CN209952558U - 低功耗冷冻式干燥机 - Google Patents

Abstract

一种低功耗冷冻式干燥机，包括进风管、排风管，进风管分别与第一进风支管、第二进风支管一端连通，排风管分别与第一排风支管、第二排风支管一端连通；第一进风支管、第二进风支管另一端分别与两个板式换热器的进口连通，两个板式换热器的出口分别与两个气水分离器的进口连通，两个气水分离器的出口分别与第一排风支管、第二排风支管另一端连通；进风管在空气入口处附近分别安装有进气温度检测装置、进气压力检测装置，排风管在空气出口处附近分别安装有出气温度检测装置、出气压力检测装置；进气温度检测装置、出气温度检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气温，进气压力检测装置、出气压力检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气压。

Description

低功耗冷冻式干燥机

技术领域

本实用新型涉及压缩空气净化设备，特别是涉及一种低功耗冷冻式干燥机。

背景技术

在压缩空气系统中安装冷冻式干燥机其目的在于将空气压缩机出口的饱和空气进行冷却除水，以保证压缩空气中的含水量满足用气设备的质量要求。

目前市面上的冷冻式干燥机基本采用管式换热器进行空气与空气、空气与制冷剂进行热交换的换热方式。其优点在于气体的流动阻力小，整机进出口压降低；缺点在于体积大、制作成本高、热交换效率差、压缩机功率大。

国内地域面积大导致南北方温度差异明显、夏季与冬季温度变化较大、负载变动块等因素，导致冷冻式干燥机在使用时实际负荷变化较大。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种低功耗冷冻式干燥机，其能够缩小整机体积、降低成本、提高热交换率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种低功耗冷冻式干燥机，包括进风管、排风管，所述进风管分别与第一进风支管、第二进风支管一端连通，所述排风管分别与第一排风支管、第二排风支管一端连通；

所述第一进风支管、第二进风支管另一端分别与两个板式换热器的进口连通，两个板式换热器的出口分别与两个气水分离器的进口连通，两个气水分离器的出口分别与第一排风支管、第二排风支管另一端连通；

所述板式换热器具有两根冷媒管道，两根冷媒管道内分别循环流动冷媒制冷；

所述进风管在空气入口处附近分别安装有进气温度检测装置、进气压力检测装置，所述排风管在空气出口处附近分别安装有出气温度检测装置、出气压力检测装置；进气温度检测装置、出气温度检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气温，所述进气压力检测装置、出气压力检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气压。

优选地，两根冷媒管道的两端各为第一冷媒进口和第一冷媒出口、第二冷媒进口和第二冷媒出口，所述第一冷媒进口、第二冷媒进口分别与第一冷媒进管、第二冷媒进管一端连通，所述第一冷媒出口、第二冷媒出口分别与第一冷媒出管、第二冷媒出管一端连通，气水分离器的出口连通，两个气水分离器的进口分别与两个板式换热器的出口连通；

两根第一冷媒进管另一端均与第一干燥过滤器的出口连通，两个第二冷媒进管另一端均与第二干燥过滤器的出口连通；两根第一冷媒出管另一端均与第一汽化器的进口连通，第一汽化器的出口与第一压缩机的进口连通，第一压缩机的出口与第一油水分离器的进口连通，所述第一油水分离器的出口与第一风冷冷凝器的进口连通，第一风冷冷凝器的出口与第一干燥过滤器的进口连通；

两根第二冷媒出管另一端均与第二汽化器的进口连通，第二汽化器的出口与第二压缩机的进口连通，第二压缩机的出口与第二油水分离器的进口连通，所述第二油水分离器的出口与第二风冷冷凝器的进口连通，第二风冷冷凝器的出口与第二干燥过滤器的进口连通。

