本實(shí)用新型涉及濃縮設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自源式熱泵濃縮器。

背景技術(shù)：

單效/雙效濃縮器適用于中藥、西藥、葡萄糖、釀酒、淀粉、口服液、化工、食品、味精、乳品等熱敏性物料的低溫真空濃縮。

MVR是蒸汽機(jī)械再壓縮技術(shù)的簡稱。MVR是重新利用它自身產(chǎn)生的二次蒸汽的能量，從而減少對(duì)外界能源的需求的一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)。

目前，現(xiàn)有的MVR濃縮器雖然具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，但是也有其應(yīng)用的局限性；(1)MVR濃縮器出于安全方面及拉烏爾定律的限制，目前無法判斷在易燃易爆溶劑回收方面的成功應(yīng)用；(2)MVR壓縮機(jī)本身的維護(hù)成本相對(duì)較高，難度也較大；(3)MVR濃縮器的運(yùn)行控制要求較高，整體可靠性及穩(wěn)定性有待提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、維護(hù)成本低、使用方便、穩(wěn)定性好的自源式熱泵濃縮器。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案：一種自源式熱泵濃縮器，包括熱水罐、冷水罐、加熱器、蒸發(fā)室、一級(jí)冷凝器、電控柜、氣液分離器、二級(jí)冷凝器、二級(jí)分離器、三級(jí)冷凝器、一級(jí)分離器和熱泵機(jī)組，且所述熱水罐、冷水罐、加熱器、蒸發(fā)室、一級(jí)冷凝器、氣液分離器、二級(jí)冷凝器、二級(jí)分離器、三級(jí)冷凝器、一級(jí)分離器和熱泵機(jī)組通過管道依次連接，所述熱水罐、冷水罐、加熱器和蒸發(fā)室的外壁面上均固定設(shè)置有保溫層，所述電控柜固定設(shè)置有在冷水罐前方，所述電控柜的前端面上設(shè)置有兩扇柜門。

通過采用上述技術(shù)方案，熱泵機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本低廉，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、維護(hù)成本低、使用方便、實(shí)用性好。

本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為：所述熱水罐、冷水罐、加熱器、蒸發(fā)室、一級(jí)冷凝器、電控柜、氣液分離器、二級(jí)冷凝器、二級(jí)分離器、三級(jí)冷凝器、一級(jí)分離器和熱泵機(jī)組上分別設(shè)置有支架，各部件通過支架與相鄰的部件連接或直接與地面連接。通過本設(shè)置，各部件連接方便，固定可靠。

本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為：所述熱泵機(jī)組為單螺桿式水源熱泵機(jī)組。通過本設(shè)置，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作穩(wěn)定。

本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為：所述電控柜的上端面上可拆卸設(shè)置有照明裝置，該照明裝置包括燈座，所述燈座的上端面上焊接有金屬蛇皮管，所述金屬蛇皮管背離燈座端螺紋連接有LED燈，所述燈座的前端面上設(shè)置有用于控制所述LED燈啟閉的按鈕開關(guān)。通過本設(shè)置，照明裝置位置設(shè)置合理，結(jié)構(gòu)簡單，照亮電控柜操作區(qū)域，金屬蛇皮管能夠任意彎曲，調(diào)節(jié)照射角度操作容易，使用更加方便。

本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為：所述燈座與電控柜的上端面通過螺釘連接，所述按鈕開關(guān)與燈座的前端面通過螺釘連接，所述燈座內(nèi)設(shè)置有充電鋰電池，所述充電鋰電池通過導(dǎo)線與LED燈電連接，且充電鋰電池給LED燈供電。通過本設(shè)置，充電鋰電池能夠儲(chǔ)備電能，在斷電情況下繼續(xù)供電，使用更加方便。

本實(shí)用新型還進(jìn)一步設(shè)置為：所述金屬蛇皮管為不銹鋼蛇皮管，金屬蛇皮管的直徑為4-30mm，金屬蛇皮管的長度為100—300mm。通過本設(shè)置，金屬蛇皮管不會(huì)生銹，使用壽命長，且尺寸設(shè)置合理，使用更加方便。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)設(shè)置更加合理，熱泵機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本低廉，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、維護(hù)成本低、使用方便、實(shí)用性好。

