CN218166506U

CN218166506U - 一种循环蓄冷的冷冻式干燥机

Info

Publication number: CN218166506U
Application number: CN202222743037.6U
Authority: CN
Inventors: 张逸峰; 俞帆; 吴自强
Original assignee: Hangzhou Shanli Purify Equipment Corp
Current assignee: Hangzhou Shanli Purify Equipment Corp
Priority date: 2022-10-18
Filing date: 2022-10-18
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2032-10-18

Abstract

本实用新型公开了一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，包括板翅式换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和控制器，板翅式换热器包括流通换热室、底部连接部和蒸发换热室，蒸发换热室内设有若干个换热通道，若干个换热通道两两之间间隔设有制冷剂支路和相变蓄冷介质支路；每个制冷剂支路的两端分别连通制冷剂入口和制冷剂出口，每个相变蓄冷介质支路的两端分别连通相变蓄冷介质入口和相变蓄冷介质出口，控制器分别和膨胀阀、压缩机、冷凝器电连接。本实用新型通过相变蓄冷介质储存压缩机的制冷量以循环利用于空气的换热过程，节能效果显著，且节约了成本，同时不会因为制冷量偏大而冰堵，保持了制冷系统的稳定性。

Description

一种循环蓄冷的冷冻式干燥机

技术领域

本实用新型涉及干燥机技术领域，尤其涉及一种循环蓄冷的冷冻式干燥机。

背景技术

冷干机，即冷冻空气干燥机，一般包括压缩机、冷凝器、换热器和节流组件等，利用冷媒与压缩空气进行热交换，把压缩空气温度降到2～10℃范围的露点温度。冷干机已经成为当前主要的空气干燥、净化设备，广泛应用于工业生产中的各类气动设备、气动工具、喷漆涂装、食品包装、轻纺、化工等行业。冷冻式干燥机通过使功耗与压缩空气需求相匹配，降低了空气系统的电力成本并提高了生产力。

目前的冷干机，基本上是靠热气旁通阀调节能量，最大限度的保证设备不冰堵，但大部分压缩机的制冷量都是浪费的，导致了能源的浪费。虽然有部分变频的压缩机，可以在20-105%区间内调节负荷，具有一定的节能作用，但是往往需配备更贵的变频压缩机及配套组件，导致成本的上升。

发明内容

本实用新型提出一种循环蓄冷的冷冻式干燥机以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，包括板翅式换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和控制器，所述板翅式换热器包括流通换热室、底部连接部和蒸发换热室，所述流通换热室和蒸发换热室的下部通过底部连接部连通，所述流通换热室设有空气进口和空气出口，空气进口连接有第一流通通道，空气出口连接有第二流通通道，所述蒸发换热室设有制冷剂入口、制冷剂出口、相变蓄冷介质入口和相变蓄冷介质出口，蒸发换热室内设有若干个换热通道，所述各个换热通道的顶端均与第一流通通道连通，各个换热通道的底端均与第二流通通道连通，所述若干个换热通道两两之间间隔设有制冷剂支路和相变蓄冷介质支路；每个制冷剂支路的两端分别连通制冷剂入口和制冷剂出口，每个相变蓄冷介质支路的两端分别连通相变蓄冷介质入口和相变蓄冷介质出口，所述板翅式换热器的制冷剂出口连接压缩机的入口，压缩机的出口通过管路连接冷凝器的入口，冷凝器的出口通过管路连接膨胀阀的入口，所述膨胀阀的出口连接板翅式换热器制冷剂入口，所述控制器分别和所述膨胀阀、所述压缩机、所述冷凝器电连接。

