一種mvr熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明具體公開(kāi)了一種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其包括水蒸汽壓縮系統(tǒng)、蒸發(fā)器、分離器、蓄能水箱和余熱回收系統(tǒng)，蓄能水箱的蒸汽出口和分離器的蒸汽出口均與水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽入口相連，水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入口相連，蒸發(fā)器的蒸汽出口與分離器的蒸汽入口相連，蒸發(fā)器的原液入口和濃縮液出口均與余熱回收系統(tǒng)相連。本發(fā)明的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)通過(guò)回收低品位余熱，即在啟動(dòng)過(guò)程中利用蓄能水箱將熱水顯熱轉(zhuǎn)化為低壓蒸汽潛熱并回收利用，提高了系統(tǒng)的啟動(dòng)速度，避免了系統(tǒng)中不凝氣空氣循環(huán)對(duì)壓縮機(jī)性能的影響，回收了溶液蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的二次蒸汽的全部潛熱，節(jié)約了一次能源，大大降低了溶液蒸發(fā)時(shí)的能源消耗，并避免了污染。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)熱泵蒸發(fā)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源消耗的增長(zhǎng)，尤其是一次能源消費(fèi)的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，全球二氧化碳排放量的持續(xù)增加，到2030年的排放比目前將高出27%。一次能源的消耗造成的二氧化碳排放是造成全球變暖的主要原因，為了緩解化石能源的過(guò)渡消耗及其帶來(lái)的氣候問(wèn)題，國(guó)際上采取了諸多措施減少碳排放。作為世界最大能源消耗大國(guó)，我國(guó)的節(jié)能減排任務(wù)艱巨，為了能實(shí)現(xiàn)減少碳排放的承諾，在“十二五”規(guī)劃中，我國(guó)將節(jié)能環(huán)保技術(shù)作為“戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)”的主要內(nèi)容。
[0003]工業(yè)蒸發(fā)是一次能源的消耗大戶(hù)，在化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域，溶液的濃縮、結(jié)晶都是利用工業(yè)蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的蒸發(fā)工藝多采用多效蒸發(fā)技術(shù)，其能耗高、占地面積大。MVR技術(shù)與多效蒸發(fā)技術(shù)相比，完全回收量二次蒸汽，擺脫了對(duì)蒸汽鍋爐的依賴(lài)，并避免了冷卻塔和冷卻水的消耗、能耗。由于其顯著的節(jié)能特性，MVR系統(tǒng)只需要注入少量能量就可維持系統(tǒng)運(yùn)行。
[0004]但是，現(xiàn)有的MVR技術(shù)還存在著一些缺陷，由于注入的能量少。造成了系統(tǒng)啟動(dòng)速度慢，并仍需要一次蒸汽作為預(yù)熱能源，降低了其減少一次能源消耗的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)啟動(dòng)速度慢，消耗一次能源多等問(wèn)題。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，包括水蒸汽壓縮系統(tǒng)、蒸發(fā)器、分離器、蓄能水箱和余熱回收系統(tǒng)；所述蓄能水箱的蒸汽出口和分離器的蒸汽出口均與水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽入口相連，所述水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入口相連，所述蒸發(fā)器的蒸汽出口與分離器的蒸汽入口相連，所述蒸發(fā)器的原液入口和濃縮液出口均與余熱回收系統(tǒng)相連。
