CN209917279U - 一种热泵浓缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热泵浓缩机，包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第一冷凝器、蒸发室、控制柜和若干管道。本实用新型除开机需极少量的工业蒸汽或电源预热外，具有符合环保要求，运行过程中全部采用清洁型的电能，不产生任何污染的优点；采用低温热源，负压蒸发，具有同时适合热敏性物料的蒸发浓缩的优点。采用电能替换传统蒸发时用的蒸汽，装置中压缩机压缩的不是气态溶剂，而是与物料进行热交换的换热工质，具有运行成本低，系统安全性能高的优点。采用一体化设计，具有结构布局紧凑，占地面积小的特点，系统中设备自动化程度高，可实现全自动运行。

Description

一种热泵浓缩机

技术领域

本实用新型涉及溶媒回收技术领域，更为具体的，涉及一种热泵浓缩机。

背景技术

现今，在化工、医药、生物提取行业内溶媒的蒸发、蒸馏、浓缩装置都是高能耗的，能耗在这些装置的运行成本中占很大的比例，因此单位能耗的降低和优化对降低整个运行成本至关重要；而现有的MVR多效蒸发机组虽然在运行能耗上有所降低，但这些装置的运行成本，能耗还是非常高。溶媒的低能耗回收直接关系到产品的质量、成本，也影响到后期废水的处理、尾气排放等环保问题，因此溶媒的低能耗回收是非常重要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种热泵浓缩机，该热泵浓缩机具有降低溶媒回收能耗的优点。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型一种热泵浓缩机，包括压缩机、第一换热器、第二换热器、第一冷凝器、蒸发室、控制柜和若干管道；压缩机与第一换热器通过管道连通，第一换热器与第一冷凝器通过管道连接，第一冷凝器设置在蒸发室的上方通过管道连接，蒸发室还设置有进料管道；蒸发室通过管道连通第二换热器，第二换热器设置在第一换热器的下方，第二换热器通过管道连通第一换热器；第一换热器下方还设置有收集罐，第一换热器与收集罐通过管道连通；第一换热器和第二换热器中设置有换热工质，控制柜设置在机组旁边，控制柜用于启动压缩机。

通过上述技术方案，控制柜控制压缩机启动，驱动第一换热器，为第一换热器中的换热工质提供其加热时所需要吸收的热量，换热工质在接触热源和冷源的时候能进行蒸发和冷凝的相变，换热工质吸收热量蒸发，通过管道进入第一冷凝器，换热工质接触冷源进行冷凝液化，换热工质液化所释放的能量被蒸发室中的溶媒吸收，蒸发室中的溶媒吸收热量蒸发。这时液态的换热工质进入第二换热器，通过第二换热器再次回到第一换热器，同时气态的溶媒通过蒸发室上方的管道进入第一冷凝器，气态的溶媒冷凝液化通过管道进入收集罐；气态的溶媒冷凝液化所释放的能量为液态换热工质再次蒸发提供热量。压缩机驱动换热工质在闭路循环过程中释放和吸收热量作为溶媒液态蒸发和气态冷凝所需能量，溶媒气态冷凝释放的能量作为换热工质蒸发需吸收的能量。具有符合环保要求，运行过程中全部采用清洁型的电能，不产生任何污染的优点；采用低温热源，负压蒸发，具有同时适合热敏性物料的蒸发浓缩的优点；装置中压缩机压缩的不是气态溶剂，而是与物料进行热交换的换热工质，具有运行成本低，系统安全性能高的优点。

进一步的，蒸发室与第二换热器之间还设有第二冷凝器，第二冷凝器还设置有电磁阀。第二换热器还通过管道连通蒸发室，第二换热器还通过另一管道连通压缩机。

通过上述技术方案，压缩机同样连通第二换热器，第二换热器中的换热工质同样工作，为蒸发室提供足够的能量，设置电磁阀在增加闭路循环可控性的同时，可以增加闭路循环的密封性，使闭路循环不产生气泡，增加系统使用寿命。

进一步的，第一换热器与第二换热器之间还设置有膨胀阀。

通过上述技术方案，膨胀阀使中高温高压的液态换热工质通过其节流成为低温低压的雾状的液压换热工质，为换热工质的蒸发创造条件，膨胀阀通过热度变化来控制阀门的流量，有防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象的优点。

进一步的，第二换热器还设置有浓缩液出管，第二换热器的浓缩液出管上设置有节流阀。蒸发室与第二换热器之间还设置有循环泵。

通过上述技术方案，循环泵为闭路循环系统中输送反应、吸收、吸收液再生的循环液用泵。作用是将闭路循环系统管道中的换热工质循环起来。它的扬程较低，只是用来克服循环系统的压力降。

进一步的，收集罐还设置有真空管和蒸馏液出管，蒸馏液出管上设置有泵。蒸发室侧面还设置有刻度尺，控制柜上还设置有显示屏，电磁阀设为防爆压力电磁阀；控制柜为防爆控制柜。

