CN104150551B - 蒸馏水制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蒸馏水制备装置，利用制冷系统的余热制备蒸馏水，包含自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元、第一蒸馏水存放容器，第二蒸馏水存放容器、废水容器和真空装置，由于制冷系统中的水冷凝组件位于蒸发单元中，用于加热其内的自来水，蒸发组件位于冷凝单元中，用于冷凝蒸发单元产生的水蒸气，使得本发明提供的蒸馏水制备装置能充分利用制冷系统余热对自来水进行加热，同时，制冷系统中，不断循环的制冷工质可代替自来水作为冷凝介质，进一步提高了现有蒸馏水制备装置的节能、节水效果。

Description

蒸馏水制备装置

技术领域

本发明属于水制备领域，具体涉及一种蒸馏水制备装置。

背景技术

蒸馏水制备装置是生化实验室必备的设备之一，通常使用的蒸馏水制备设备一般利用电加热将自来水烧至沸腾，然后利用自来水冷凝水蒸汽，获得蒸馏水。此种方法，一方面需要大量的热能用于加热冷水，提供液态水转化为蒸汽所必须的汽化热，另一方面，也需要提供大量的冷水用于降低蒸汽温度，将水蒸气冷凝为液态蒸馏水，显然，这样的方式既耗费电能，又耗费了水资源。

一些设计通过降低系统中压强来降低水的沸点，从而达到节能的目的，如专利CN201864591U，但是冷却过程仍然消耗大量水，不能起到节水的效果。因此，需要一种既节水又节电的新型蒸馏水制备装置。

发明内容

本发明是为解决上述问题而进行的，通过提供一种利用制冷系统余热的蒸馏水制备装置，进一步提高现有蒸馏水制备装置的节水节电效率。

本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了一种蒸馏水制备装置，利用制冷系统的余热制备蒸馏水，制冷系统填充有制冷工质，包括水冷凝组件、节流组件、蒸发组件以及压缩组件，节流组件位于水冷凝组件和蒸发组件之间，压缩组件同时连接水冷凝组件和蒸发组件，其特征在于，包括：自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元以及第一蒸馏水存放容器，其中，自来水存放容器用于存放自来水，蒸发单元包绕于水冷凝组件的外侧，和自来水存放容器相连，用于加热流入其中的自来水，将自来水转化为水蒸气，冷凝单元包绕于蒸发组件外侧，和蒸发单元连接，用于冷却蒸发单元产生的水蒸气，形成蒸馏水，第一蒸馏水存放容器与冷凝单元相连通，用于存放蒸馏水。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征，还包括：真空装置，和自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元以及第一蒸馏水存放容器相通，用于降低蒸馏水制备装置中的压力。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征，还包括：第二蒸馏水存放容器，第二蒸馏水存放容器和第一蒸馏水存放容器连接。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征，还包括：废水容器，废水容器和蒸发单元连接，用于存放蒸发单元中的废水。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征：第二蒸馏水存放容器通过阀门和管路与真空装置连接，第二蒸馏水存放容器和真空装置的连通和断开通过阀门的开闭控制。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征：废水存放容器通过阀门和管路与真空装置连接，废水存放容器和真空装置的连通和断开通过阀门的开闭控制。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征：自来水存放容器中设置有水位传感器，用于监测自来水存放容器中自来水的水位。

本发明提供的蒸馏水制备装置，还可以具有这样的特征：蒸发单元中还设置有加热组件，用于气温较低时对自来水进行补充加热。

发明作用与效果

根据本发明提供的蒸馏水制备装置，利用制冷系统的余热制备蒸馏水，包含自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元、第一蒸馏水存放容器，第二蒸馏水存放容器、废水容器和真空装置，由于制冷系统中的水冷凝组件位于蒸发单元中，用于加热其内的自来水，将自来水转化为水蒸气，蒸发组件位于冷凝单元中，用于冷凝蒸发单元产生的水蒸气，使得本发明提供的蒸馏水制备装置能充分利用制冷系统余热对自来水进行加热，同时，制冷系统中，不断循环的制冷工质可代替自来水作为冷凝介质，进一步提高了现有蒸馏水制备装置的节能、节水效果，另外，本发明提供的蒸馏水制备装置在真空系统下运行，可降低水的沸点，在相同的加热温度下，可产生更多的水蒸气，同样起到了节能的效果。