[0009]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器包括下封頭，筒體和上封頭，所述上封頭和下封頭位于筒體的上下兩端；所述下封頭設(shè)有濃縮液出口和原液入口 ；所述筒體的內(nèi)部設(shè)有列管、上管板、下管板、蒸汽入口和冷凝水出口，所述上管板和下管板分別固定在筒體的上部和下部，所述列管固定在上管板和下管板之間，且所述列管為多個(gè)，沿豎直方向布置，所述蒸汽入口位于筒體的中下部，所述冷凝水出口位于筒體的下部，且位于下管板的上方；所述上封頭設(shè)有蒸汽出口。
[0010]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器還包括循環(huán)泵，所述下封頭設(shè)有循環(huán)液入口，所述筒體設(shè)有循環(huán)液出口，所述循環(huán)液出口位于上管板的上方，所述循環(huán)液出口與循環(huán)泵相連，所述循環(huán)泵又與循環(huán)液入口相連。
[0011]優(yōu)選地，所述水蒸汽壓縮系統(tǒng)包括水蒸汽壓縮機(jī)、流量旁通閥、冷凝水罐和噴水泵；所述水蒸氣壓縮機(jī)的蒸汽入口分別與蓄能水箱和分離器的蒸汽出口相連，且水蒸氣壓縮機(jī)的蒸汽入口處設(shè)有噴水口，所述冷凝水罐與噴水泵相連，所述噴水泵又與水蒸汽壓縮機(jī)的噴水口相連；所述水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入口相連。
[0012]優(yōu)選地，所述水蒸汽壓縮機(jī)的噴水口設(shè)有霧化噴頭。
[0013]優(yōu)選地，所述冷凝水罐包括罐體、液位計(jì)、注水閥和冷凝水入口，所述冷凝水入口與蒸發(fā)器的冷凝水出口相連。
[0014]優(yōu)選地，所述分離器包括下筒體和上筒體，所述上筒體和下筒體連接在一起，且上筒體的直徑大于下筒體的直徑；所述上筒體設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽出口與水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽入口相連；所述上筒體與下筒體的交接處設(shè)有不銹鋼絲網(wǎng)；所述下筒體設(shè)有折流套筒、蒸汽入口和分離液出口，所述蒸汽入口為旋流入口，其位于下筒體的中部，所述折流套筒位于蒸汽入口的上方，所述分離液出口位于下筒體的下部，且與循環(huán)泵相連。
[0015]優(yōu)選地，所述蓄能水箱的箱體上部設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽出口與水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽入口相連，所述蓄能水箱的箱體下部設(shè)有輔助加熱裝置。
[0016]優(yōu)選地，所述輔助加熱裝置為進(jìn)水閥和排水閥的組合、進(jìn)料閥與換熱管路的組合以及電輔助加熱器中的一種或多種。
[0017]優(yōu)選地，所述余熱回收系統(tǒng)包括冷凝水板式換熱器、冷凝水泵、進(jìn)料泵和濃縮液板式換熱器；所述余熱回收系統(tǒng)外接原液、濃縮液和冷凝水；原液輸入口分成兩條線路與進(jìn)料泵相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器，另一條直接與進(jìn)料泵相連，所述進(jìn)料泵又經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器與蒸發(fā)器的原液入口相連；冷凝水輸入口經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器與噴水泵相連；所述蒸發(fā)器的濃縮液出口分成兩條線路與兩個(gè)濃縮液輸出口相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器，另有一條線路直接與一個(gè)濃縮液輸出口相連。
[0018](三)有益效果