通过上述技术方案，对溶媒液进行有效收集，蒸发室侧面还设置有刻度尺增加了蒸发室内液体流量的可控性，电磁阀设为防爆压力电磁阀和控制柜为防爆控制柜可以增加系统的包容性，使其同样适用易燃易爆物料。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型一种热泵浓缩机，除开机需极少量的工业蒸汽或电源预热外，具有符合环保要求，运行过程中全部采用清洁型的电能，不产生任何污染的优点；

2、本实用新型一种热泵浓缩机，采用低温热源，负压蒸发，具有同时适合热敏性物料的蒸发浓缩的优点；

3、本实用新型一种热泵浓缩机，具有与传统的蒸发浓缩设备相比，热效率高，溶媒回收率可达99%以上的优点；

4、本实用新型一种热泵浓缩机，采用电能替换传统蒸发时用的蒸汽，装置中压缩机压缩的不是气态溶剂，而是与物料进行热交换的换热工质，具有运行成本低，系统安全性能高的优点；

5、本实用新型一种热泵浓缩机，采用一体化设计，具有结构布局紧凑，占地面积小的特点，系统中设备可实现全自动运行。

附图说明

图1为一种热泵浓缩机主视图；

图2为一种热泵浓缩机左视图；

图3为一种热泵浓缩机俯视图；

图4为一种热泵浓缩机连接工作示意简图。

图中，1-压缩机，2-第一换热器，3-第一冷凝器，4-蒸发室，5-控制柜，6-第二换热器，7-收集罐，8-循环泵，9-第二冷凝器。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1、图2和图3所示，包括压缩机1、第一换热器2、第二换热器6、第一冷凝器3、蒸发室4、控制柜5和若干管道；压缩机1与第一换热器2通过管道连通，第一换热器2与第一冷凝器3通过管道连接，第一冷凝器3设置在蒸发室4的上方通过管道连接，蒸发室4还设置有进料管道；蒸发室4通过管道连通第二换热器6，第二换热器6设置在第一换热器2的下方，第二换热器6通过管道连通第一换热器2；第一换热器2下方还设置有收集罐7，第一换热器2与收集罐7通过管道连通；第一换热器2和第二换热器6中设置有换热工质，控制柜5设置在机组旁边，控制柜5用于启动压缩机1。

控制柜5控制压缩机1启动，驱动第一换热器2，为第一换热器2中的换热工质提供其加热时所需要吸收的热量，换热工质在接触热源和冷源的时候能进行蒸发和冷凝的相变，换热工质吸收热量蒸发，通过管道进入第一冷凝器3，换热工质接触冷源进行冷凝液化，换热工质液化所释放的能量被蒸发室4中的溶媒吸收，蒸发室4中的溶媒吸收热量蒸发。这时液态的换热工质进入第二换热器6，通过第二换热器6再次回到第一换热器2，同时气态的溶媒通过蒸发室4上方的管道进入第一冷凝器3，气态的溶媒冷凝液化通过管道进入收集罐7；气态的溶媒冷凝液化所释放的能量为液态换热工质再次蒸发提供热量。压缩机1驱动换热工质在闭路循环过程中释放和吸收热量作为溶媒液态蒸发和气态冷凝所需能量，溶媒气态冷凝释放的能量作为换热工质蒸发需吸收的能量，例如乙酸乙酯这种有机溶媒，就可以选用水作为其换热工质，在整个闭路工艺中，系统内的水和乙酸乙酯通过相态转化实现能量的相互充分利用，形成闭式卡诺循环系统，整个过程中只需提供压缩机1将低温低压的水压缩成高温高压所需要的那部分能量。

具有符合环保要求，运行过程中全部采用清洁型的电能，不产生任何污染的优点；采用低温热源，负压蒸发，具有同时适合热敏性物料的蒸发浓缩的优点；装置中压缩机1压缩的不是气态溶剂，而是与物料进行热交换的换热工质，具有运行成本低，系统安全性能高的优点。

蒸发室4与第二换热器6之间还设有第二冷凝器9，第二冷凝器9还设置有电磁阀10。第二换热器6还通过管道连通蒸发室4，第二换热器6还通过另一管道连通压缩机1。

压缩机1同样连通第二换热器6，第二换热器6中的换热工质同样工作，为蒸发室4提供足够的能量，设置电磁阀10在增加闭路循环可控性的同时，可以增加闭路循环的密封性，使闭路循环不产生气泡，增加系统使用寿命。

第一换热器2与第二换热器6之间还设置有膨胀阀。

膨胀阀使中高温高压的液态换热工质通过其节流成为低温低压的雾状的液压换热工质，为换热工质的蒸发创造条件，膨胀阀通过热度变化来控制阀门的流量，有防止出现蒸发室4面积利用不足和敲缸现象的优点。

