一、前期设计
(一)概念设计
高温奶源热泵由压缩机、冷凝器、水箱、水泵、储液罐、过滤器、膨胀阀、奶罐蒸发器、液汽分离器和自动控制系统等组成。
接通电源后,系统开始工作,奶罐蒸发器内部的工质吸热汽化被吸入压缩机,压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器,被水泵强制循环的水通过冷凝器,被高温、高压的工质加热后送入水箱,而工质被冷却成液体,该液体经膨胀阀节流降压降温后再次流入奶罐蒸发器。
如上反复循环工作,奶罐中的牛奶的热能被不断吸收到水中,使保温水箱里的水温逐渐升高,最后达到80℃以上和35-45℃两个温度段的热水,供奶站消毒和清洁用,同时在规定的2小时内将生鲜乳冷却到4℃。
(二)系统结构设计
1-压缩机;2-冷凝器;2a-第一进水口;2b-第一出水口;2a’-第二进水口;2b’-第二出水口;2c-工质入口;2d-工质出口;21-第一电磁阀;22-第二电磁阀;21a-第一进水管;21b-第一出水管;22a-第二进水管;22b-第二出水管;31-第一支路;32-第二支路;31a-第三电磁阀;32a-第四电磁阀;3-高温水箱;3a-进水口;3b-出水口;4-低温水箱;4a-进水口;4b-出水口;5-过滤器;6-储液罐;7-膨胀阀;8-蒸发器;9-汽液分离器;10-干燥过滤器;11-制冷箱;12-第一循环泵;13-第二循环泵。
二、样机试验工作
(一)方法摸索和证实
实现难点在于达到80℃以上热水,按照设计结构进行单路试
验,20__年4月底至5月初的试验、调整,5月7日晚找到系统实现80℃热水的关键方法。试验现场和结果:
(二)样机设计、制作、试验和调试
根据前期试验情况,20__年5月-7月对结构设计进行再设计,并制作成样机,在土左旗晓春奶牛养殖合作社进行现场试验。8月开始进行运行试验,并进行调试。实际运行效果达到设计预期。
(三)样机实际效果
(四)运行后需要进一步改善的问题
深冬运行需要在运行完毕放水以防冻的问题,另外高温热水循环的冷凝器高温水结垢清除不是很方便。
三、改善型号系统的研发工作
(一)结构设计
(二)改善的数据结果
四、研发结果
(一)系统高温出水温度不低于80℃;依靠热泵制备的高温水箱水温不低于80℃;
(二)2小时内保证生鲜乳温度冷却至4℃;(三)低温水箱水温达到35℃-45℃;(四)比传统制冷系统节电30%;
(五)每台机器年平均节约锅炉用煤20吨,减排CO2温室气体排放量60吨。
五、知识产权
授权实用新型专利1项,专利号:ZL53251.5。发明专利进入实质审查阶段。