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的俯視示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例直接型自源熱泵濃縮器原理示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例水浴型自源熱泵濃縮器原理示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，本實(shí)用新型公開的一種自源式熱泵濃縮器，包括熱水罐1、冷水罐2、加熱器3、蒸發(fā)室4、一級(jí)冷凝器5、電控柜6、氣液分離器7、二級(jí)冷凝器8、二級(jí)分離器9、三級(jí)冷凝器10、一級(jí)分離器11 和熱泵機(jī)組12，且所述熱水罐1、冷水罐2、加熱器3、蒸發(fā)室4、一級(jí)冷凝器 5、氣液分離器7、二級(jí)冷凝器8、二級(jí)分離器9、三級(jí)冷凝器10、一級(jí)分離器 11和熱泵機(jī)組12通過管道依次連接，所述熱水罐1、冷水罐2、加熱器3和蒸發(fā)室4的外壁面上均固定設(shè)置有保溫層，所述電控柜6固定設(shè)置有在冷水罐2 前方，所述電控柜6的前端面上設(shè)置有兩扇柜門61。

作為優(yōu)選的，所述熱水罐1、冷水罐2、加熱器3、蒸發(fā)室4、一級(jí)冷凝器5、電控柜6、氣液分離器7、二級(jí)冷凝器8、二級(jí)分離器9、三級(jí)冷凝器10、一級(jí)分離器11和熱泵機(jī)組12上分別設(shè)置有支架13，各部件通過支架13與相鄰的部件連接或直接與地面連接。各支架13通過現(xiàn)有的螺釘或螺栓與對(duì)準(zhǔn)的部件或裝置鎖緊固定。兩扇柜門61通過現(xiàn)有的合頁或?qū)к壟c電控柜6的柜體連接。保溫層采用現(xiàn)有的保溫材料制成，用于保持熱水罐1、冷水罐2、加熱器3和蒸發(fā)室4內(nèi)的溫度，防止內(nèi)部溫度變化而影響濃縮效果。

為使本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)更加合理，作為優(yōu)選的，本實(shí)施例所述熱泵機(jī)組12為單螺桿式水源熱泵機(jī)組。

所述電控柜6的上端面上可拆卸設(shè)置有照明裝置14，該照明裝置14包括燈座141，所述燈座141的上端面上焊接有金屬蛇皮管142，所述金屬蛇皮管142 背離燈座141端螺紋連接有LED燈143，所述燈座141的前端面上設(shè)置有用于控制所述LED燈143啟閉的按鈕開關(guān)144。

所述燈座141與電控柜6的上端面通過螺釘連接，所述按鈕開關(guān)144與燈座141的前端面通過螺釘連接，所述燈座141內(nèi)設(shè)置有充電鋰電池145，所述充電鋰電池145通過導(dǎo)線與LED燈143電連接，且充電鋰電池145給LED燈143 供電。

所述金屬蛇皮管142為不銹鋼蛇皮管，金屬蛇皮管142的直徑為4-30mm，金屬蛇皮管142的長度為100—300mm。

本實(shí)用新型熱泵機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，運(yùn)行成本低廉，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、維護(hù)成本低、使用方便、實(shí)用性好。

另外，針對(duì)本實(shí)施例的技術(shù)方案可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)：

在行業(yè)中如果低品位熱源為水則稱之為水源型熱泵，如果低品位熱源為空氣則稱之為氣源型熱泵，如果低品位熱源為地?zé)釀t稱之為地源型熱泵；而我們的熱泵濃縮器的低品位熱源為濃縮器本身，所以依照行業(yè)習(xí)慣，另外與蒸汽噴射型熱泵進(jìn)行區(qū)分；我們將熱泵用于蒸發(fā)濃縮的系統(tǒng)統(tǒng)一稱為自源熱泵濃縮器。根據(jù)系統(tǒng)換熱的形式我們又將系統(tǒng)分為：水浴型自源熱泵濃縮器和直接型自源熱泵濃縮器。水浴型自源熱泵濃縮器的原理參見圖5，直接型自源熱泵濃縮器的原理參見圖4。下面將對(duì)這兩種類型自源熱泵濃縮器進(jìn)行說明：

兩種類型自源熱泵濃縮器的比較及運(yùn)用場(chǎng)合：

通過水浴型自源濃縮器與直接型自源濃縮器的原理圖我們可以發(fā)現(xiàn)水浴型自源熱泵濃縮器較直接型自源熱泵濃縮器更為復(fù)雜，因?yàn)樗⌒妥栽礋岜脻饪s器需要以水為媒介通過二次轉(zhuǎn)換以便實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移；因此水浴型熱泵濃縮器需要增加2臺(tái)換熱器、2臺(tái)循環(huán)水泵及冷熱水箱各一臺(tái)。我們很容易發(fā)現(xiàn)直接型自源熱泵濃縮器較水浴型自源熱泵濃縮具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單：直接型自源熱泵濃縮器不用2臺(tái)換熱器及循環(huán)水系統(tǒng)；因此設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單；

