CN210625129U - 一种热气回收式冻干机制冷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热气回收式冻干机制冷装置，属于冻干机的制冷装置技术领域。制冷装置包括预冷单元、制冷单元、热气回收单元，预冷单元为制冷单元进行预冷或制冷，制冷单元为冻干仓进行制冷，热气回收单元为冻干仓进行加热。预冷单元包括通过连接管依次连通的高压压缩机、冷凝器、板式换热器三。制冷单元包括通过连接管依次连通的低压压缩机、冷凝器、板式换热器三、板式换热器二。板式换热器三、冷阱、低压压缩机之间通过连接管连通。热气回收单元包括通过连接管依次连通的低压压缩机、油气分离器、板式换热器一。本实用新型采用上述结构的热气回收式冻干机制冷装置，能够解决冻干机能量利用率低、干燥效率低的问题。

Description

一种热气回收式冻干机制冷装置

技术领域

本实用新型涉及冻干机的制冷装置技术领域，尤其是涉及一种热气回收式冻干机制冷装置。

背景技术

冻干机是将含水物质先冻结成固态，然后加热使其中的水份从固态升华成气态，从而除去水份而保存物质的方法。冻干机是在低温下干燥的，不会使蛋白质产生变形，但可是微生物等失去生物活力，特别适用于热稳定性差的生物活性制品、生物化学类制品、基因工程类制品和血液制品等。

隔板型冻干机是在冻干仓内放置有多个隔板，物料放置在隔板上，隔板上固定有硅油管，通过硅油管内的散热介质硅油与冻干仓进行换热，以使各个隔板能够均匀的降温。冻干机中还设置有冷阱，冷阱通过制冷，利用物理吸附吸收冻干仓内的水汽。现有的冻干机在对冻干仓内物料进行干燥、加热时，需要采用加热装置对其进行加热，制冷装置的压缩机自身产生的热量无法得到利用，导致能量利用率低，干燥效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种热气回收式冻干机制冷装置，解决冻干机能量利用率低、干燥效率低的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种热气回收式冻干机制冷装置，其特征在于：包括预冷单元、制冷单元、热气回收单元，预冷单元为制冷单元进行预冷或制冷，制冷单元为冻干仓进行制冷，热气回收单元为冻干仓进行加热；

所述制冷单元包括低压压缩机、冷凝器、板式换热器三、板式换热器二，低压压缩机与冷凝器之间设置有油气分离器并通过连接管连通，油气分离器与冷凝器之间的连接管上设置有电磁阀一，冷凝器与回热器之间通过连接管二连通，回热器与板式换热器三通过连接管三连通，板式换热器三与板式换热器二之间通过连接管四连通，连接管四上设置有膨胀阀三，板式换热器二经回热器与低压压缩机通过连接管连通；

所述热气回收单元包括低压压缩机、油气分离器、板式换热器一，低压压缩机与板式换热器一之间设置有油气分离器，低压压缩机与油气分离器通过连接管连接，油气分离器与板式换热器一之间的通过连接管七连通，连接管七上设置有电磁阀二，板式换热器一通过连接管八与冷凝器连通；

板式换热器二与板式换热器一之间设置有冻干仓，冻干仓与板式换热器一及板式换热器二均通过硅油管连通，硅油管上设置有使硅油在板式换热器一、板式换热器二及冻干仓内循环流动的循环泵；硅油管内硅油与制冷单元内的制冷剂在板式换热器二内进行换热冷却，硅油管内硅油与热气回收单元内的制冷剂在板式换热器一内进行换热加热；

板式换热器三与冷阱之间通过连接管五连通，连接管五上设置有膨胀阀二，冷阱与低压压缩机之间设置有回热器并通过连接管连通。

进一步的，所述预冷单元包括高压压缩机、冷凝器和板式换热器三，高压压缩机与冷凝器之间通过连接管连通，冷凝器与板式换热器三之间通过连接管一连通，板式换热器三与高压压缩机之间通过连接管连通，连接管一上从冷凝器向板式换热器三方向依次设置有过滤器三、电磁阀三和膨胀阀一，制冷单元内的制冷剂与预冷单元内的制冷剂在板式换热器三内进行换热。

进一步的，所述连接二上设置有过滤器一，连接管八上设置有过滤器二。

进一步的，所述连接管四上设置有电磁阀四，连接管五上设置有电磁阀五。

本实用新型所述的热气回收式冻干机制冷装置，在连接管四和连接管五上分别设置有电磁阀四和电磁阀五，通过电磁阀四和电磁阀五的切换，可以实现冷阱与冻干仓的独立或同时制冷。预冷单元对制冷单元进行预冷或进一步的制冷，能够提高制冷的效率。在冻干仓的干燥阶段，低压压缩机自身产生的热量通过电磁阀二进入板式换热器一内，在板式换热器一内与硅油管进行换热，然后通过硅油管对物料进行加热，换热后的制冷剂送入冷凝器供冷阱的制冷使用。压缩机自身产生的热量得到利用，提高了能量利用率，提高了干燥效率。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型一种热气回收式冻干机制冷装置实施例的结构示意图。