附图说明

图1是本发明的实施例中蒸馏水制备装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图来说明本发明的具体实施方式。

图1为本实施例中蒸馏水制备装置的结构示意图。

如图1所示，蒸馏水制备装置100包含自来水存放容器1、蒸发单元2、冷凝单元3、第一蒸馏水存放容器4、第二蒸馏水存放容器5、废水存放容器6以及真空装置7。

蒸馏水制备装置100利用制冷系统8的余热制备蒸馏水，制冷系统8中填充有制冷工质，包括：压缩组件81、水冷凝组件82、带有风扇831的风冷凝组件83、节流组件84以及蒸发组件85，其中水冷凝组件82位于蒸发单元2中，用于加热蒸发单元2中的自来水，使其以水蒸气的形式挥发进入冷凝单元3中，蒸发组件85位于冷凝单元3中，用于吸收水蒸气的热量，使水蒸气冷凝为液态水，形成蒸馏水。

蒸馏水制备装置100中，自来水存放容器1顶端通过管路和真空装置7连通，底端通过阀门21和蒸发单元2连接，自来水存放容器1带有控制空气进入的阀门11以及控制自来水进入的阀门12，其内设有水位传感器13，其高度和蒸发单元2中水冷凝组件82一致，用于监测自来水存放容器1中自来水的水位，当水位低于水位传感器13的位置时，阀门12打开，使自来水进入，高于时关闭。

蒸发单元2下端一侧通过阀门21和自来水存放容器1连接，另一侧通过阀门61和废水存放容器6连接，上端为收口结构，该收口结构直接插入冷凝单元3中，蒸发单元2内有水冷凝组件82和加热组件21，加热组件21用于气温较低时对自来水进行补充加热。

冷凝单元3内有蒸发组件85，蒸发单元2上端的收口结构插入冷凝单元3中后部分被蒸发组件85包裹，冷凝单元3的底部带有通往第一蒸馏水存放容器4的管路，开口位置低于收口结构上端，冷凝单元3的顶部和真空装置直接连通。

第一蒸馏水存放容器4用于收集制备的蒸馏水，其顶端经管路和真空装置7直接连通，底部经阀门51和第二蒸馏水存放容器5连通。

第二蒸馏水存放容器5上端通过阀门52和空气过滤器9连通，通过阀门53和真空装置7连通，下端连接有阀门54，用于取所存的蒸馏水。

废水存放容器6除了和蒸发单元2连通外，还接有阀门62和空气连通以及阀门63和真空装置7连通，阀门64和废水管路相连，用于排放容器中的废水。

使用蒸馏水制备装置100进行蒸馏水制备时，首先开启阀门11、阀门21、阀门63、阀门51以及阀门53，关闭阀门61、阀门62、阀门64、阀门52以及阀门54，通过水位传感器13的监测，控制阀门12的开闭，用于自来水存放容器1中自来水的补给；然后开启压缩组件81，压缩组件81驱动制冷工质进入水冷凝组件82中，由于温度较高，可以加热蒸发单元2中的自来水，将自来水变成水蒸气，然后流经风冷凝组件83，在电扇831的辅助下，进一步被冷却，经过节流组件84节流制冷，制冷工质流入蒸发组件85中，吸收冷凝单元3中水蒸气的热量，将水蒸气冷凝为液态蒸馏水，最后经管路回到压缩组件81中，完成制冷循环，当温度较低，水冷凝组件82热量不足时，可开启电加热组件21，补充加热不足；而后关闭阀门11，开启真空装置7，降低装置中各部分的压力，使得蒸发单元2中水的沸点降低，产生更多的水蒸气，水蒸气在冷凝单元3中被蒸发组件85冷却成液态蒸馏水后，沿管道流入第一蒸馏水存放容器4中，过多的蒸馏水可以通过阀门51流入第二蒸馏水存放容器5中进行储存。

蒸馏水制备过程中需要取水时，关闭阀门51和阀门53，打开阀门52，空气经空气过滤器9过滤后，进入第二蒸馏水存放容器5中，容器内压力恢复至常压，打开阀门54，进行取水，取水完毕后，关闭阀门52，开启阀门53，待压力稳定后，开启阀门51。通过不同阀门开闭的控制使得取水时不影响蒸馏水的正常制备。

