基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统及其控制方法

本发明属于酿酒设备，更具体地说，特别涉及一种基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统及其控制方法。

背景技术：

1、白酒拥有深厚文化底蕴以及强社交属性，其白酒产业也在保持原有的酿造技术上借鉴吸收其他行业的先进技术，以此构筑白酒行业的优势。白酒酿造行业具有耗水量大、能耗高的特点，其中蒸馏冷却工艺的用水量则在整个酿造工艺中占比最大。

2、蒸馏冷却工艺的实质是通过控制均匀稳定的高温水蒸气穿过甑桶，在甑桶内多个醅层内进行传热传质运动，将乙醇以及香味成分提取出来，最终形成酒水混合蒸汽，并经过冷凝降温形成酒液。在整个冷凝过程中会放出大量的热，在传统的白酒蒸馏冷却工艺中，常温状态冷酒水(约25℃)经过冷凝吸收大量热量而升温(约65℃)，经过处理后大部分直接排放，不仅整个蒸馏冷却工艺中耗水量大，而且容易影响当地生态造成热污染。高温水蒸气的产生通常来自于锅炉，需要向其通入软水并加热升温，生成的高温水蒸气会进入甑桶，因此需要源源不断的对锅炉进行补水，而补水加热至高温水蒸气过程将会消耗大量能量。

3、有鉴于此，针对白酒蒸馏冷却过程释放的热量没有得到有效利用且耗水量大，有必要对蒸酒系统做进一步地优化，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统及其控制方法，通过合理配置，将冷凝水余热来对软水进行升温，冷凝水也因此降温重新进入冷凝循环，以解决现有技术中，白酒酿造过程耗水量大、能耗高的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统，包括蒸馏酿酒机组、硅胶-水吸附式制冷机组、电热泵机组以及热交换器，所述热交换器中输入有软水；

3、所述热交换器分别对应向所述硅胶-水吸附式制冷机组中的第一蒸发器和所述电热泵机组中的第三冷凝器输出冷凝水和软水，所述第三冷凝器向所述蒸馏酿酒机组中的电锅炉输出软水，所述第一蒸发器向所述蒸馏酿酒机组中的第一冷凝器输出冷凝水，所述第一冷凝器向所述硅胶-水吸附式制冷机组中的第四三通阀输出冷凝水，所述硅胶-水吸附式制冷机组中的第六三通阀或第八三通阀向所述电热泵机组中的第二蒸发器输出冷凝水，所述第二蒸发器向所述热交换器输出冷凝水并与所述软水进行热交换形成循环。

4、进一步的，所述蒸馏酿酒机组包括电锅炉、稳压阀、减压阀、甑桶、第一冷凝器以及接酒器，所述电锅炉与市电连接并通过所述市电控制其功率；

5、所述电锅炉向所述稳压阀输出过热水蒸气，过热水蒸气经过所述减压阀进入所述甑桶中，所述甑桶向所述第一冷凝器输出酒水混合气体，酒水混合气体在所述第一冷凝器中冷凝成酒液后进入所述接酒器中进行存储。

6、进一步的，所述硅胶-水吸附式制冷机组包括第一蒸发器、第一吸附器、第二吸附器、第二冷凝器、冷却塔以及第一三通阀、第二三通阀、第三三通阀、第四三通阀、第五三通阀、第六三通阀、第七三通阀、第八三通阀；

7、来自所述热交换器的冷凝水输入至所述第一蒸发器的第二输入口，在所述第一蒸发器中换热后从其第二输出口输出，所述第一蒸发器的第一输出口通过所述第二三通阀分别与所述第一吸附器和所述第二吸附器的第一输入口连接并向其输入冷剂水蒸汽，所述第一吸附器和所述第二吸附器的第一输出口均连接所述第一三通阀，所述第一三通阀与所述第二冷凝器的第一输入口连接，所述第二冷凝器的第一输出口与所述第一蒸发器第一输入口连接并向其输入冷剂水；

8、所述第四三通阀接收来着所述第一冷凝器的冷凝水并分别再与所述第三三通阀和所述第五三通阀连接，所述第五三通阀分别与所述冷却塔和所述第二吸附器的第二输入口连接，所述第二吸附器的第二输出口通过所述第八三通阀分别与所述第七三通阀和所述第二蒸发器连接；

