一種食用菌工廠用的冷熱水雙效交換循環系統的製作方法

2023-08-11 12:55:31 2

本發明涉及食用菌培育技術領域，尤其是指一種食用菌工廠用的冷熱水雙效交換循環系統。

背景技術：

食用菌工廠化栽培是採用工業生產的技術手段，通過穩定提供可調控適合菌類生長的環境，實現菌類常年持續生產的生產方式。由於食用菌工廠控溫設備裝機量大，能源動力費用為生產的主要成本，對企業的利潤影響較大。如何進行有效的節能降耗是食用菌工廠的重要技術攻關課題。

食用菌工廠生產車間主要由育菇車間和出菇車間兩部分組成，其中，育菇車間溫度控制在24℃左右，出菇車間溫度控制在20℃左右。在育菇車間中，因為食用菌菌絲體生長發酵後釋放出大量的生物熱，因此，育菇車間內全年以製冷為主來進行溫度控制；在出菇車間中，根據生產工藝要求，室溫需要保持在20℃左右，在進行低溫刺激出菇時，需要達到7-10℃。因此，出菇車間在室外溫度較高的夏、秋季節以製冷來控制溫度，在室外溫度較低的冬、春季節以制熱來控制溫度。

目前食用菌工廠車間進行降溫控制的製冷方式主要有：（1）分散性冷凝機組。由室外冷凝機組、室內風機和新風預冷風櫃組成。優點：一房一機，系統簡單，適合小面積車間使用。缺點：無能調，能耗大，室外機需要佔地，維護成本高。（2）中央供冷螺杆機組。冷卻介質為清水，以冷水機組提供集中供冷。優點：機組工作工況單一，無需數量眾多的小型機組，便於管理，設備管理和維護成本低，節省運行電費。缺點：需建築物提供龐大的專用空調機房、水泵房，建築物頂層需放體積較大的冷卻塔，影響建築外觀和規劃設計。主機能量調節困難，需要將主機全部開啟，如果不運行在滿負荷條件下則製冷效率急劇下滑，俱有「一開俱開」的特點，產生「大馬拉小車」的現象，極大的浪費電能。

目前食用菌工廠車間進行升溫控制的制熱方式主要有：（1）空調。一般中央空調製冷系統在冬季的時候都可以切換到加熱模式，單個的制冷機組有些可以啟動加熱模式。優點：可以實現溫度自動精準控制。缺點：造價和運行成本較高，一般不能實現加熱和製冷自動切換。（2）電加熱。一般指的是加熱管、加熱板、熱風機等。優點：可以實現溫度精準控制，造價較低。缺點：運行費用較高，對菇房溼度控制有影響。（3）蒸汽直接加熱。一般指的是通過管道直接將蒸汽輸送至車間內，以提高菇房溫度。優點：升溫快速，不影響菇房溼度。缺點：需要鍋爐房全天啟動來提供蒸汽，運行費用較高，保溫效果不佳。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種能耗低、有效降低火災風險和減少財產損失的冷熱水雙效交換循環系統。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種食用菌工廠用的冷熱水雙效交換循環系統，所述循環系統包括冷熱雙效水塔、蓄水池、散熱塔、中央螺杆機組，其中，蓄水池通過蓄水池進水管與自來水水源連接，蓄水池一端通過第一出水管與中央螺杆機組相連接，中央螺杆機組由冷卻器和製冷器構成，第一電泵一端與冷卻器相連接，第一電泵另一端與散熱塔相連接，散熱塔的出水管與蓄水池相連接，製冷器的進水管、出水管分別與冷熱雙效水塔相應的閥門相連接，冷熱雙效水塔內設有電熱器，電熱器通過電熱控制器連接控制，冷熱雙效水塔內設有與電熱控制器相連接的電熱溫度計；冷熱雙效水塔通過供熱管道分別與鍋爐、滅菌器相連接，其供熱管道上分別設有相應的鍋爐閥門和滅菌器閥門；冷熱雙效水塔上設有水塔進水管，水塔進水管與自來水水源連接，冷熱雙效水塔一側設有風機進水管和風機出水管，風機進水管和風機出水管分別與食用菌車間的保溫管道連接；風機進水管和風機出水管之間依次連接有第一、第二、第三風機，第一、第二、第三風機上設有相應的第三、第四、第五電泵；蓄水池另一端設有第二出水管，第二出水管通過增壓泵與消防栓相連接，消防栓上連接有灌溉噴頭，增壓泵通過相應的增壓泵控制器控制，增壓泵與蓄水池之間設有增壓泵控制閥。

