專利名稱：蓄能型冷凍式干燥機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷凍干燥裝置，尤其是一種蓄能型冷凍式干燥機(jī)。
背景技術(shù)：
從空壓機(jī)出來的壓縮空氣是一種不干凈的氣體，其中混有多種雜質(zhì)(包括固體微粒、水、油等)會對生產(chǎn)過程及產(chǎn)品質(zhì)量帶來危害，所以對壓縮空氣進(jìn)行凈化和干燥處理在產(chǎn)業(yè)方面是必須的，因而冷干機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。在冷干機(jī)的使用領(lǐng)域中，基本上沒有任何一個用戶所使用的冷干機(jī)始終處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，而制冷功率則是預(yù)先定額匹配好的，所以總會產(chǎn)生過剩的能量。要保證壓力露點(diǎn)波動范圍不至于太大，把過剩的能量重新利用起來，采用蓄能系統(tǒng)的蓄能式冷干機(jī)能夠很好的達(dá)到這一目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種蓄能型冷凍式干燥機(jī)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案
一種蓄能型冷凍式干燥機(jī)，它包括箱體，該箱體設(shè)置有壓縮空氣入口、壓縮空氣出口、排水口，其中，箱體內(nèi)置有預(yù)冷器、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?、鋁板翅式蒸發(fā)器、及汽水分離器，預(yù)冷器、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞鳌X板翅式蒸發(fā)器、及汽水分離器均外接電子排水器，電子排水器接排水口 ；蓄能池上設(shè)溫度傳感器與控制器連接，蓄能池內(nèi)裝有20%的乙二醇蓄能液，鋁板翅式蒸發(fā)器沉浸在蓄能液當(dāng)中，乙二醇蓄能液通過循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)；制冷壓縮機(jī)與冷凝器、干燥過濾器、自動膨脹閥、鋁板翅式蒸發(fā)器依次相連通。蓄能型冷凍式干燥機(jī)通過箱體內(nèi)置一個裝有20%的乙二醇蓄能液的蓄能池，鋁板翅式蒸發(fā)器沉浸在蓄能液當(dāng)中，蓄能液通過循環(huán)泵進(jìn)行循環(huán)以保持溫度平衡。設(shè)備運(yùn)行中，當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷偏低時(shí)，多余的冷量通過鋁板翅式蒸發(fā)器與蓄能池中的蓄能液進(jìn)行熱交換，將多余的冷量儲存在蓄能液中，從而不造成能量浪費(fèi)。當(dāng)蓄能液儲存的冷量到一定程度時(shí)，制冷壓縮機(jī)將停機(jī)，此時(shí)蒸發(fā)器中所需冷量由蓄能液提供。通過這種方式，蓄能型冷凍式干燥機(jī)將普通冷干機(jī)由旁通閥旁通掉的冷量重新利用起來，達(dá)到節(jié)約能耗的目的。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)工藝流程示意圖。附圖標(biāo)記說明預(yù)冷器(A)，板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)，板翅式蒸發(fā)器(C)，蓄能池(D)，汽水分離器(E)，電子排水器(F)，蓄能液循環(huán)泵(G)，箱體(H)，壓縮空氣入口(I)，壓縮空氣出口(J)，制冷壓縮機(jī)(1)，冷凝器(2)，干燥過濾器(3)，熱力膨脹閥(4)，高壓控制器
(5)，高低壓控制器(6)，控制器(a)，溫度傳感器(b)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖I及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明蓄能型冷凍式干燥機(jī)，它包括箱體(H)，該箱體設(shè)置有壓縮空氣入口(I)、壓縮空氣出口(J)、排水口。箱體內(nèi)置有預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、及汽水分離器(E)，均外接電子排水器(F)，電子排水器接排水口。蓄能池(D沖裝有20%的乙二醇蓄能液，鋁板翅式蒸發(fā)器(C)沉浸在蓄能液當(dāng)中，蓄能液通過循環(huán)泵(G)進(jìn)行循環(huán)。壓縮空氣入口(I)依次與預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、汽水分離器(D)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、壓縮空氣出口(J)依次連通。制冷壓縮機(jī)(I)排氣口依次與冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、自動膨脹閥(4)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、制冷壓縮機(jī)(I)吸氣口依次相連通。冷媒高壓部份設(shè)有高壓控制器(5)，冷媒高壓、低壓部份設(shè)有高低壓控制器(6)。