9、所述第三三通阀分别与所述冷却塔和所述第一吸附器的第二输入口连接，所述第一吸附器的第二输出口与所述第六三通阀连接，所述冷却塔与第二冷凝器的第二输入口连接，所述第二冷凝器的第二输出口与所述第七三通阀连接，所述第七三通阀与所述第六三通阀连接，所述第六三通阀与所述第二蒸发器连接。

10、进一步的，所述硅胶-水吸附式制冷机组还包括电控单元，所述第一三通阀、所述第二三通阀、所述第三三通阀、所述第四三通阀、所述第五三通阀、所述第六三通阀、所述第七三通阀以及所述第八三通阀均为电控阀，通过所述电控单元控制所述电控阀的不同导通状态。

11、进一步的，所述电热泵机组包括第二蒸发器、压缩机、第三冷凝器以及膨胀阀，所述压缩机与市电连接并通过所述市电控制其功率；

12、所述压缩机驱动工质进入所述冷凝器冷凝，再经所述膨胀阀重新进入所述蒸发器，所述蒸发器对来自所述第六三通阀或所述第八三通阀的冷凝水进行冷却，所述冷凝器对来自所述热交换器的软水进行加热。

13、进一步的，所述电锅炉连接有常温软水，在所述电锅炉中水量不足的情况下，通过所述常温软水进行补水。

14、进一步的，所述第一冷凝器为所述第一吸附器或第二吸附器提供65℃的冷凝水；所述第一吸附器或第二吸附器为所述第二蒸发器提供60℃的冷凝水；所述第二蒸发器为所述热交换器提供35℃的冷凝水；所述热交换器为所述第一蒸发器提供30℃冷凝水；所述第一蒸发器为所述第一冷凝器提供25℃的冷凝水；热交换器为第三冷凝器提供30℃的软水，第三冷凝器为电锅炉提供80℃的软水。

15、为了实现目的，本发明还提供一种基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统的控制方法，具体为以下步骤：

16、s1:通过控制所述电锅炉的进水温度和所述电锅炉的功率使所述甑桶生产95℃-105℃的酒水混合蒸汽；

17、s2:在冷凝水流量一定的情况下，通过控制所述硅胶-水吸附式制冷机组的制冷系数以及所述电热泵机组的功率，从而控制冷凝水进入所述第一冷凝器的温度，让酒水混合蒸汽在所述第一冷凝器中冷凝形成37℃-42℃的酒液。

18、进一步的，在步骤s1中通过控制所述硅胶-水吸附式制冷机组的制冷系数以及所述电热泵机组的功率控制所述软水进入所述电锅炉的温度。

19、进一步的，通过控制所述压缩机功率从而控制所述电热泵机组的功率，通过控制所述硅胶-水吸附式制冷机组中吸附和解吸的效率从而控制所述硅胶-水吸附式制冷机组的制冷系数。

20、本发明提供了一种基于硅胶水吸附式制冷的蒸酒余热回收系统及其控制方法，具备以下有益效果：

21、1、本发明将蒸馏酿酒机组、硅胶-水吸附式制冷机组、电热泵机组、热交换器结合在一起，配置合理，能够充分发挥蒸酒工艺中各个机组的特点，实现多级余热回收、节水降耗、冷却循环等效果。

22、2、系统中冷凝器只需要一次通入足量冷凝水参与冷凝，便可在整个系统中实现冷凝循环，从而解决了蒸馏冷却工艺中耗水量极大的问题，冷凝循环过程中热量也并没有直接排放。

23、3、本发明系统采用多级余热回收利用技术，将常温软水升温至高温软水，极大的减少了采用电锅炉加热至高温这一过程的能耗，提高了能量的利用率，相比于传统的白酒蒸馏冷却过程中用水浪费、热污染和高能耗等问题。

24、4、本发明通过冷凝水余热来对软水进行升温，冷凝水也因此降温重新进入冷凝循环，实现了白酒蒸馏冷却过程中节能减排，提升了酿酒领域的环保形象。

25、5、硅胶-水吸附式制冷机组可以通过电控单元控制电控阀的不同导通状态，实现不同流路切换，便于灵活调配。