附图标记

1、连接管一；2、连接管二；3、连接管三；4、连接管四；5、连接管五；7、连接管七；8、连接管八；9、硅油管。

具体实施方式

实施例

图1为本实用新型一种热气回收式冻干机制冷装置实施例的结构示意图。如图所示，一种热气回收式冻干机制冷装置，包括预冷单元、制冷单元、热气回收单元，预冷单元为制冷单元进行预冷或制冷，制冷单元为冻干仓进行制冷，热气回收单元为冻干仓进行加热。

预冷单元包括高压压缩机、冷凝器和板式换热器三。高压压缩机与冷凝器之间通过连接管连通，冷凝器与板式换热器三之间通过连接管一1连通，板式换热器三与高压压缩机之间通过连接管连通。连接管一1上从冷凝器向板式换热器三的方向依次设置有过滤器三、电磁阀三和膨胀阀一。过滤器三用于过滤预冷单元的制冷剂中的杂质，电磁阀三的作用是控制连接管一1的开通与关闭，膨胀阀一的作用为调节连接管一1内液态制冷剂的压力。

制冷单元包括低压压缩机、冷凝器、板式换热器三、板式换热器二。低压压缩机与冷凝器之间设置有油气分离器并通过连接管连通，油气分离器将气体中混合的液体进行收集然后送入低压压缩机中进行回收利用，减少空压机的耗油量。油气分离器为现有的结构，市售产品就可以满足需要，油气分离器的结构不是本申请的重点，在此不再赘述。油气分离器与冷凝器之间的连接管上设置有电磁阀一，电磁阀一控制油气分离器与冷凝器之间的连接管的开通和关闭。冷凝器与板式换热器三之间设置有回热器，冷凝器与回热器通过连接管二2连通，回热器与板式换热器三通过连接管三3连通。回热器为现有的技术，再此不做赘述。连接管二2上设置有过滤器一，过滤器一对制冷单元的液态的制冷剂具有过滤作用。板式换热器三与板式换热器二之间通过连接管四4连通，连接管四4上设置有电磁阀四和膨胀阀三，电磁阀四用于控制连接管四4的开、关，膨胀阀三用于调节连接管四4内液态制冷剂的压力。板式换热器二经回热器与低压压缩机通过连接管连通。

低压压缩机通过连接管二2、连接管三3与板式换热器三连通，高压压缩机通过连接管一1与板式换热器三连通，即板式换热器三内的两个管路一个填充有预冷单元的制冷剂，另一个填充有制冷单元的制冷剂，预冷单元的制冷剂对制冷单元的制冷剂进行预冷或进一步的制冷，提高制冷效率。

板式换热器三与冷阱之间通过连接管五5连通，连接管五5上设置有电磁阀五和膨胀阀二。电磁阀五用于控制连接管五5的开、关，膨胀阀二用于调节连接管五5上液态制冷剂的压力。冷阱与低压压缩机之间设置有回热器并通过连接管连通。冷阱通过连接管路与冻干仓连接，用于吸收冻干仓内升华的水蒸气。冷阱在制冷剂的作用下冷却，冻干仓过来的水蒸气在冷阱壁上凝结成霜，实现对水蒸气的捕捉。

热气回收单元包括低压压缩机、油气分离器、板式换热器一。低压压缩机与板式换热器一之间设置有油气分离器，低压压缩机与油气分离器通过连接管连接。油气分离器与板式换热器一之间通过连接管七7连通，连接管七7上设置有电磁阀二，电磁阀二用于控制连接管七7的开通与关闭。板式换热器一再通过连接管八8与冷凝器连通，进行后续对冷阱的制冷。

板式换热器二与板式换热器一之间设置有冻干仓，冻干仓与板式换热器一及板式换热器二均通过硅油管9连通。硅油管9上设置有使硅油在板式换热器一、板式换热器二及冻干仓内循环流动的循环泵。冻干仓制冷时，硅油管9内硅油与制冷单元内的制冷剂在板式换热器二内进行换热冷却。冻干仓干燥加热时，硅油管9内硅油与热气回收单元内的制冷剂在板式换热器一内进行换热加热。

预冷单元与制冷单元采用不同的制冷剂，预冷单元内的制冷剂具有较高的沸点。

本实用新型所述的热气回收式冻干机制冷装置有四种循环状态：

预冷时，仅启动高压压缩机，高压压缩机将压缩后的气态制冷剂送入冷凝器中，冷凝器将气态的制冷剂转化成液态制冷剂，然后通过连接管一1流入板式换热器三中，制冷单元的制冷剂与预冷单元的制冷剂在板式换热器三内进行热交换，对制冷单元的制冷剂进行预冷，预冷单元的液态制冷剂吸热变成气态制冷剂，然后通过连接管进入高压压缩机中形成一个循环；依此进行循环。

