CN116928906A - 一种热泵多次全热回收蒸发机组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种热泵多次全热回收蒸发机组，其技术方案要点是：包括机箱；所述机箱内设置有：压缩机、冷凝器、一次循环泵、一次蒸发室、一次冷凝热回收室、一次气液分离器、二次循环泵、二次蒸发室、二次冷凝热回收室、二次气液分离器、三次循环泵、三次蒸发室、三次冷凝热回收室、三次气液分离器、四次蒸发室、四次循环泵、四次蒸发室、四次冷凝热回收室、四次气液分离器、及节流阀；本申请大大提高能源的利用率，同时提高机组的能效。

Description

一种热泵多次全热回收蒸发机组

技术领域

本发明涉及热回收设备技术领域，更具体地说，它涉及一种热泵多次全热回收蒸发机组。

背景技术

蒸发提取、蒸发浓缩及蒸馏技术广泛应用于化工、制药、和环保等行业。常见的多效浓缩机是采用高温蒸气或锅炉作为热源的蒸发提取、浓缩及蒸馏设备。它们除了产生高温热源需在消耗大量的能源外，蒸发后的冷凝也需要消耗大量的能源。没有效的回收再利用，浪费大量的能源。同时蒸气或锅炉是一种高温热源，在高温下的蒸发提取也会破坏产品中的有效成份。

目前市面上的多效浓缩机或提取机多采用多组件分离式，现场拼装进行系统连接，安装周期长，对公共配套设施要求高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种热泵多次全热回收蒸发机组，以解决上述背景技术存在的技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种热泵多次全热回收蒸发机组；包括机箱；所述机箱内设置有：压缩机、冷凝器、一次循环泵、一次蒸发室、一次冷凝热回收室、一次气液分离器、二次循环泵、二次蒸发室、二次冷凝热回收室、二次气液分离器、三次循环泵、三次蒸发室、三次冷凝热回收室、三次气液分离器、四次蒸发室、四次循环泵、四次蒸发室、四次冷凝热回收室、四次气液分离器、及节流阀；

所述一次蒸发室中填充有料液；所述压缩机与所述冷凝器连通；所述一次循环泵分别与所述冷凝器和一次蒸发室连通；所述一次蒸发室与所述一次冷凝热回收室连通；所述一次冷凝热回收室与所述一次气液分离器连通；所述二次循环泵分别与所述一次冷凝热回收室和二次蒸发室连通；所述二次蒸发室与所述二次冷凝热回收室连通；所述二次冷凝热回收室与所述第二气液分离器连通；所述三次循环泵分别与所述二次冷凝热回收室和三级蒸发室连通；所述三级蒸发室与所述三次冷凝热回收室连通；所述三次冷凝热回收室与三次气液分离器连通；所述四次循环泵分别与所述三次冷凝热回收室和第四蒸发室连通；所述第四蒸发室与所述第四冷凝热回收室连通；所述第四冷凝热回收室通过节流阀与所述压缩机连通；所述第四冷凝热回收室与所述第四气液分离室连通；所述一次蒸发室、二次蒸发室、三次蒸发室和四次蒸发室按次序通过管路依次连通。

可选的，所述机箱内真空泵；所述真空泵分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通，以便将4个气液分离器中的不凝气排出。

可选的，所述机箱内还设置有：热效换器；所述热效率器分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通；所述热效换器与所述一次蒸发室连通。

可选的，所述机箱内设置有与所述四次蒸发室连通的排料泵。

综上所述，本发明具有以下有益效果：①选用热泵作为热源加热物料蒸发的同时，冷侧也对蒸气进行冷凝。使热泵冷热侧都得到充份利用换热温差少，采用了四效或更多效热回收设计，大大提高能源的利用率，同时提高机组的能效；②采用抽真空的方式，降低物料的蒸发沸点，使物料在70～40℃之间即可蒸发、③同时用户可以根据适应用情况采用多效热回收设计，减少现场安装的周期及难度。