[0019]本發(fā)明的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)通過(guò)回收低品位余熱，即在啟動(dòng)過(guò)程中利用蓄能水箱將熱水顯熱轉(zhuǎn)化為低壓蒸汽潛熱并回收利用，提高了系統(tǒng)的啟動(dòng)速度，避免了系統(tǒng)中不凝氣空氣循環(huán)對(duì)壓縮機(jī)性能的影響，回收了溶液蒸發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的二次蒸汽的全部潛熱，節(jié)約了一次能源，大大降低了溶液蒸發(fā)時(shí)的能源消耗，并避免了污染。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的連接示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的水蒸汽壓縮系統(tǒng)的連接示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的分離器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的蓄能水箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的余熱回收系統(tǒng)的連接示意圖。
[0026]圖中，1:水蒸汽壓縮系統(tǒng)；2:蒸發(fā)器；3:分離器；4:蓄能水箱；5:余熱回收系統(tǒng)；6:原液輸入口 ；7:冷凝水輸入口 ；8:濃縮液輸出口 ；11:水蒸汽壓縮機(jī)；12:噴水口 ；13:噴水栗；14:冷凝水iig ； 15:流量芳通閥；21:下封頭；22:筒體；23:上封頭；31:下筒體；32:上筒體；41:箱體；42:電輔助加熱器；43:蒸汽出口 ；44:換熱管路；45:不凝氣排氣閥；46:進(jìn)水閥；47:進(jìn)料閥；48:排水閥；51:冷凝水板式換熱器；52:進(jìn)料泵；53:冷凝水泵；54:濃縮液板式換熱器；141:罐體；142:液位計(jì)；143:注水閥；144:冷凝水入口 ；211:原液進(jìn)口 ；212:濃縮液出口 ；213:循環(huán)液入口 ；221:上管板；222:列管；223:蒸汽入口 ；224:冷凝水出口 ；225:循環(huán)液出口 ；226:不凝氣排氣閥；227:下管板；231:蒸汽出口 ；232:視鏡；311:蒸汽入口 ；312:分離液出口 ；313:折流套筒；314:液位計(jì)；321:蒸汽出口 ；322:不銹鋼絲網(wǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不能用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0028]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中”、“上”、“下”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)包括水蒸汽壓縮系統(tǒng)1、蒸發(fā)器2、分離器3、蓄能水箱4和余熱回收系統(tǒng)5，其中，蒸發(fā)器2為升膜蒸發(fā)器，分離器3為三級(jí)分離器，余熱回收系統(tǒng)5為二級(jí)余熱回收系統(tǒng)，各部分通過(guò)管路相連。整套系統(tǒng)有兩種工況，兩種工況分別為:啟動(dòng)工況和穩(wěn)定運(yùn)行工況。
[0030]如圖3，蒸發(fā)器2包括下封頭21、筒體22、上封頭23和循環(huán)泵，上封頭23和下封頭21均固定連接在筒體22的上下兩端，循環(huán)泵設(shè)置在筒體22外部；下封頭21設(shè)有濃縮液出口 212、原液入口 211和循環(huán)液入口 213，且下封頭21設(shè)有濃縮液出口 212、原液入口 211和循環(huán)液入口 213均開(kāi)口朝下的設(shè)在下封頭21的下部；筒體22的內(nèi)部設(shè)有列管222、上管板221和下管板227、蒸汽入口 223、冷凝水出口 224和循環(huán)液出口 225，上管板221和下管板227分別固定在筒體的上部和下部，管板221上部設(shè)置一定的高度空間，所述空間與上封頭23形成上部液室，列管222固定在上管板221和下管板227之間，且列管222為多個(gè)，沿豎直方向均勻布置，蒸汽入口 223位于筒體的中下部，其與水蒸汽壓縮系統(tǒng)I的蒸汽出口相連，冷凝水出口 224位于筒體的下部，且位于下管板227的上方，循環(huán)液出口 225位于上管板221的上方，循環(huán)液出口 225與循環(huán)泵相連，循環(huán)泵又與循環(huán)液入口 213相連；上封頭23設(shè)有蒸汽出口 231和視鏡232，蒸汽出口 231開(kāi)口朝上的設(shè)在上封頭23的上部，視鏡232用于觀察蒸發(fā)器2中的蒸發(fā)情況。筒體22還設(shè)有不凝汽排氣閥226，系統(tǒng)中的不凝氣可以通過(guò)不凝汽排氣閥，226外接水環(huán)真空泵進(jìn)行抽除。