在对冻干仓进行制冷时，打开电磁阀一和电磁阀四，关闭电磁阀二，启动低压压缩机，低压压缩机与高压压缩机同时工作，低压压缩机将压缩后的气态制冷剂送入冷凝器中，冷凝器将气态的制冷剂转化成液态制冷剂，然后通过连接管二2进入回热器，再通过连接管三3流入板式换热器三中。在板式换热器三中预冷单元的制冷剂对制冷单元的制冷剂进行进一步的制冷，然后通过电磁阀四和膨胀阀三经连接管流入板式换热器二中，制冷单元的液态制冷剂与硅油管9中的硅油在板式换热器二中进行换热冷却，硅油进入冻干仓对物料进行制冷，换热后的制冷剂经回热器送入低压压缩机中，形成一个循环，并依此进行循环。

在对冷阱进行制冷时，打开电磁阀一和电磁阀五，关闭电磁阀二，低压压缩机将压缩后的气态制冷剂送入冷凝器中，冷凝器将气态的制冷剂转化成液态制冷剂，然后通过连接管二2回热器和连接管三3流入板式换热器三中，通过电磁阀五和膨胀阀二进入冷阱中，对冷阱进行制冷，换热后的制冷剂通过连接管和回热器进入低压压缩机中，形成一个循环，并依此进行循环。

在冻干仓干燥阶段的加热过程中，打开电磁阀二和电磁阀五，关闭电磁阀一和电磁阀四，低压压缩机将压缩后的高温的气态制冷剂经电磁阀二送入板式换热器一中，在板式换热器一中高温的制冷剂与硅油管9内的硅油进行换热，硅油与冻干仓内的物料进行换热加热，换热后的温度较低的制冷剂通过连接管八8和过滤器二进入冷凝器中，在冷凝器中将气态制冷剂转出成低温的液态制冷剂对冷阱进行冷却降温。

电磁阀、膨胀阀、过滤器市售的产品就可以满足使用要求，并且其结构不是本申请的重点，关于电磁阀、膨胀阀、过滤器的结构再此不做赘述。

因此，本实用新型采用上述结构的热气回收式冻干机制冷装置，能够解决冻干机能量利用率低、干燥效率低的问题。

以上是本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围不应局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此本实用新型的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种热气回收式冻干机制冷装置，其特征在于：包括预冷单元、制冷单元、热气回收单元，预冷单元为制冷单元进行预冷或制冷，制冷单元为冻干仓进行制冷，热气回收单元为冻干仓进行加热；

所述制冷单元包括低压压缩机、冷凝器、板式换热器三、板式换热器二，低压压缩机与冷凝器之间设置有油气分离器并通过连接管连通，油气分离器与冷凝器之间的连接管上设置有电磁阀一，冷凝器与回热器之间通过连接管二(2)连通，回热器与板式换热器三通过连接管三(3)连通，板式换热器三与板式换热器二之间通过连接管四(4)连通，连接管四(4)上设置有膨胀阀三，板式换热器二经回热器与低压压缩机通过连接管连通；

所述热气回收单元包括低压压缩机、油气分离器、板式换热器一，低压压缩机与板式换热器一之间设置有油气分离器，低压压缩机与油气分离器通过连接管连接，油气分离器与板式换热器一之间的通过连接管七(7)连通，连接管七(7)上设置有电磁阀二，板式换热器一通过连接管八(8)与冷凝器连通；

板式换热器二与板式换热器一之间设置有冻干仓，冻干仓与板式换热器一及板式换热器二均通过硅油管(9)连通，硅油管(9)上设置有使硅油在板式换热器一、板式换热器二及冻干仓内循环流动的循环泵；硅油管(9)内硅油与制冷单元内的制冷剂在板式换热器二内进行换热冷却，硅油管(9)内硅油与热气回收单元内的制冷剂在板式换热器一内进行换热加热；

板式换热器三与冷阱之间通过连接管五(5)连通，连接管五(5)上设置有膨胀阀二，冷阱与低压压缩机之间设置有回热器并通过连接管连通。

2.根据权利要求1所述的热气回收式冻干机制冷装置，其特征在于：所述预冷单元包括高压压缩机、冷凝器和板式换热器三，高压压缩机与冷凝器之间通过连接管连通，冷凝器与板式换热器三之间通过连接管一(1)连通，板式换热器三与高压压缩机之间通过连接管连通，连接管一(1)上从冷凝器向板式换热器三方向依次设置有过滤器三、电磁阀三和膨胀阀一，制冷单元内的制冷剂与预冷单元内的制冷剂在板式换热器三内进行换热。

3.根据权利要求1所述的热气回收式冻干机制冷装置，其特征在于：所述连接二上设置有过滤器一，连接管八(8)上设置有过滤器二。

4.根据权利要求1所述的热气回收式冻干机制冷装置，其特征在于：所述连接管四(4)上设置有电磁阀四，连接管五(5)上设置有电磁阀五。

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