附图说明

图1是本发明的装配图；

图2是本发明工作流程示意图。

图中：

11、一次循环泵；

21、二次循环泵；

31、三次循环泵；

41、四次循环泵；

12、一次蒸发室；

22、二次蒸发室；

32、三次蒸发室；

42、四次蒸发室；

13、一次冷凝热回收室；

23、二次冷凝热回收室；

33、三次冷凝热回收室；

43、四次冷凝热回收室；

14、一次气液分离器；

24、二次气液分离器；

34、三次气液分离器；

44、四次气液分离器；

51、压缩机；

52、冷凝器；

61、排料泵；

62、真空泵；

63、负压排水泵；

64、热效换器。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种热泵多次全热回收蒸发机组,如图1所示，包括机箱；所述机箱内设置有：压缩机51、冷凝器52、一次循环泵1、一次蒸发室12、一次冷凝热回收室13、一次气液分离器14、二次循环泵21、二次蒸发室22、二次冷凝热回收室23、二次气液分离器24、三次循环泵31、三次蒸发室32、三次冷凝热回收室33、三次气液分离器34、四次蒸发室42、四次循环泵41、四次蒸发室42、四次冷凝热回收室43、四次气液分离器44、及节流阀；

所述一次蒸发室12中填充有料液；所述压缩机51与所述冷凝器52连通；所述一次循环泵1分别与所述冷凝器52和一次蒸发室12连通；所述一次蒸发室12与所述一次冷凝热回收室13连通；所述一次冷凝热回收室13与所述一次气液分离器14连通；所述二次循环泵21分别与所述一次冷凝热回收室13和二次蒸发室22连通；所述二次蒸发室22与所述二次冷凝热回收室23连通；所述二次冷凝热回收室23与所述第二气液分离器连通；所述三次循环泵31分别与所述二次冷凝热回收室23和三级蒸发室连通；所述三级蒸发室与所述三次冷凝热回收室33连通；所述三次冷凝热回收室33与三次气液分离器34连通；所述四次循环泵41分别与所述三次冷凝热回收室33和第四蒸发室连通；所述第四蒸发室与所述第四冷凝热回收室连通；所述第四冷凝热回收室通过节流阀与所述压缩机51连通；所述第四冷凝热回收室与所述第四气液分离室连通；所述一次蒸发室12、二次蒸发室22、三次蒸发室32和四次蒸发室42按次序通过管路依次连通；具体地，采用了四效或更多效热回收设计，大大提高能源的利用率，同时提高机组的能效。

进一步地，所述机箱内真空泵62；所述真空泵62分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通，以便将4个气液分离器中的不凝气排出。

在本实施例中，通过真空泵62将第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器所分离出的不凝气排出，同时使第一蒸发室、第二蒸发室、第三蒸发室、第四蒸发室的压力变为负压，4个蒸发室内的物料随着压力的降低，沸点也跟着降低使物料在低温下沸腾蒸发，提供热蒸发效率。

进一步地，所述机箱内还设置有：热效换器64；所述热效率器分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通；所述热效换器64与所述一次蒸发室12连通。

在本实施例中，第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器所分离出的冷凝液，经过热效换器64把高温冷凝液的热量释放给进入一次蒸发室12的低温料液，再经过负压排水泵63排出，已保证蒸发机组的正常运行。

进一步地，所述机箱内设置有与所述四次蒸发室42连通的排料泵61。

在本实施例中，原始低温料液，经过热效换器64回收高温冷凝液中的热量至一次蒸发室12蒸发后，未蒸发的部分再进入二次蒸发室22进行第二次蒸发，未蒸发的部分再进入三次蒸发室32进行第三次蒸发，未蒸发的部分再进入四次蒸发室42进行第四次蒸发，最后得到及高浓度的料液由排料泵61排出，以保证蒸发机组的工作效率。

在具体实施过程中，压缩机51将气态的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂送至热泵系统冷凝器52，—次蒸发室经一次循环泵将料液输送至热泵系统冷凝器52进行加热，加热后的料液进入一次蒸发室12，加热后的料液在一次蒸发室12蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到一次冷凝热回收室13，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入一次气液分离器14，一次气液分离器14分离出冷凝液和不凝气体；

—次蒸发室中的料液进入下一级二次蒸发室22，二次蒸发室22经二次循环泵21将料液输送至一次冷凝热回收室13，回收一次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到二次蒸发室22蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到二次冷凝热回收室23，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入二次气液分离器24，二次气液分离器24分离出冷凝液和不凝气体；

二次蒸发室22中的料液进入下一级三次蒸发室32，三次蒸发室32经三次循环泵31将料液输送至二次冷凝热回收室23，回收二次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到三次蒸发室32蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到三次冷凝热回收室33，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入三次气液分离器34，三次气液分离器34分离出冷凝液和不凝气体；