作为优选，所述压缩机和冷凝器之间的管路上设有油分离器，所述膨胀阀和冷凝器之间的管路上设有干燥过滤器，所述压缩机和板翅式换热器之间的管路上设有汽化器。

作为优选，所述流通换热室和底部连接部连接处设有用于分离液态冷凝水的丝网。

作为优选，所述底部连接部设有用于排凝结水的排水口。

作为优选，所述相变蓄冷介质为R134a或者Opteon ME。

作为优选，所述冷凝器为风冷凝器、水冷凝器或风冷凝器和水冷凝器的结合。

作为优选，所述相变蓄冷介质支路设有温度传感器，所述温度传感器与控制器电连接。

作为优选，所述两个换热通道之间间隔设有一个制冷剂支路和两个相变蓄冷介质支路。

与现有技术相比较，本实用新型通过相变蓄冷介质储存压缩机的制冷量以循环利用于空气的换热过程，节能效果显著，且节约了成本，同时不会因为制冷量偏大而冰堵，保持了制冷系统的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一种循环蓄冷的冷冻式干燥机一示例的结构示意图；

图2为本实用新型一种循环蓄冷的冷冻式干燥机另一示例的结构示意图。

图中，1-板翅式换热器，2-压缩机，3-冷凝器，4-膨胀阀，5-油分离器，6-干燥过滤器，7-汽化器，11-流通换热室，12-蒸发换热室，13-底部连接部，14-第一流通通道，15-第二流通通道，16-换热通道，17-制冷剂支路，18-相变蓄冷介质支路，19-丝网，111-空气进口，112-空气出口，121-制冷剂入口，122-制冷剂出口，123-相变蓄冷介质入口，124-相变蓄冷介质出口，131-排水口。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，包括板翅式换热器1、压缩机2、冷凝器3、膨胀阀4和控制器，板翅式换热器1包括流通换热室11、底部连接部13和蒸发换热室12，流通换热室11和蒸发换热室12的下部通过底部连接部13连通，流通换热室11设有空气进口111和空气出口112，空气进口111连接有第一流通通道14，空气出口112连接有第二流通通道15，蒸发换热室12设有制冷剂入口121、制冷剂出口122、相变蓄冷介质入口123和相变蓄冷介质出口124，蒸发换热室12内设有若干个换热通道16，各个换热通道16的顶端均与第一流通通道14连通，各个换热通道16的底端均与第二流通15通道连通，若干个换热通道16两两之间间隔设有制冷剂支路17和相变蓄冷介质支路18；每个制冷剂支路17的两端分别连通制冷剂入口121和制冷剂出口122，每个相变蓄冷介质支路18的两端分别连通相变蓄冷介质入口123和相变蓄冷介质出口124，板翅式换热器1的制冷剂出口121连接压缩机2的入口，压缩机2的出口通过管路连接冷凝器3的入口，冷凝器3的出口通过管路连接膨胀阀4的入口，膨胀阀4的出口连接板翅式换热器1制冷剂入口，控制器分别和膨胀阀4、压缩机2、冷凝器3电连接。其中，冷凝器3可以为风冷凝器、水冷凝器或风冷凝器和水冷凝器的结合。

流通换热室11和底部连接部13连接处可设有丝网19，用于分离回流第二流通通道15前中的液态冷凝水，使经过换热通道16后产生的液态冷凝水沉积至底部连接部13中。底部连接部13设有排水口131，用于排出沉积于底部连接部13中的液态凝结水。

进一步的，如图2所示，压缩机2和冷凝器3之间的管路上可以设有油分离器5，用于将压缩机2排出的高压压缩空气中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行；膨胀阀4和冷凝器3之间的管路上设有干燥过滤器6，用于对制冷剂干燥过滤；板翅式换热器1和压缩机2之间的管路上设有汽化器7，用于对流出板翅式换热器1的制冷剂汽液分离。

压缩空气从空气进口111进入，通过第一流通通道14进入流通换热室11，先与流经第二流通通道15流向空气出口112的干燥空气换热降温，再进入蒸发换热室12的换热通道16与制冷剂或相变蓄冷介质换热降温，此时压缩空气被冷却并有液态冷凝水析出。带有液态冷凝水的压缩空气依次进入底部连接部13和流通换热室11，分离出部分液态冷凝水因重力沉降至底部连接部13底部，后通过排水口131流出。气体再通过丝网19将压缩空气内剩余的液态水从气体中分离出来，分离出来的液态冷凝水流至底部连接部13底部，后通过排水口131流出。经气液分离后的压缩空气进入第二流通通道15与流经第一流通通道14的进口压缩空气换热并升温，并通过空气出口112流出。膨胀阀4作为节流元件，受控制器控制实现节流。

