一种节能型冷冻干燥系统的制作方法

本实用新型涉及冷冻技术领域，特别涉及一种节能型冷冻干燥系统。

背景技术：

真空冷冻干燥技术，是将冷冻技术与真空技术相结合，采用低温低压下的传热传质机理，将果蔬在低于物料共晶点温度下的低温环境进行冻结，然后将其置于高真空环境中，使果蔬的水分以冰晶状态直接升华为气体，从而将物料中的水分除去。真空冷冻干燥作为脱水产品加工中的高新技术，能够较好的保持果蔬原有的色、香、味、形，并能最大限度的保存果蔬中的生理活性成分。然而，目前已有的真空冷冻干燥设备存在系统复杂、能耗大、运行成本高等问题，导致冻干产品成本是普通热风干燥产品的4～6倍，严重制约着真空冷冻干燥技术的推广应用。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种系统简单，低能耗，能够对能量重复利用的节能型冷冻干燥系统。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种节能型冷冻干燥系统，包括冷冻室、冻干室、蒸发器、冷阱、压缩机、冷凝器、加热器、节流阀和储热装置，所述蒸发器设置在冷冻室内，冷阱和加热器设置在冻干室内，蒸发器和冷阱之间相互连接形成制冷回路，制冷回路依次与压缩机、加热器、节流阀连接形成循环回路，冷凝器设置在循环回路中与加热器并联，储热装置连接在冷凝器和冻干室之间。

进一步地，所述储热装置依次包括第一单向阀、储热罐和第二单向阀，第一单向阀与冷凝器通过第一控制阀连接，第二单向阀与冻干室通过第二控制阀连接，所述第一控制阀与第二控制阀连接。

进一步地，所述储热罐包括与外壳和内壳，外壳和内壳之间设有真空保温层，外壳上设有连接着第一单向阀的进口以及连接着第二单向阀的出口，所述进口和出口与内壳连通，内壳的内部设有环形盘管，盘管的正反两面固定有多个金属丝。

采用了上述的方案，冷冻室和冻干室共用一个制冷回路，能够简化整体结构，操作起来更为方便，而且两道工序能够同时完成，不仅能够节省时间，而且大大降低了能耗，使用成本降低；而物料在冻干室内加热干燥时，大部分热量通过冷凝器释放至储热装置内，储热装置再将该热量循环至冻干室内继续对物料干燥，这样大大降低了加热器的工作压力，能量重复利用，不仅具有节能效果，而且能够加快物料干燥的进度，提高工作效率和产品质量。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为储热罐的结构示意图；

附图中，1为冷冻室，2为冻干室，3为蒸发器，4为冷阱，5为压缩机，6为冷凝器，7为加热器，8为节流阀，9为储热装置，91为第一单向阀，92为储热罐，93为第二单向阀，94为第二控制阀，95为第一控制阀，921为外壳，922为内壳，923为真空保温层，924为进口，925为出口，926为盘管，927为钢丝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

如图1和图2，一种节能型冷冻干燥系统，包括冷冻室1、冻干室2、蒸发器3、冷阱4、压缩机5、冷凝器6、加热器7、节流阀8和储热装置9，所述蒸发器3设置在冷冻室1内，冷阱4和加热器7设置在冻干室2内，蒸发器3和冷阱4之间相互连接形成制冷回路，制冷回路依次与压缩机5、加热器7、节流阀8连接形成循环回路，制冷回路可以持续对冷冻室和冻干室制冷，保证物料 处于低温冷冻状态，通过循环回路又可使冷冻的物料进行干燥排出物料内大部分的水分，保证了物料能够长期保存，冷凝器6设置在循环回路中与加热器7并联，储热装置连接在冷凝器和冻干室之间，储热装置能够回收加热器散发的热量，并且回收至冷冻室内继续使用，这样能够提高加热器的使用效果，节能效果明显。

为了方便整套系统的使用，在制冷回路上设置了两个截止阀10，这两个截止阀分别连接在蒸发器与加热器之间、冷阱和加热器之间，而且是设置在冷冻室和冻干室的外部；在循环回路中也设置了连接在加热器与压缩机之间的截止阀10，冷凝器与压缩机之间也设置了截止阀10。

储热装置9依次包括第一单向阀91、储热罐92和第二单向阀93，第一单向阀91与冷凝器6通过第一控制阀95连接，第二单向阀93与冻干室2通过第二控制阀94连接，所述第一控制阀95与第二控制阀94连接，在正常使用时，第一控制阀和第二控制都为常开状态，冷凝器散发的热量就直接从管路回到冻干室内对物料干燥，而在干燥完成后，就可以将热量储存起来，即关闭第二控制阀，该管路断开，热量就只能储存在储热罐内，不会继续对冻干室提供热量，保证冻干工作的有效进行，当需要再次干燥时，打开第二控制阀即可，如此，当储热罐内热量足够时，就可以不用加热器加热了，大大节省看能源，降低了能耗和成本。

储热罐92包括与外壳921和内壳922，外壳和内壳之间设有真空保温层923，可以对罐体内的热量保温，防止热量散发到空气中去，外壳上设有连接着第一单向阀的进口924以及连接着第二单向阀的出口925，所述进口和出口与内壳连通，内壳的内部设有环形盘管926，盘管的正反两面固定有多个钢丝927，内壳 内还储存有一定量的水，当储热罐储热时，盘管和水开始吸收热量，蒸汽凝结为液体，水温和盘管温度上升，罐体内的压力升高，打开第二单向阀，使得储热罐中的压力下降，高温水和盘管进行放热，蒸汽通过蒸汽管道通向冻干室对物料进行干燥。要说明的是主介质还是采用水，盘管是作为辅助的储热介质，盘管可以防止水过渡的吸收热量而使得罐体内压力过大，造成安全隐患，而且盘管的吸热效果好，储热效率高，同时能够保证进入冻干室内的热量温度达标。