优选地，所述气水分离器的进口处安装有冷却温度检测装置，冷却温度检测装置用于检测气水分离器的进口处的空气温度；

所述进气温度检测装置和出气温度检测装置、进气压力检测装置和出气压力检测装置、冷却温度检测装置的信号端分别与信号采集板信号采集端通信连接，信号采集板的信号输出端与PLC控制器信号端通讯连接；

第一压缩机和第二压缩机、第一空冷冷凝器和第二空冷冷凝器的控制端分别与PLC控制器的信号端通信连接。

优选地，所述进气温度检测装置、出气温度检测装置、冷却温度检测装置为温度传感器，所述进气压力检测装置、出气压力检测装置为电子气压计。

优选地，所述第一汽化器的出口和第一压缩机的进口之间的管道上通过第一旁通管与第一旁通阀的第一接口连通，所述第一旁通阀的第二接口通过第三旁通管与第一油水分离器的出口和第一风冷冷凝器的进口之间连通，第一旁通阀的第一旁通阀感温包通过第一导热丝与第一冷媒出管接触，第一冷媒出管的热量通过第一导热丝输入第一旁通阀感温包；

所述第二汽化器的出口和第二压缩机的进口之间的管道上通过第一副旁通管与第二旁通阀的第一接口连通，所述第二旁通阀的第二接口通过第三副旁通管与第二油水分离器的出口和第二风冷冷凝器的进口之间连通，第二旁通阀的第二旁通阀感温包通过第二导热丝与第二冷媒出管接触，第二冷媒出管的热量通过第二导热丝输入第二旁通阀感温包。

优选地，两根第一冷媒进管上分别串联安装有第一膨胀阀，所述第一膨胀阀的第一膨胀阀感温包通过第一感温导热丝与第一冷媒出管贴紧；

两根第二冷媒进管上分别串联安装有第二膨胀阀，所述第二膨胀阀的第二膨胀阀感温包通过第二感温导热丝与第二冷媒出管贴紧。

优选地，汽水分离器底部设置有排水器。

优选地，所述板式换热器采用铝制全焊接、逆流、交叉板式换热器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型结构简单，通过将大型压缩机小型化为多个（两个）小型压缩机后，既能够降低制造成本，又能够减小体积。而且更加灵活，通过空气进出口的温度、压差控制可以达到节能的效果。从目前本实用新型制造的样机来看，可实现整机体积缩小约30%、降低成本约3-4%、交换效率提高约3倍、降低压缩机功率约7-8%。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的第一汽化器、第一油水分离器、第一压缩机处局部结构示意图。

图3是本实用新型的板式换热器处局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1-图3，本实施例的低功耗冷冻式干燥机，包括进风管110、排风管120，所述进风管110分别与第一进风支管111、第二进风支管112一端连通，所述排风管120分别与第一排风支管121、第二排风支管122一端连通；

所述第一进风支管111、第二进风支管112另一端分别与两个板式换热器310的进口连通，两个板式换热器310的出口分别与两个气水分离器320的进口连通，两个气水分离器320的出口分别与第一排风支管121、第二排风支管122另一端连通；

所述板式换热器310具有两根冷媒管道，且两根冷媒管道的两端各为第一冷媒进口311和第一冷媒出口314、第二冷媒进口312和第二冷媒出口313，所述第一冷媒进口311、第二冷媒进口312分别与第一冷媒进管161、第二冷媒进管171一端连通，所述第一冷媒出口314、第二冷媒出口313分别与第一冷媒出管162、第二冷媒出管172一端连通，气水分离器320的出口连通，两个气水分离器320的进口分别与两个板式换热器310的出口连通；

两根第一冷媒进管161另一端均与第一干燥过滤器371的出口连通，两个第二冷媒进管171另一端均与第二干燥过滤器372的出口连通；两根第一冷媒出管162另一端均与第一汽化器331的进口连通，第一汽化器331的出口与第一压缩机341的进口连通，第一压缩机341的出口与第一油水分离器351的进口连通，所述第一油水分离器351的出口与第一风冷冷凝器361的进口连通，第一风冷冷凝器361的出口与第一干燥过滤器371的进口连通；