[0031]在系統(tǒng)的啟動(dòng)工況，原液在循環(huán)泵的作用下，在列管222、循環(huán)液出口 213和循環(huán)液入口 225間循環(huán)，此時(shí)由于原液的溫度沒(méi)有達(dá)到飽和溫度，其不蒸發(fā)而只是被單相加熱，加熱溶液的熱量來(lái)自壓縮蒸汽冷凝的放熱，再壓縮蒸汽來(lái)源于水蒸汽壓縮系統(tǒng)I對(duì)蓄能水箱4產(chǎn)生水蒸汽的再壓縮，再壓縮蒸汽通過(guò)蒸汽入口 223進(jìn)入筒體22，其冷凝水通過(guò)冷凝水出口 224排出筒體22。
[0032]在系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行工況，原料液通過(guò)原液入口 211進(jìn)入蒸發(fā)器2后，沿列管222升膜蒸發(fā)產(chǎn)生蒸汽和濃縮溶液的混合物，加熱溶液的熱量來(lái)自再壓縮蒸汽冷凝的放熱，再壓縮蒸汽來(lái)源于水蒸汽壓縮系統(tǒng)I對(duì)蒸發(fā)器2產(chǎn)生二次蒸汽的再壓縮，再壓縮蒸汽通過(guò)壓縮蒸汽入口 223進(jìn)入筒體22的殼側(cè)冷凝，冷凝后的冷凝水從冷凝水出口 224引出，原液在上部液室初步分離，濃縮液通過(guò)循環(huán)液出口 225流出，并經(jīng)過(guò)循環(huán)泵返回到循環(huán)液入口 213，進(jìn)行料液循環(huán)，分離出的蒸汽由蒸汽出口 231引出，去往分離器3。
[0033]蒸發(fā)器2具有初步分離濃縮液和蒸汽的效果，減少了蒸汽中的液量夾帶。
[0034]如圖2所示，水蒸汽壓縮系統(tǒng)I包括水蒸汽壓縮機(jī)11、流量旁通閥15、冷凝水罐14和噴水泵13 ;水蒸氣壓縮機(jī)11的蒸汽入口分別與蓄能水箱4的蒸汽出口 43和分離器3的蒸汽出口 321相連，且水蒸氣壓縮機(jī)11的蒸汽入口處設(shè)有噴水口 12，噴水口 12設(shè)有霧化噴頭，噴水可以消除過(guò)熱度，水蒸汽壓縮機(jī)11采用再壓縮蒸汽的冷凝水作為水蒸氣壓縮機(jī)噴水，回收冷凝水部分余熱，同時(shí)避免噴水溫度過(guò)低造成系統(tǒng)的熱平衡失衡，而采用霧化噴頭進(jìn)行噴水，可以細(xì)化液滴，避免大液滴對(duì)水蒸氣壓縮機(jī)11的沖擊而影響水蒸氣壓縮機(jī)11的使用壽命，冷凝水罐14與噴水泵13相連，噴水泵13又與水蒸汽壓縮機(jī)11的噴水口 12相連，流量旁通閥15起到平衡水壓的作用；水蒸汽壓縮機(jī)11的蒸汽出口與蒸發(fā)器2的蒸汽入口 223相連，冷凝水罐14包括罐體141、液位計(jì)142、注水閥143和冷凝水入口 144，液位計(jì)142用于觀察罐體141內(nèi)的液面高度，冷凝水入口 144與蒸發(fā)器2的冷凝水出口 224相連。
[0035]水蒸汽壓縮機(jī)11可以是離心壓縮機(jī)、單螺桿壓縮機(jī)或羅茨壓縮機(jī)中的一種。水蒸汽壓縮機(jī)11工作時(shí)，從分離器3的蒸汽出口 321或蓄能水箱4的蒸汽出口 43抽吸水蒸汽，同時(shí)在冷凝水箱14中的冷凝水通過(guò)噴水泵13輸送至噴水口 12，通過(guò)霧化噴頭噴入水蒸汽壓縮機(jī)11，其在蒸汽的壓縮過(guò)程中蒸發(fā)，消除蒸汽壓縮后產(chǎn)生的過(guò)熱度，起冷卻壓縮蒸汽的作用。
[0036]如圖4所示，分離器3包括下筒體31和上筒體32，上筒體32和下筒體31固定連接在一起，且上筒體32的直徑大于下筒體31的直徑；上筒體32設(shè)有蒸汽出口 321，蒸汽出口 321與水蒸汽壓縮機(jī)11的蒸汽入口相連；上筒體32與下筒體31的交接處設(shè)有不銹鋼絲網(wǎng)322 ;下筒體31設(shè)有折流套筒313、蒸汽入口 311和分離液出口 312，蒸汽入口 311為旋流入口，其開(kāi)口水平的位于下筒體31的中部，折流套筒313位于蒸汽入口 311的上方，分離液出口 312開(kāi)口朝下的設(shè)在下筒體31的下部，且與循環(huán)泵相連。