三次蒸发室32中的料液进入下一级四次蒸发室42，四次蒸发室42经四次循环泵41将料液输送至三次冷凝热回收室33，回收三次蒸汽冷凝时放出来的热量，再回到四次蒸发室42蒸发，蒸发所产生的蒸汽送到四次冷凝热回收室43，冷凝后的蒸汽放热冷凝为冷凝液，冷凝液进入四次气液分离器44，四次气液分离器44分离出冷凝液和不凝气体；

热泵系统的压缩机51将气态的制冷剂压缩为高温高压的制冷剂送至热泵系统冷凝器52把一次蒸发室12送过来的料液进行加热，同时制冷剂放热被冷凝成低温液态制冷制，低温液态制冷剂经节流阀后变为更低温度的制冷剂，制剂经过四次冷凝热回收室43回收四次蒸汽冷凝时放出来的热量；低温低压液态制冷剂吸收热量后蒸发变为气态制冷剂，气态制冷剂再回到压缩机51被压缩；通过压缩机51热泵系统把低品位的热再次回收变为高品位的热回到一次蒸发室12中；选用热泵作为热源加热物料蒸发的同时，冷侧也对蒸气进行冷凝。使热泵冷热侧都得到充份利用换热温差少，采用了四效或更多效热回收设计，大大提高能源的利用率，同时提高机组的能效采用抽真空的方式，降低物料的蒸发沸点，使物料在70～40℃之间即可蒸发；同时用户可以根据适应用情况采用多效热回收设计，减少现场安装的周期及难度。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种热泵多次全热回收蒸发机组，其特征在于，包括机箱；所述机箱内设置有：压缩机(51)、冷凝器(52)、一次循环泵(1)、一次蒸发室(12)、一次冷凝热回收室(13)、一次气液分离器(14)、二次循环泵(21)、二次蒸发室(22)、二次冷凝热回收室(23)、二次气液分离器(24)、三次循环泵(31)、三次蒸发室(32)、三次冷凝热回收室(33)、三次气液分离器(34)、四次蒸发室(42)、四次循环泵(41)、四次蒸发室(42)、四次冷凝热回收室(43)、四次气液分离器(44)、及节流阀；

所述一次蒸发室(12)中填充有料液；所述压缩机(51)与所述冷凝器(52)连通；所述一次循环泵(1)分别与所述冷凝器(52)和一次蒸发室(12)连通；所述一次蒸发室(12)与所述一次冷凝热回收室(13)连通；所述一次冷凝热回收室(13)与所述一次气液分离器(14)连通；所述二次循环泵(21)分别与所述一次冷凝热回收室(13)和二次蒸发室(22)连通；所述二次蒸发室(22)与所述二次冷凝热回收室(23)连通；所述二次冷凝热回收室(23)与所述第二气液分离器连通；所述三次循环泵(31)分别与所述二次冷凝热回收室(23)和三级蒸发室连通；所述三级蒸发室与所述三次冷凝热回收室(33)连通；所述三次冷凝热回收室(33)与三次气液分离器(34)连通；所述四次循环泵(41)分别与所述三次冷凝热回收室(33)和第四蒸发室连通；所述第四蒸发室与所述第四冷凝热回收室连通；所述第四冷凝热回收室通过节流阀与所述压缩机(51)连通；所述第四冷凝热回收室与所述第四气液分离室连通；所述一次蒸发室(12)、二次蒸发室(22)、三次蒸发室(32)和四次蒸发室(42)按次序通过管路依次连通。

2.根据权利要求1所述的一种热泵多次全热回收蒸发机组，其特征在于，所述机箱内真空泵(62)；所述真空泵(62)分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通，以便将4个气液分离器中的不凝气排出。

3.根据权利要求1所述的一种热泵多次全热回收蒸发机组，其特征在于，所述机箱内还设置有：热效换器(64)；所述热效率器分别与所述第一气液分离器、第二气液分离器、第三气液分离器和第四气液分离器连通；所述热效换器(64)与所述一次蒸发室(12)连通。

4.根据权利要求1所述的一种热泵多次全热回收蒸发机组，其特征在于，所述机箱内设置有与所述四次蒸发室(42)连通的排料泵(61)。