两根第二冷媒出管172另一端均与第二汽化器332的进口连通，第二汽化器332的出口与第二压缩机342的进口连通，第二压缩机342的出口与第二油水分离器352的进口连通，所述第二油水分离器352的出口与第二风冷冷凝器362的进口连通，第二风冷冷凝器362的出口与第二干燥过滤器372的进口连通；

所述第一汽化器331的出口和第一压缩机341的进口之间的管道上通过第一旁通管141与第一旁通阀381的第一接口连通，所述第一旁通阀381的第二接口通过第三旁通管143与第一油水分离器351的出口和第一风冷冷凝器361的进口之间连通，第一旁通阀381的第一旁通阀感温包通过第一导热丝142与第一冷媒出管162接触，从而使得第一冷媒出管162的热量能够输入第一旁通阀感温包，从而通过第一冷媒出管162的热量控制旁通阀的开闭；

所述第二汽化器332的出口和第二压缩机342的进口之间的管道上通过第一副旁通管151与第二旁通阀382的第一接口连通，所述第二旁通阀382的第二接口通过第三副旁通管153与第二油水分离器352的出口和第二风冷冷凝器362的进口之间连通，第二旁通阀382的第二旁通阀感温包通过第二导热丝152与第二冷媒出管172接触，从而使得第二冷媒出管172的热量能够输入第二旁通阀感温包，从而通过第二冷媒出管172的热量控制第二旁通阀382的开闭；

优选地，两根第一冷媒进管161上分别串联安装有第一膨胀阀383，所述第一膨胀阀383的第一膨胀阀感温包通过第一感温导热丝131与第一冷媒出管162贴紧，从而将第一冷媒出管162上的热量传导至第一膨胀阀感温包内，以通过第一膨胀阀感温包接收的热量控制第一膨胀阀383的流量；

两根第二冷媒进管171上分别串联安装有第二膨胀阀384，所述第二膨胀阀384的第二膨胀阀感温包通过第二感温导热丝132与第二冷媒出管172贴紧，从而将第二冷媒出管172上的热量传导至第二膨胀阀感温包内，以通过第一膨胀阀感温包接收的热量控制第二膨胀阀384的流量。

优选地，所述汽水分离器320底部设置有排水器321，使用时，分离出的液态水通过排水器320排出。

优选地，所述进风管110在空气入口处附近分别安装有进气温度检测装置211、进气压力检测装置212，所述排风管120在空气出口处附近分别安装有出气温度检测装置221、出气压力检测装置222；进气温度检测装置211、出气温度检测装置221分别用于检测进风管110、排风管120内的气温，所述进气压力检测装置212、出气压力检测装置222分别用于检测进风管110、排风管120内的气压；

所述进气温度检测装置211、出气温度检测装置221可以是温度传感器，所述进气压力检测装置212、出气压力检测装置222可以是电子气压计。

所述气水分离器320的进口处安装有冷却温度检测装置230，冷却温度检测装置230采用温度传感器，其用于检测气水分离器320的进口处的空气温度。

所述进气温度检测装置211和出气温度检测装置221、进气压力检测装置212和出气压力检测装置222、冷却温度检测装置230的信号端分别与信号采集板信号采集端通信连接，信号采集板的信号输出端与PLC控制器信号端通讯连接；

第一压缩机341和第二压缩机342、第一空冷冷凝器361和第二空冷冷凝器362的控制端分别与PLC控制器的信号端通信连接。

使用时，第一压缩机、第二压缩机分别为两根冷媒管道内的冷媒提供循环压力，所述板式换热器、板式换热器用于为气流提供换热、降温功能，所述气水分离器用于将空气中的水汽凝结分离。