[0037]分離器3是在穩(wěn)定運(yùn)行工況時(shí)對(duì)來(lái)膜蒸發(fā)器2的二次蒸汽進(jìn)行分離，分離其中夾帶的溶液液滴，其采用三種分離方式:入口旋流分離，中部折流分離和出口的絲網(wǎng)過(guò)濾分離；二次蒸汽通過(guò)蒸汽入口 311進(jìn)入分離器3下筒體31，通過(guò)蒸汽入口 31的旋流結(jié)構(gòu)形成旋流，旋流的離心力將較大的液滴甩到下筒體31壁面，實(shí)現(xiàn)第一級(jí)分離；旋流后的蒸汽引流進(jìn)入折流套筒313，通過(guò)蒸汽在折流套筒313內(nèi)的上下往返折流，進(jìn)一步甩出液滴，實(shí)現(xiàn)第二級(jí)分離；最后，蒸汽通過(guò)不銹鋼絲網(wǎng)322，再次捕捉出去較小的溶液液滴，實(shí)現(xiàn)第三級(jí)分離。
[0038]如圖5所示，蓄能水箱4的箱體41上部設(shè)有蒸汽出口 43，蒸汽出口 43與水蒸汽壓縮機(jī)11的蒸汽入口相連，蓄能水箱4的箱體41下部設(shè)有輔助加熱裝置，所述輔助加熱裝置為進(jìn)水閥46和排水閥48的組合、進(jìn)料閥47與換熱管路44的組合以及電輔助加熱器42中的一種或多種。
[0039]蓄能水箱4的主要作用是存儲(chǔ)低品位的熱水，熱水可直接來(lái)自廢棄的或利用太陽(yáng)能加熱的低溫?zé)崴?，也可利用低品位廢水加熱蓄熱水箱4中的水而獲得。直接回收利用低品位熱水時(shí)候，熱水通過(guò)進(jìn)水閥46和排水閥48進(jìn)出蓄能水箱4 ;當(dāng)利用低品位廢水等時(shí)，廢水從進(jìn)料閥47，通過(guò)非水流體換熱管路44與蓄能水箱4中的水換熱，回收其余熱；為了補(bǔ)充系統(tǒng)熱平衡所需的熱量，還利用電輔助加熱器42調(diào)節(jié)蓄能水箱4的溫度，當(dāng)然也可以為其他加熱設(shè)備。箱體41還設(shè)有不凝氣排氣閥45，如果箱體41中引入了不凝氣，可以通過(guò)不凝氣排氣閥45外接水環(huán)真空泵進(jìn)行抽除。
[0040]在系統(tǒng)的啟動(dòng)工況時(shí)，電磁閥先關(guān)閉，水蒸汽壓縮機(jī)11啟動(dòng)，抽除蒸發(fā)器2和分離器3中的大部分空氣，然后打開(kāi)電磁閥，水蒸汽壓縮機(jī)11吸氣造成蓄能水箱4中的低壓，熱水蒸發(fā)產(chǎn)生自發(fā)蒸汽，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)水蒸氣壓縮機(jī)11再壓縮后進(jìn)入蒸發(fā)器2中冷凝放熱，預(yù)熱原溶液。此時(shí)，由于原液不蒸發(fā)，再壓縮蒸汽冷凝放熱用于加熱單相原溶液。
[0041]在系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行工況時(shí)，蓄能水箱4僅起到熱平衡補(bǔ)償?shù)淖饔?，其設(shè)有電磁閥，電磁閥常閉，當(dāng)系統(tǒng)由于擾動(dòng)熱平衡失衡時(shí)候，電磁閥打開(kāi)，使蓄能水箱4與水蒸氣壓縮機(jī)11的蒸汽入口相連，在水蒸氣壓縮機(jī)11的抽吸下，蓄能水箱4中的壓力降低到熱水溫度對(duì)應(yīng)的飽和溫度，熱水蒸發(fā)產(chǎn)生自發(fā)蒸汽，同時(shí)熱水溫度降低，蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽作為系統(tǒng)熱量的補(bǔ)充，在蒸發(fā)器2中冷凝放熱。
[0042]如圖6所示，余熱回收系統(tǒng)5包括冷凝水板式換熱器51、冷凝水泵53、進(jìn)料泵52和濃縮液板式換熱器54 ;余熱回收系統(tǒng)5外接原液、濃縮液和冷凝水；原液輸入口 8分成兩條線路與進(jìn)料泵52相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器54，另一條直接與進(jìn)料泵52相連，進(jìn)料泵52又經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器51與蒸發(fā)器2的原液入口 211相連；冷凝水輸入口 6經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器51與噴水泵13相連；蒸發(fā)器2的濃縮液出口 212分成兩條線路與兩個(gè)濃縮液輸出口 7相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器54，另有一條線路直接與一個(gè)濃縮液輸出口 7相連。