制冷系統(tǒng)中不設(shè)旁通閥；設(shè)備運(yùn)行時(shí)，當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷低于制冷壓縮機(jī)(I)所產(chǎn)生的制冷量，多余的冷量通過鋁板翅式蒸發(fā)器(C)與蓄能池(D)中的蓄能液進(jìn)行熱交換，通過降低蓄能液的溫度將多余的冷量儲存在蓄能液中。當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液的冷量儲存到一定程度的時(shí)候，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)停機(jī)，然后通過溫度較低的蓄能液在鋁板翅式蒸發(fā)器(C)里與進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣進(jìn)行熱交換，將壓縮空氣的溫度降至要求的露點(diǎn)溫度以下，析出并除去壓縮空氣中的水；在此期間，制冷壓縮機(jī)(I)不消耗電能；當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液的冷量消耗到一定程度的時(shí)候，制冷壓縮機(jī)(I)重新開啟。蓄能池(D)中設(shè)有溫度傳感器，當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液溫度低于2°C時(shí)，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)停機(jī)，保證進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣在0°C以上，以防止蒸發(fā)器冰賭；當(dāng)蓄能液溫度高于6°C時(shí)，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)重新啟動，保證壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度不高于8°C ;從而保證壓縮空氣的露點(diǎn)在0— 8度之間。鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)設(shè)有多通道，該鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)設(shè)有電子排水器(F)接排水口。鋁板翅式蒸發(fā)器(C)設(shè)有多通道，該鋁板翅式蒸發(fā)器(C)設(shè)有電子排水器(F)接排水口。在蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口前設(shè)置熱力膨脹閥(4)，能根據(jù)負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器的制冷劑流量。在冷媒高壓部份設(shè)有高壓控制器(5 )。在冷媒高壓、低壓部份設(shè)有低壓控制器(6 )。其工作原理
本發(fā)明是根據(jù)水的飽和蒸氣壓力和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系，利用制冷裝置使壓縮空氣冷卻到一定的露點(diǎn)溫度，析出所含的水份，通過汽水分離器與電子排水器將水排出，從而使壓縮空氣得到干燥。壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下，降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會凝結(jié)成液體。冷凍式干燥機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的，因此冷凍式干燥機(jī)具有制冷系統(tǒng)。冷凍式干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。制冷壓縮機(jī)將蒸發(fā)器內(nèi)的低壓低溫制冷劑吸入壓縮機(jī)汽缸內(nèi)，制冷劑蒸汽經(jīng)過壓縮，壓力、溫度同時(shí)升高；高壓高溫的制冷劑蒸汽被壓至冷凝器，在冷凝器內(nèi)，溫度較高的制冷劑蒸汽與溫度比較低的空氣進(jìn)行熱交換，制冷劑的熱量被空氣帶走而冷凝下來，制冷劑蒸汽變成了液體。這部分液體再被輸送至膨脹閥，經(jīng)過膨脹閥節(jié)流成了低溫低壓的液體并進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)低溫、低壓的制冷劑液體吸收壓縮空氣的熱量而汽化，而壓縮空氣得到冷卻后凝結(jié)出大量的液體水；蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸走，這樣制冷劑便在系統(tǒng)中經(jīng)過壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)這樣四個過程，從而完成了一個循環(huán)。在冷凍式干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)中，蒸發(fā)器是輸送冷量的設(shè)備，制冷劑在其中吸收壓縮空氣的熱量，實(shí)現(xiàn)脫水干燥的目的。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)輸入功率轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)空氣帶走。膨脹閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。 冷凍干燥法一般可將空氣的壓力露點(diǎn)降到2°C 10°C。當(dāng)壓力露點(diǎn)降到0°C以下，由于空氣中析出的水份在冷卻裝置中會凍結(jié)，排水不但受阻，而且還會凍壞制冷裝置，所以一般不米用。工藝流程說明