所述第一汽化器用于将冷媒汽化，所述冷媒经过油水分离器进行油水分离后进入第一风冷冷凝器降温，再进入第一干燥过滤器进行干燥过滤，然后输入第一膨胀阀进行膨胀后输入板式换热器进行换热。

所述出气温度检测装置221、出气压力检测装置222、进气温度检测装置211、出气温度检测装置221、冷却温度检测装置230检测的参数分别输入PLC控制器内，PLC控制器可以根据预设程序调节第一压缩机、第二压缩机、第一风冷冷凝器、第二风冷冷凝器的功率，从而获得温度、气压的稳定输出。且这种方式可以实现实时调节，从而更加节能。另外板式换热器采用两套冷媒换热的方式，其效率更高、抗冲击性能更强，而且使得第一压缩机、第二压缩机可以在最佳状态运行，从而在同等效果下降低功耗，提高换热效率。

另外由于采用两套冷媒换热，与现有的采用一套冷媒换热的方式对比，其各个电气设备体积可以缩小，在安装时可以进行紧凑装配，从而实现体积的缩小。其将单台大功率制冷压缩机改为多台小功率制冷压缩机；可分别对多台小功率制冷压缩机进行露点分级控制，以增加整体灵活性、将对能耗。

优选地，所述板式换热器采用铝制全焊接、逆流、交叉板式换热器，从而替代传统的管式换热器。

本实用新型基本工作原理

本节能型冷干机的工作分为空气系统、制冷系统、控制系统三个部分：

1、空气系统部分：高温、饱和的压缩空气进入多通道的板式换热器上部的空气与空气交换部分，对高温压缩空气进行预冷却，除去部分水分后进入板式交换器下部的空气与制冷剂交换器（安装在板式换热器内），使得压缩空气冷却到2℃的露点温度，水份在此通过高效气液分离器被分离，通过自动排水阀（排水器）排出机组；

干燥后的低温压缩空气在板式换热器上部的空气与空气交换部分与进入的热空气进行预冷却、升温，升温后的出口空气温度与进口空气温差保持在3-5℃，减少制冷功率的消耗、有效防止出口空气温度低引起的管路凝露现象。

2、制冷系统部分：低温液态制冷剂在气与制冷剂交换器吸收热量而蒸发成气态，气态制冷剂从交换器的出口通过汽化器、过滤器进入制冷压缩机吸气口，压缩机将低温、低压的制冷剂压缩成高温高压的气体制冷剂，旁通阀根据设定进行小范围的工作稳定性调节，小部分气体直接进入气与制冷剂交换器部分，而大部分的气体进入冷凝器进行冷凝降温，从冷凝器出来的低温的液态制冷剂通过储液罐及干燥过滤器进入膨胀阀对气与制冷剂交换器中的压缩空气进行冷却，如此循环工作。

3、控制系统部分

当入口空气温度降低或者处理量变小的情况下，PLC控制器采集出口露点数据，根据设定的数值进行对多台或单台制冷压缩机进行停机控制。

当入口空气温度升高或者处理量变大的情况下，PLC控制器采集出口露点数据，根据设定的数值进行对多台或单台制冷压缩机进行启动控制。

始终保持出口露点在设定的目标值，从而达到节能降耗、露点稳定的效果。

说明书附图中，管线采用了多种种类的线条，这只是代表管线，而误其它意思，本实用新型的多种种类线条只是为了便于区分不同的管线。

本实用新型未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种低功耗冷冻式干燥机，包括进风管、排风管，其特征是：所述进风管分别与第一进风支管、第二进风支管一端连通，所述排风管分别与第一排风支管、第二排风支管一端连通；

所述第一进风支管、第二进风支管另一端分别与两个板式换热器的进口连通，两个板式换热器的出口分别与两个气水分离器的进口连通，两个气水分离器的出口分别与第一排风支管、第二排风支管另一端连通；