[0043]余熱回收系統(tǒng)5用于充分回收MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)中冷凝水和濃縮液的余熱。當(dāng)所處理的物料為非溫度敏感性物料，不易因?yàn)榻禍囟霈F(xiàn)結(jié)晶、結(jié)垢時(shí)，可回收濃縮液余熱，此時(shí)，打開(kāi)濃縮料板式換熱器54前后相關(guān)閥門(mén)，回收濃縮料余熱，加熱原溶液；當(dāng)所處理的物料為溫度敏感性物料，易因?yàn)榻禍囟Y(jié)晶、結(jié)垢時(shí)，則關(guān)閉濃縮料板式換熱器4前后相關(guān)閥門(mén)，直接通過(guò)另一條濃縮液輸出口排料，不回收其余熱。
[0044]本實(shí)施例的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)的快速、高效啟動(dòng)過(guò)程的工作原理為:在水蒸汽壓縮機(jī)11先抽出系統(tǒng)內(nèi)的大部分空氣后，打開(kāi)蓄能水箱4的電磁閥，水蒸氣壓縮機(jī)11抽吸造成蓄能水箱4中的低壓；當(dāng)壓力降低到熱水溫度對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，熱水開(kāi)始吸收自身顯熱蒸發(fā)，產(chǎn)生自發(fā)蒸汽，同時(shí)熱水溫度降低，熱水顯熱被利用；產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)水蒸汽壓縮機(jī)11的再壓縮，提高了蒸汽焓值，進(jìn)入蒸發(fā)器2中，加熱原液；原液在循環(huán)泵的作用下，在列管222中強(qiáng)制循環(huán)，換熱系數(shù)較大，吸收列管222外蒸汽冷凝所釋放的熱量，提高自身顯熱，以實(shí)現(xiàn)原液的預(yù)熱；在原液預(yù)熱到蓄能水箱4中熱水降溫后的溫度時(shí)候，關(guān)閉電磁閥，系統(tǒng)此時(shí)可實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行；此時(shí)，原液蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，進(jìn)入水蒸汽壓縮機(jī)11再壓縮后，提高溫度、壓力，返回到蒸發(fā)器2的殼側(cè)冷凝放熱，加熱原液，直至蒸發(fā)壓力達(dá)到所需要的工況參數(shù)時(shí)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行工況。
[0045]本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見(jiàn)而給出的，而并不是無(wú)遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開(kāi)的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說(shuō)明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，包括水蒸汽壓縮系統(tǒng)、蒸發(fā)器、分離器、蓄能水箱和余熱回收系統(tǒng)；所述蓄能水箱的蒸汽出口和分離器的蒸汽出口均與水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽入口相連，所述水蒸汽壓縮系統(tǒng)的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入口相連，所述蒸發(fā)器的蒸汽出口與分離器的蒸汽入口相連，所述蒸發(fā)器的原液入口和濃縮液出口均與余熱回收系統(tǒng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器包括下封頭，筒體和上封頭，所述上封頭和下封頭位于筒體的上下兩端；所述下封頭設(shè)有濃縮液出口和原液入口 ；所述筒體的內(nèi)部設(shè)有列管、上管板、下管板、蒸汽入口和冷凝水出口，所述上管板和下管板分別固定在筒體的上部和下部，所述列管的固定在上管板和下管板之間，且所述列管為多個(gè)，沿豎直方向布置，所述蒸汽入口位于筒體的中下部，所述冷凝水出口位于筒體的下部，且位于下管板的上方；所述上封頭設(shè)有蒸汽出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)器還包括循環(huán)泵，所述下封頭設(shè)有循環(huán)液入口，所述筒體設(shè)有循環(huán)液出口，所述循環(huán)液出口位于上管板的上方，所述循環(huán)液出口與循環(huán)泵相連，所述循環(huán)泵又與循環(huán)液入口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽壓縮系統(tǒng)包括水蒸汽壓縮機(jī)、流量旁通閥、冷凝水罐和噴水泵；所述水蒸氣壓縮機(jī)的蒸汽入口分別與蓄能水箱和分離器的蒸汽出口相連，且水蒸氣壓縮機(jī)的蒸汽入口處設(shè)有噴水口，所述冷凝水罐與噴水泵相連，所述噴水泵又與水蒸汽壓縮機(jī)的噴水口相連；所述水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽出口與蒸發(fā)器的蒸汽入 口相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述水蒸汽壓縮機(jī)的噴水口設(shè)有霧化噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝水罐包括罐體、液位計(jì)、注水閥和冷凝水入口，所述冷凝水入口與蒸發(fā)器的冷凝水出口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述分離器包括下筒體和上筒體，所述上筒體和下筒體連接在一起，且上筒體的直徑大于下筒體的直徑；所述上筒體設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽出口與水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽入口相連；所述上筒體與下筒體的交接處設(shè)有不銹鋼絲網(wǎng)；所述下筒體設(shè)有折流套筒、蒸汽入口和分離液出口，所述蒸汽入口為旋流入口，其位于下筒體的中部，所述折流套筒位于蒸汽入口的上方，所述分離液出口位于下筒體的下部，且與循環(huán)泵相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄能水箱的箱體上部設(shè)有蒸汽出口，所述蒸汽出口與水蒸汽壓縮機(jī)的蒸汽入口相連，所述蓄能水箱的箱體下部設(shè)有輔助加熱裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述輔助加熱裝置為進(jìn)水閥和排水閥的組合、進(jìn)料閥與換熱管路的組合以及電輔助加熱器中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的MVR熱泵蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱回收系統(tǒng)冷凝水板式換熱器、冷凝水泵、進(jìn)料泵和濃縮液板式換熱器；所述余熱回收系統(tǒng)外接原液、濃縮液和冷凝水；原液輸入口分成兩條線路與進(jìn)料泵相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器，另一條直接與進(jìn)料泵相連，所述進(jìn)料泵又經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器與蒸發(fā)器的原液入口相連；冷凝水輸入口經(jīng)過(guò)冷凝水板式換熱器與噴水泵相連；所述蒸發(fā)器的濃縮液出口分成兩條線路與兩個(gè)濃縮液輸出口相連，一條線路經(jīng)過(guò)濃縮液板式換熱器，另有一條線路直接與一個(gè)濃縮液輸出 口相連。
【文檔編號(hào)】B01D1/00GK103908788SQ201210592964
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】張振濤, 林文野, 楊魯偉, 林文舉, 龐衛(wèi)科 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所