本实用新型在制冷剂支路1和压缩空气换热通道16之间加入相变蓄冷介质支路18，相变蓄冷介质支路18内充满相变材料作为相变蓄冷介质，实现蓄热器的功能。相变材料（Phase Change Material，简称PCM)，是指在物质发生相变时，可吸收或释放大量能量的一类材料，利用潜热储能，储热密度大，蓄热装置结构紧凑。PCM可以在低负荷时储存冷量并在合适的时候释放冷量，此时停止压缩机，由PCM释冷供冷。通过相变蓄冷介质有效地传递热能，使设备可适应空压机0-100%负荷工况，连续循环运作并具有节能作用。

制冷剂支路17运行，在负荷偏小时，多余的冷量冷却相变蓄冷介质，直到它从气体冷却成液体，并测到一定的过冷度之后，此时制冷系统循环关闭。此时压缩空气进入蒸发换热室12的相变蓄冷介质区域，相变蓄冷介质为气流吸收热量并开始在恒定温度下气化之前变成液态的相变蓄冷介质。当大部分相变蓄冷介质变成气体时，并测到一定的过热度之后，制冷系统循环启动冷却压缩空气并再次冷却相变蓄冷介质，将其重新变成液体。上述蓄冷过程，可根据需要循环往复，以满足冷冻式干燥机上相应的压缩空气负载。其中，所述相变蓄冷介质可以采用R134a或者Opteon ME等相变材料。

特别的，相变蓄冷介质支路18设有温度传感器，温度传感器与控制器电连接，用于实时监控相变蓄冷介质支路18的温度，便于控制器对压缩机的起停控制。

为了实现更好的相变蓄冷效果，两个换热通道16之间均间隔设有一个制冷剂支路17和两个相变蓄冷介质支路18，两个相变蓄冷介质支路18可分别为相邻的换热通道16内的压缩空气实现换热。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims

1.一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，包括板翅式换热器、压缩机、冷凝器、膨胀阀和控制器，所述板翅式换热器包括流通换热室、底部连接部和蒸发换热室，所述流通换热室和蒸发换热室的下部通过底部连接部连通，所述流通换热室设有空气进口和空气出口，空气进口连接有第一流通通道，空气出口连接有第二流通通道，所述蒸发换热室设有制冷剂入口、制冷剂出口、相变蓄冷介质入口和相变蓄冷介质出口，蒸发换热室内设有若干个换热通道，所述各个换热通道的顶端均与第一流通通道连通，各个换热通道的底端均与第二流通通道连通，所述若干个换热通道两两之间间隔设有制冷剂支路和相变蓄冷介质支路；每个制冷剂支路的两端分别连通制冷剂入口和制冷剂出口，每个相变蓄冷介质支路的两端分别连通相变蓄冷介质入口和相变蓄冷介质出口，所述板翅式换热器的制冷剂出口连接压缩机的入口，压缩机的出口通过管路连接冷凝器的入口，冷凝器的出口通过管路连接膨胀阀的入口，所述膨胀阀的出口连接板翅式换热器制冷剂入口，所述控制器分别和所述膨胀阀、所述压缩机、所述冷凝器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述压缩机和冷凝器之间的管路上设有油分离器，所述膨胀阀和冷凝器之间的管路上设有干燥过滤器，所述压缩机和板翅式换热器之间的管路上设有汽化器。

3.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述流通换热室和底部连接部连接处设有用于分离液态冷凝水的丝网。

4.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述相变蓄冷介质为R134a或者Opteon ME。

5.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述底部连接部设有用于排凝结水的排水口。

6.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述冷凝器为风冷凝器、水冷凝器或风冷凝器和水冷凝器的结合。

7.根据权利要求1所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述相变蓄冷介质支路设有温度传感器，所述温度传感器与控制器电连接。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的一种循环蓄冷的冷冻式干燥机，其特征在于，所述两个换热通道之间间隔设有一个制冷剂支路和两个相变蓄冷介质支路。