所述的冷熱雙效水塔上設有液位計。

所述的鍋爐、滅菌器通過循環管相連接，循環管上設有循環管閥門。

所述的中央螺杆機組上設有製冷控制器，冷熱雙效水塔內設有與製冷控制器相連接的製冷控制溫度計。

所述的製冷器的進水管上設有第二電泵。

附圖說明

圖1為本發明的整體結構示意圖。

圖2為本發明的蓄水池結構圖。

圖3為本發明的冷熱雙效水塔的不鏽鋼罐體外壁鐵棒焊接分布圖。

圖4為本發明的冷熱雙效水塔結構示意圖。

具體實施方式

下面結合所有附圖對本發明作進一步說明，本發明的較佳實施例為：參見附圖1至附圖4，本實施例所述的一種食用菌工廠用的冷熱水雙效交換循環系統，所述循環系統包括冷熱雙效水塔1、蓄水池2、散熱塔6、中央螺杆機組4，其中，蓄水池2通過蓄水池進水管29與自來水水源連接，蓄水池2一端通過第一出水管與中央螺杆機組4相連接，中央螺杆機組4由冷卻器和製冷器構成，製冷器的進水管上設有第二電泵7，所述的中央螺杆機組4上設有製冷控制器8，冷熱雙效水塔1內設有與製冷控制器8相連接的製冷控制溫度計9，第一電泵5一端與冷卻器相連接，第一電泵5另一端與散熱塔6相連接，散熱塔6的出水管與蓄水池2相連接，製冷器的進水管、出水管分別與冷熱雙效水塔1相應的閥門相連接，冷熱雙效水塔1內設有電熱器10，電熱器10通過電熱控制器11連接控制，冷熱雙效水塔1內設有與電熱控制器11相連接的電熱溫度計12；冷熱雙效水塔1通過供熱管道分別與鍋爐14、滅菌器15相連接，鍋爐14、滅菌器15通過循環管相連接，循環管上設有循環管閥門，其供熱管道上分別設有相應的鍋爐閥門16和滅菌器閥門17；冷熱雙效水塔1上設有水塔進水管30，水塔進水管30與自來水水源連接，冷熱雙效水塔1上設有液位計18，冷熱雙效水塔1一側設有風機進水管19和風機出水管20，風機進水管19和風機出水管20分別與食用菌車間的保溫管道連接；風機進水管19和風機出水管20之間依次連接有第一、第二、第三風機21、22、23，第一、第二、第三風機21、22、23上設有相應的第三、第四、第五電泵24、25、26；蓄水池2另一端設有第二出水管，第二出水管通過增壓泵27與消防栓13相連接，消防栓13上連接有灌溉噴頭3，增壓泵27通過相應的增壓泵控制器控制，增壓泵27與蓄水池2之間設有增壓泵控制閥28。

該水塔同時與製冷系統和制熱系統相連，具有製備製冷水和制熱水的雙重功能，有利於食用菌工廠車間實現全年自動化控溫的目的。當夏、秋季節，環境溫度較高的時候，為了將育菇車間和出菇車間溫度控制在適宜溫度，需要進行製冷，此時，製冷系統啟動，為水塔內製備溫度為4℃的製冷水。當冬、春季節，環境溫度較低的時候，為了將育菇車間和出菇車間溫度控制在適宜溫度，需要進行制熱，此時，制熱系統啟動，為水塔內製備溫度為60℃以上的制熱水。

如圖4所示，冷熱雙效水塔1為不鏽鋼罐體結構，直徑8米，高3米，設計裝水量100噸。用電焊將直徑1釐米，長10釐米的鐵棒均勻焊接在罐體外壁（如圖3，不鏽鋼罐體外壁鐵棒焊接分布圖），用水泥砌成保溫牆將罐體包圍，在罐體和水泥牆之間（相隔20釐米）填充保溫材料聚氨酯。因為聚氨酯在不鏽鋼外壁不易吸附，在罐體上布滿短鐵棒，有利於聚氨酯均勻吸附在罐體表面，有助於提高保溫效果。

