)中注入的水相接触，高温高压二氧化碳气体向水释放热量，升高水的温度，并通过所述导热金属板为用于作为孵化室的所述的上部保温箱体提供恒定温度；
步骤5：低温工质由所述气体冷却器(16)出口排出，主流体进入所述喷射器(17)，气液两态的二氧化碳进入所述气液分离器(18)，气态的二氧化碳流回所述压缩机(15)，液态的二氧化碳由所述压力调节阀(19)进一步降压，然后进入所述蒸发器(20)吸收空气中的热量以蒸发成气态，最后被引射回所述喷射器(17)循环工作，过程中所述排风扇(9)持续运行以带走所述蒸发器(20)排出的冷量；
步骤6：当用于作为孵化室的所述的上部保温箱体到达设定温度和湿度时，将受精蛋放入所述的上部保温箱体内并打开所述消毒和照明灯(1)消毒，消毒后将会自动保持设置的湿度和温度，直至孵化完成。
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2019
- 2019-09-30 CN CN201910941292.1A patent/CN110679514A/zh active Pending
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