干燥工藝流程80°C熱而潮濕的壓縮空氣由壓縮空氣入口進(jìn)入預(yù)冷器，在強(qiáng)制通風(fēng)下與環(huán)境空氣進(jìn)行熱交換(環(huán)境溫度一般不超過38°C )，冷卻后壓縮空氣初步降溫至45°C，此時(shí)有一小部分的冷凝水由電子排水口排出。45°C的壓縮空氣再進(jìn)入板翅式預(yù)冷回?zé)崞?，與在蒸發(fā)器中被制冷劑冷卻后的壓縮空氣進(jìn)行熱交換。其中使進(jìn)入預(yù)冷器的45°C壓縮空氣溫度降至25°C，初步降低濕熱飽和壓縮空氣的溫度和含水量，在一定程度上減輕蒸發(fā)器的熱負(fù)荷，進(jìn)而降低整機(jī)的能耗；另外在蒸發(fā)器中被冷卻除水到2°C的壓縮空氣經(jīng)汽水分離器分離掉凝結(jié)水變成干燥的壓縮空氣回到板翅式預(yù)冷回?zé)崞?，與45°C的壓縮空氣進(jìn)行熱交換，溫度提升到35°C由壓縮空氣出口出去，從而降低壓縮空氣在出口處的相對濕度，使輸氣管道不會因相對濕度過高而出現(xiàn)內(nèi)壁生銹，同時(shí)也避免了因外壁溫度過低而出現(xiàn)的管外“掛露”現(xiàn)象，改善車間工作環(huán)境。在板翅式預(yù)冷回?zé)崞髦邢阮A(yù)冷到25°C的壓縮空氣再進(jìn)入到鋁板翅式蒸發(fā)器，與在蒸發(fā)通道內(nèi)的低溫低壓的制冷劑液體進(jìn)行熱交換，冷卻到2V，此時(shí)有大量的凝結(jié)水凝結(jié)出來，通過蒸發(fā)器底部的排水口接電子排水器排出。同時(shí)，壓縮空氣在蒸發(fā)器中與蓄能液進(jìn)行熱交換。制冷劑冷量過量時(shí)，壓縮空氣溫度過低，與蓄能液進(jìn)行熱交換，冷量被儲存蓄能液中，保證壓縮空氣在0°C以上；制冷劑冷量不足或制冷壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，壓縮空氣溫度升高，與蓄能液進(jìn)行熱交換，蓄能液中的冷量被釋放出來冷卻壓縮空氣，保證露點(diǎn)。在蒸發(fā)器中壓縮空氣被降至2°C，大量的凝結(jié)水從排水口接電子排水器排出系統(tǒng)夕卜，但仍有大量更為細(xì)小的水滴水霧懸浮在壓縮空氣中，如果直接進(jìn)入預(yù)冷回?zé)崞?，這些水滴水霧隨著熱交換的進(jìn)行它們中的一部分將“二次蒸發(fā)”返回氣相，使成品空氣中的水份含量增加導(dǎo)致露點(diǎn)溫度上升，另一部分來不及蒸發(fā)的液態(tài)水則隨氣流進(jìn)入用戶管道，使下游用氣設(shè)備中出現(xiàn)液態(tài)水，這樣勢必影響產(chǎn)品質(zhì)量，所以這里需設(shè)汽水分離器，由蒸發(fā)器出來的2°C壓縮空氣首先進(jìn)入汽水分離器，此分離器內(nèi)部裝有不銹鋼絲網(wǎng)，當(dāng)夾帶著細(xì)小的水滴和水霧的壓縮空氣流經(jīng)裝有不銹鋼絲網(wǎng)的汽水分離器時(shí)，由于不銹鋼絲網(wǎng)的表面間隙較小，可以有效除去小至5 i! m的霧狀微粒，這樣大量的細(xì)小的水滴和水霧被凝聚在汽水分離器底部，通過排水口接電子排水器排出系統(tǒng)外。被除去水份的2°C的壓縮空氣再進(jìn)入預(yù)冷回?zé)崞髋c45°C的壓縮空氣進(jìn)行熱交換升溫至35°C后由壓縮空氣出口排出，排出的壓縮空氣壓力露點(diǎn)低于3°C。制冷工藝流程低溫低壓的液態(tài)制冷劑由制冷劑進(jìn)口進(jìn)入鋁板翅式蒸發(fā)器，吸收壓縮空氣放出的大量熱量而蒸發(fā)成低溫低壓的氣態(tài)制冷劑，氣態(tài)的低溫低壓的制冷劑從蒸發(fā)器的出口被壓縮機(jī)吸入口吸入，壓縮機(jī)將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的制冷劑氣體，由壓縮機(jī)的排氣口排至冷凝器進(jìn)氣口，高溫高壓的制冷 劑蒸氣在強(qiáng)制通風(fēng)冷卻下變成高溫高壓的制冷劑液體由出液口排至干燥過濾器，濾除掉系統(tǒng)中的污物和水分后，進(jìn)入自動膨脹閥節(jié)流降溫降壓后變成低溫低壓的制冷劑液體，再進(jìn)入鋁板翅式蒸發(fā)器。如此，周而復(fù)始的循環(huán)。系統(tǒng)中不設(shè)熱氣旁通閥，若設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷低于壓縮機(jī)制冷量，多余的制冷量如前所述被儲存在蓄能池中的蓄能液中。當(dāng)蓄能液溫度低于2°C時(shí)，制冷壓縮機(jī)停機(jī)，保證進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣在0°C以上，以防止蒸發(fā)器冰賭；當(dāng)蓄能液溫度高于6°C時(shí)，制冷壓縮機(jī)重新啟動，保證壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度不高于8°C。如此，周而復(fù)始的循環(huán)。
權(quán)利要求