(2)單機(jī)運(yùn)行效率高：如果將熱泵置于濃縮器的附近，由于沒有循環(huán)水系統(tǒng)，采用直接換熱，所以綜合換熱效率較高及能耗有所降低；

雖然從直觀來看水浴型自源熱泵濃縮器多了一次熱量轉(zhuǎn)移，使設(shè)備造價(jià)會(huì)有所增加；但是從深層次分析，水浴型自源熱泵也有如下關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)；

(3)節(jié)約制冷劑：制冷劑-水媒介這級(jí)換熱通過銅管進(jìn)行換熱，換熱效率極高，因此制冷劑-水媒介這級(jí)換熱器體積、距離大為減少，故可大量的減少制冷劑的充注量；直接降低后期制冷劑的維護(hù)、使用成本；

(4)控制制冷劑風(fēng)險(xiǎn)：制冷劑本身或多或少存在的環(huán)保問題、毒性、易燃易爆等風(fēng)險(xiǎn)；水浴型熱泵濃縮器能最大限度的將制冷劑的風(fēng)險(xiǎn)控制在最低程度；

(5)提高設(shè)備利用率、便于管理：與冷凍水、循環(huán)水、真空、壓空等公用系統(tǒng)類似進(jìn)行全系統(tǒng)的能源管理與配置；可以減少總的裝機(jī)容量，提供熱泵的利用率；正如我們大量運(yùn)用的制冷系統(tǒng)，一般都采用水、鹽水或乙二醇水溶液進(jìn)行熱量的轉(zhuǎn)移；

(6)與防爆車間隔離：因?yàn)樽栽葱蜔岜脻饪s器往往用于乙醇等有機(jī)溶劑的回收，如果采用水浴型的熱泵濃縮器，可將熱泵機(jī)組置于公共機(jī)房內(nèi)，通常該機(jī)房為一般區(qū)，進(jìn)而不用對(duì)熱泵機(jī)組提防爆要求；也可大幅度減低熱泵機(jī)組的造價(jià)；

(7)提高再沸器效率：由于制冷劑的工作壓力較高，因此如果將蒸發(fā)器的再沸器直接當(dāng)作熱泵的冷凝器使用便需要增加再沸器換熱管的厚度，這樣會(huì)降低再沸器的換熱效率，而水浴型熱泵濃縮器再沸器的工作壓力無需太高；

(8)提高壓縮機(jī)效率：因?yàn)橹评鋭?水媒介這級(jí)換熱器與壓縮機(jī)距離非常近，因此壓縮機(jī)無需將制冷工質(zhì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，從而降低了壓縮機(jī)的能耗，使壓縮機(jī)的主要功率用于提高熱量的位能；因此，壓縮機(jī)的COP值會(huì)有所提高；

(9)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性：熱泵機(jī)組一般有專業(yè)的廠家進(jìn)行全面的研究與開發(fā)，他們有數(shù)十年的制冷技術(shù)經(jīng)驗(yàn)；因此他們提供的熱泵機(jī)組是非常成熟的產(chǎn)品；而我們制藥設(shè)備廠家主要對(duì)濃縮系統(tǒng)有成熟的制造與控制經(jīng)驗(yàn)；讓專業(yè)的人干專業(yè)的事是對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的最大保證。

通過以上的分析比較，我們不難發(fā)現(xiàn)直接型自源熱泵濃縮器較適用于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模車間的單機(jī)運(yùn)行；而水浴型自源熱泵較適合于大、中型車間的系統(tǒng)運(yùn)行。大、中型車間是服務(wù)于大規(guī)模的生產(chǎn)要求，要考慮綜合的經(jīng)濟(jì)性；另外系統(tǒng)的可靠及穩(wěn)定性也是至關(guān)重要的；而水浴型自源熱泵均符合大、中型車間的使用要求。與大、中型車間的大規(guī)模生產(chǎn)要求不同的是，實(shí)驗(yàn)室或小型車間，要求的是單機(jī)運(yùn)行，一般做考慮全系統(tǒng)的運(yùn)行，因此只要把單機(jī)設(shè)備做的簡單就行。正如大型工廠需要冷凍水系統(tǒng)，而實(shí)驗(yàn)室只需要一臺(tái)冷柜即可。

上述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體描述，只用于對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定，本領(lǐng)域的技術(shù)工程師根據(jù)上述實(shí)用新型的內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。