第二换热器6还设置有浓缩液出管，第二换热器6的浓缩液出管上设置有节流阀。蒸发室4与第二换热器6之间还设置有循环泵8。

循环泵8为闭路循环系统中输送反应、吸收、吸收液再生的循环液用泵。作用是将闭路循环系统管道中的换热工质循环起来。它的扬程较低，只是用来克服循环系统的压力降。

收集罐7还设置有真空管和蒸馏液出管，蒸馏液出管上设置有泵。蒸发室4侧面还设置有刻度尺，控制柜5上还设置有显示屏，电磁阀10设为防爆压力电磁阀；控制柜5为防爆控制柜。

对溶媒液进行有效收集，蒸发室4侧面还设置有刻度尺增加了蒸发室4内液体流量的可控性，控制柜5上还设置有显示屏增加了系统的自动性，电磁阀10设为防爆压力电磁阀和控制柜5为防爆控制柜可以增加系统的包容性，使其同样适用易燃易爆物料。

如图4所示，本实用新型工作流程：控制柜5控制压缩机1启动，驱动第一换热器2和第二换热器6，为第一换热器2和第二换热器6中的换热工质提供其加热时所需要吸收的热量。换热工质在接触热源和冷源的时候能进行蒸发和冷凝的相变，换热工质吸收热量蒸发，通过管道进入第一冷凝器3，换热工质接触冷源进行冷凝液化，换热工质液化所释放的能量被蒸发室4中的溶媒吸收，蒸发室4中的溶媒吸收热量蒸发。这时液态的换热工质进入第二换热器6，通过第二换热器6再次回到第一换热器2，同时气态的溶媒通过蒸发室4上方的管道进入第一冷凝器3，气态的溶媒冷凝液化通过管道进入收集罐7；气态的溶媒冷凝液化所释放的能量为液态换热工质再次蒸发提供热量。压缩机1驱动换热工质在闭路循环过程中释放和吸收热量作为溶媒液态蒸发和气态冷凝所需能量，溶媒气态冷凝释放的能量作为换热工质蒸发需吸收的能量。压缩机1同样连通第二换热器6，第二换热器6中的换热工质同样工作，为蒸发室提供足够的能量，实现系统的闭路循环。本实用新型具有除开机需极少量的工业蒸汽或电源预热外，具有符合环保要求，运行过程中全部采用清洁型的电能，不产生任何污染的优点；采用低温热源，负压蒸发，具有同时适合热敏性物料的蒸发浓缩的优点。具有与传统的蒸发浓缩设备相比，热效率高，溶媒回收率可达99%以上的优点。采用电能替换传统蒸发时用的蒸汽，装置中压缩机压缩的不是气态溶剂，而是与物料进行热交换的换热工质，具有运行成本低，系统安全性能高的优点。采用一体化设计，具有结构布局紧凑，占地面积小的特点，系统中设备可实现全自动运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种热泵浓缩机，其特征在于，包括压缩机（1）、第一换热器（2）、第二换热

器（6）、第一冷凝器（3）、蒸发室（4）、控制柜（5）和若干管道；所述压缩机（1）与所述第一换热器（2）通过管道连通，所述第一换热器（2）与所述第一冷凝器（3）通过管道连接，所述第一冷凝器（3）设置在所述蒸发室（4）的上方通过管道连接，所述蒸发室（4）还设置有进料管道；所述蒸发室（4）通过管道连通所述第二换热器（6），所述第二换热器（6）设置在所述第一换热器（2）的下方，所述第二换热器（6）通过管道连通所述第一换热器（2）；所述第一换热器（2）下方还设置有收集罐（7），所述第一换热器（2）与所述收集罐（7）通过管道连通，所述第一换热器（2）和所述第二换热器（6）中设置有换热工质；所述控制柜（5）用于启动所述压缩机（1）。

2.根据权利要求1所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述蒸发室（4）与所述第二换热器（6）之间还设有第二冷凝器（9），所述第二冷凝器（9）还设置有电磁阀（10）。

3.根据权利要求2所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述第二换热器（6）还通过管道连通所述蒸发室（4），所述第二换热器（6）还通过另一管道连通所述压缩机（1）。

4.根据权利要求3所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述第一换热器（2）与所述第二换热器（6）之间还设置有膨胀阀。

5.根据权利要求4所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述第二换热器（6）还设置有浓缩液出管，所述第二换热器（6）的浓缩液出管上设置有节流阀。

6.根据权利要求5所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述蒸发室（4）与所述第二换热器（6）之间还设置有循环泵（8）。

7.根据权利要求6所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述收集罐（7）还设置有真空管和蒸馏液出管，所述蒸馏液出管上设置有泵。

8.根据权利要求7所述的一种热泵浓缩机，其特征在于，所述蒸发室（4）侧面还设置有刻度尺，所述控制柜（5）上还设置有显示屏，所述电磁阀（10）设为防爆压力电磁阀；控制柜（5）为防爆控制柜。

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