所述板式换热器具有两根冷媒管道，两根冷媒管道内分别循环流动冷媒制冷；

所述进风管在空气入口处附近分别安装有进气温度检测装置、进气压力检测装置，所述排风管在空气出口处附近分别安装有出气温度检测装置、出气压力检测装置；进气温度检测装置、出气温度检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气温，所述进气压力检测装置、出气压力检测装置分别用于检测进风管、排风管内的气压。

2.如权利要求1所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：两根冷媒管道的两端各为第一冷媒进口和第一冷媒出口、第二冷媒进口和第二冷媒出口，所述第一冷媒进口、第二冷媒进口分别与第一冷媒进管、第二冷媒进管一端连通，所述第一冷媒出口、第二冷媒出口分别与第一冷媒出管、第二冷媒出管一端连通，气水分离器的出口连通，两个气水分离器的进口分别与两个板式换热器的出口连通；

两根第一冷媒进管另一端均与第一干燥过滤器的出口连通，两个第二冷媒进管另一端均与第二干燥过滤器的出口连通；两根第一冷媒出管另一端均与第一汽化器的进口连通，第一汽化器的出口与第一压缩机的进口连通，第一压缩机的出口与第一油水分离器的进口连通，所述第一油水分离器的出口与第一风冷冷凝器的进口连通，第一风冷冷凝器的出口与第一干燥过滤器的进口连通；

两根第二冷媒出管另一端均与第二汽化器的进口连通，第二汽化器的出口与第二压缩机的进口连通，第二压缩机的出口与第二油水分离器的进口连通，所述第二油水分离器的出口与第二风冷冷凝器的进口连通，第二风冷冷凝器的出口与第二干燥过滤器的进口连通。

3.如权利要求2所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：所述气水分离器的进口处安装有冷却温度检测装置，冷却温度检测装置用于检测气水分离器的进口处的空气温度；

所述进气温度检测装置和出气温度检测装置、进气压力检测装置和出气压力检测装置、冷却温度检测装置的信号端分别与信号采集板信号采集端通信连接，信号采集板的信号输出端与PLC控制器信号端通讯连接；

第一压缩机和第二压缩机、第一空冷冷凝器和第二空冷冷凝器的控制端分别与PLC控制器的信号端通信连接。

4.如权利要求3所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：所述进气温度检测装置、出气温度检测装置、冷却温度检测装置为温度传感器，所述进气压力检测装置、出气压力检测装置为电子气压计。

5.如权利要求2或3所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：所述第一汽化器的出口和第一压缩机的进口之间的管道上通过第一旁通管与第一旁通阀的第一接口连通，所述第一旁通阀的第二接口通过第三旁通管与第一油水分离器的出口和第一风冷冷凝器的进口之间连通，第一旁通阀的第一旁通阀感温包通过第一导热丝与第一冷媒出管接触，第一冷媒出管的热量通过第一导热丝输入第一旁通阀感温包；

所述第二汽化器的出口和第二压缩机的进口之间的管道上通过第一副旁通管与第二旁通阀的第一接口连通，所述第二旁通阀的第二接口通过第三副旁通管与第二油水分离器的出口和第二风冷冷凝器的进口之间连通，第二旁通阀的第二旁通阀感温包通过第二导热丝与第二冷媒出管接触，第二冷媒出管的热量通过第二导热丝输入第二旁通阀感温包。

6.如权利要求5所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：两根第一冷媒进管上分别串联安装有第一膨胀阀，所述第一膨胀阀的第一膨胀阀感温包通过第一感温导热丝与第一冷媒出管贴紧；

两根第二冷媒进管上分别串联安装有第二膨胀阀，所述第二膨胀阀的第二膨胀阀感温包通过第二感温导热丝与第二冷媒出管贴紧。

7.如权利要求2所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：汽水分离器底部设置有排水器。

8.如权利要求1所述的低功耗冷冻式干燥机，其特征是：所述板式换热器采用铝制全焊接、逆流、交叉板式换热器。

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