當需要進行製備製冷水時，水塔內的水經過第一出水管進入中央供冷螺杆機組的蒸發器，製備成製冷水後，由第二電泵7輸送從進水管回到水塔內，完成製冷工作。製冷控制溫度計9通過製冷控制器8與中央供冷螺杆機組相連，當水塔4內製冷水溫度高於10℃時，控制中央供冷螺杆機組開啟工作，當水塔內製冷水溫度達到4℃時，控制中央供冷螺杆機組停止工作。

當需要進行製備制熱水時，由三個部分的加熱系統根據實際情況進行制熱。

（1）定期啟動鍋爐房製備蒸汽，同時關閉滅菌器與鍋爐之間的循環閥門和滅菌器閥門17，打開鍋爐閥門16，使蒸汽進入水塔內直接加熱製備制熱水；

（2）當食用菌培養基滅菌結束後，可關閉鍋爐閥門16、循環閥門，打開滅菌器閥門17，將滅菌器15中的多餘蒸汽輸送進入水塔內直接加熱製備制熱水，可利用多餘蒸汽，節約能源；

（3）水塔內安裝電熱器10，由電熱溫度計12通過電熱控制器11與電熱器10相連，當水塔內的制熱水溫度低於60℃，則控制電熱器10開啟工作，當水塔內的制熱水溫度高于于70℃，則控制電熱器10停止工作。

通過液位計18檢測塔內水位，若蒸汽加熱導致塔內水位上升超過設定值後，人工開啟冷熱雙效水塔底部的閥門排除多餘水，以保持水位穩定。

通過設計，可使水塔根據氣候條件，自由進行製冷制熱工作轉換，實現一塔雙效，節能增效。

蓄水池為圓柱形結構，由水泥砌制而成，直徑40米，高2.5米，設計裝水量2000噸。該水池同時與中央供冷螺杆機組冷卻系統（冷凝器）和消防灌溉系統相連，具有為中央供冷螺杆機組冷卻降溫和為消防灌溉系統提供水源的雙重功能，有利於節約用水，實現一池多用的目的。

當中央供冷螺杆機組啟動工作時候，水池內的水經過第一出水管進入冷凝器給中央供冷螺杆機組冷卻降溫後，由第一電泵5輸送至散熱塔6後，從散熱塔6的進水管回流至水池中。當水池內的水溫高於30℃時，散熱塔6自動啟動進行降溫，當水池內的水溫低於30℃時，散熱塔6自動停止工作。

第二出水管通過管道與消防栓13相連，在車間和倉庫等消防重地安裝開關一，當出現火情時，工作人員手動開啟開關一，此時啟動火警警報並啟動增壓泵增加水壓，有助於工廠及時進行滅火自救或在消防人員趕到之前控制火勢，有效降低火災風險和減少財產損失。

第二出水管通過管道與灌溉噴頭3相連，在工廠綠化帶等地安裝開關二，根據需要，工作人員手動開啟開關二，此時啟動增壓泵增加水壓，灌溉噴頭3自動對綠化帶進行澆水灌溉。蓄水池進水管29與自來水水源相連，用以給水池補水。

圖1是新型食用菌工廠水冷（熱）雙效交換循環系統結構圖。冷（熱）雙效水塔中的製冷（熱）水，經風機出水管20（設置0.5%高度差），從高到低自動流動到車間位置。當啟動車間內第一、第二、第三風機21、22、23，製冷（熱）水經過第一、第二、第三風機21、22、23後分別由第三、第四、第五電泵24、25、26輸送至風機進水管19（設置0.5%高度差），在重力作用下從高到低自動流回到水塔中，完成循環。在製冷（熱）水的輸送過程中，利用高度差，使水自動流動至車間和從車間自動流回水塔，達到節省能耗的目的。

以上所述之實施例只為本發明之較佳實施例，並非以此限制本發明的實施範圍，故凡依本發明之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本發明的保護範圍內。