1.一種蓄能型冷凍式干燥機(jī)，它包括箱體(H)，該箱體設(shè)置有壓縮空氣入口(I)、壓縮空氣出口(J)、排水口，其特征在于箱體內(nèi)置有預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、及汽水分離器(E)，預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、及汽水分離器(E)均外接電子排水器(F)，電子排水器(F)接排水口 ；蓄能池(D)上設(shè)溫度傳感器(b)與控制器(a)連接，蓄能池(D)內(nèi)裝有20%的乙二醇蓄能液，鋁板翅式蒸發(fā)器(C)沉浸在蓄能液當(dāng)中，乙二醇蓄能液通過循環(huán)泵(G)進(jìn)行循環(huán)；制冷壓縮機(jī)(I)與冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、自動膨脹閥(4)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)依次相連通。
2.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是制冷系統(tǒng)中不設(shè)旁通閥；設(shè)備運(yùn)行時(shí)，當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷低于制冷壓縮機(jī)(I)所產(chǎn)生的制冷量，多余的冷量通過鋁板翅式蒸發(fā)器(C)與蓄能池(D)中的蓄能液進(jìn)行熱交換，通過降低蓄能液的溫度將多余的冷量儲存在畜能液中。
3.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液的冷量儲存到一定程度的時(shí)候，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)停機(jī)，然后通過溫度較低的蓄能液在鋁板翅式蒸發(fā)器(C)里與進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣進(jìn)行熱交換，將壓縮空氣的溫度降至要求的露點(diǎn)溫度以下，析出并除去壓縮空氣中的水；在此期間，制冷壓縮機(jī)(I)不消耗電能；當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液的冷量消耗到一定程度的時(shí)候，制冷壓縮機(jī)(I)重新開啟。
4.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是露點(diǎn)穩(wěn)定，蓄能池(D)中設(shè)有溫度傳感器，當(dāng)蓄能池(D)中的蓄能液溫度低于2°C時(shí)，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)停機(jī)，保證進(jìn)入蒸發(fā)器的壓縮空氣在0°C以上，以防止蒸發(fā)器冰賭；當(dāng)蓄能液溫度高于6°C時(shí)，控制器(a)控制制冷壓縮機(jī)(I)重新啟動，保證壓縮空氣的壓力露點(diǎn)溫度不高于8°C ;從而保證壓縮空氣的露點(diǎn)在O— 8度之間。
5.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)設(shè)有多通道，該鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)設(shè)有電子排水器(F)接排水口。
6.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是鋁板翅式蒸發(fā)器(C)設(shè)有多通道，該鋁板翅式蒸發(fā)器(C)設(shè)有電子排水器(F)接排水口。
7.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是在蒸發(fā)器制冷劑進(jìn)口前設(shè)置熱力膨脹閥(4)，能根據(jù)負(fù)荷的變化自動調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器的制冷劑流量。
8.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是在冷媒高壓部份設(shè)有高壓控制器(5)。
9.由權(quán)利要求I中所述的蓄能型冷凍式干燥機(jī)，其特征是在冷媒高壓、低壓部份設(shè)有低壓控制器(6)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種蓄能型冷凍式干燥機(jī)，它包括箱體(H)，該箱體設(shè)置有壓縮空氣入口(I)、壓縮空氣出口(J)、排水口，其特征在于箱體內(nèi)置有預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、及汽水分離器(E)，預(yù)冷器(A)、鋁板翅式預(yù)冷回?zé)崞?B)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)、及汽水分離器(E)均外接電子排水器(F)，電子排水器(F)接排水口；蓄能池(D)上設(shè)溫度傳感器(b)與控制器(a)連接，蓄能池(D)內(nèi)裝有20％的乙二醇蓄能液，鋁板翅式蒸發(fā)器(C)沉浸在蓄能液當(dāng)中，乙二醇蓄能液通過循環(huán)泵(G)進(jìn)行循環(huán)；制冷壓縮機(jī)(1)與冷凝器(2)、干燥過濾器(3)、自動膨脹閥(4)、鋁板翅式蒸發(fā)器(C)依次相連通。該設(shè)備傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)約能耗并且露點(diǎn)穩(wěn)定。
文檔編號B01D53/26GK102764569SQ20121023075
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者吳俊 , 周蓉, 許綠靜 申請人:杭州山立凈化設(shè)備有限公司