当加热至一定时间后，蒸发单元2中自来水的盐碱浓度过大，不利于水蒸气的形成，此时蒸发单元2中的自来水视为废水，可通过阀门61将废水排入废水存放容器6中，当废水存放容器6中水满，关闭阀门63，开启阀门62使废水存放容器6中压力恢复至常压，打开阀门64将废水排出，根据自来水水质的不同，每次废水排放的时间间隔不同，当水质较好时，可间隔一周甚至更长时间排一次废水，而水质较差时，废水排放间隔应缩短至24小时，甚至更短的时间。

蒸馏水制备结束后，关闭压缩组件81以及真空装置7，打开阀门11，使得蒸馏水制备装置100恢复常压，当装置长时间不用时，需开启阀门61以及阀门64将废水排净，在短时间内继续应用的，可以不排废水。

本实施例提供的制冷系统，可以选用空调系统、冰箱系统等现有的制冷系统，当选用不同的制冷系统时，需选择相应的真空度，保证水冷凝组件提供的热量能够使水气化，如选用空调系统时，需使蒸馏水制备装置中的压力低于7kPa，此时，蒸发单元中水的沸点为40℃，低于空调中冷凝组件的温度。

本实施例提供的阀门可以为电磁阀，也可以是普通的手动阀门，当采用电磁阀时，可以通过程序控制实现自来水存放容器中的自动补水，而当采用普通手动阀门时，需要人工手动操作。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的蒸馏水制备装置，利用制冷系统的余热制备蒸馏水，包含自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元、第一蒸馏水存放容器，第二蒸馏水存放容器、废水容器和真空装置，由于制冷系统中的水冷凝组件位于蒸发单元中，用于加热其内的自来水，将自来水转化为水蒸气，蒸发组件位于冷凝单元中，用于冷凝蒸发单元产生的水蒸气，使得本实施例提供的蒸馏水制备装置能充分利用制冷系统余热对自来水进行加热，同时，制冷系统中，不断循环的制冷工质可代替自来水作为冷凝介质，进一步提高了现有蒸馏水制备装置的节能、节水效果，另外，本实施例提供的蒸馏水制备装置在真空系统下运行，可降低水的沸点，在相同的加热温度下，可产生更多的水蒸气，同样起到了节能的效果。

本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所述的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种蒸馏水制备装置，利用制冷系统的余热制备蒸馏水，所述制冷系统填充有制冷工质，包括水冷凝组件、风冷凝组件、节流组件、蒸发组件以及压缩组件，所述风冷凝组件和所述水冷凝组件连接，所述节流组件位于所述风冷凝组件和所述蒸发组件之间，所述压缩组件同时连接所述水冷凝组件和所述蒸发组件，其特征在于，包括：

自来水存放容器、蒸发单元、冷凝单元、第一蒸馏水存放容器、第二蒸馏水存放容器、废水容器以及真空装置，

其中，所述自来水存放容器用于存放所述自来水，

所述蒸发单元包绕于所述水冷凝组件的外侧，和所述自来水存放容器相连，用于加热流入其中的所述自来水，将所述自来水转化为水蒸气，

所述冷凝单元包绕于所述蒸发组件外侧，和所述蒸发单元连接，用于冷却所述蒸发单元产生的所述水蒸气，形成所述蒸馏水，

所述第一蒸馏水存放容器与所述冷凝单元相连通，用于存放所述蒸馏水，

所述真空装置和所述自来水存放容器、所述蒸发单元、所述冷凝单元以及所述第一蒸馏水存放容器相通，用于降低所述蒸馏水制备装置中的压力，

所述第二蒸馏水存放容器上设置有四个阀门，所述第二蒸馏水存放容器通过阀门(51)和所述第一蒸馏水存放容器连接，通过阀门(52)和空气过滤器(9)连通，通过阀门(53)和所述真空装置连通，下端连接有阀门(54)，用于取所存的蒸馏水，

所述废水存放容器除了和所述蒸发单元连通外，还接有阀门(62)和空气连通以及阀门(63)和所述真空装置连通，阀门(64)和废水管路相连，用于排放所述废水存放容器中的废水。

2.根据权利要求1所述的蒸馏水制备装置，其特征在于：

其中，所述自来水存放容器中设置有水位传感器，用于监测所述自来水存放容器中所述自来水的水位。

3.根据权利要求1所述的蒸馏水制备装置，其特征在于：

其中，所述蒸发单元中还设置有加热组件，用于气温较低时对所述自来水进行补充加热。