一种节能蒸发制冷设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蒸发制冷和节能减排技术领域，涉及原料液低温蒸发与空调制冷综合利用的设备及方法，特别涉及了一种节能蒸发制冷设备及方法。
【背景技术】
[0002]炎热的夏季，办公及生产车间需要空调系统，而中央空调系统不仅耗能巨大，而且其冷凝器产生的热量全部浪费。而在生产过程中，蒸发是一个基本的化工操作单元。由于涉及到相变，所以蒸发过程需要大量的热源，以食品发酵行业为例，蒸发过程所占的能耗占总能耗的40%以上，随着国家节能减排政策的推行，企业蒸发所需要的蒸汽价格越来越高，以目前蒸汽价格250元/吨来计算，三效蒸发器蒸发一吨水需要0.4吨蒸汽，也就是100元蒸汽费用，所以降低蒸发过程中的能耗是一个迫切的需要。机械式蒸汽再压缩蒸发技术(MVR)虽然采用了清洁能源一电能，而且蒸发能耗较低，平均蒸发一吨水在30-70度电，是比较好的解决这个问题。但MVR也有其弱点:第一；不适用于低温蒸发，30°C低温蒸发时能耗急剧上升，达到90°C蒸发时能耗的十几倍。第二；MVR压缩机属于动件，易损坏，维修困难。第三；MVR压缩机噪音高达95分贝以上，其噪音问题很难解决。而目前的热栗蒸发技术COP为3-5，以C0P4为例，换算成蒸发一吨水中央空调需要168度电，成本高于传统三效蒸发器，企业无法接受，而且目前的热栗蒸发技术没有考虑制冷环节上能量的应用，使大量的冷源没有充分利用。在此背景下，高效节能蒸发系统采用高效高效节能空调机组，不仅节能蒸发过程中极为节能，蒸发每吨水中央空调耗电31度。而且在制冷蒸发过程中，蒸发过程中，蒸发每吨水中央空调耗电50多度电，并且可以产出相对应蒸发量的冷源，供企业办公空调使用，或者作为生产冷源，直接在生产过程使用。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是实现高效节能中央空调机组提供的热源与冷源综合利用，适用于20-50°C低温蒸发，特提供了一种节能蒸发制冷设备及方法。
[0004]本发明提供了一种节能蒸发制冷设备，其特征在于:所述的节能蒸发制冷设备，包括热栗冷凝器1、快装篮筐式过滤器2、循环出料栗3、强制循环栗4、浓缩液出料管路5、原料液进料管路6、循环水冷却器7、冷却回水管路8、冷却进水管路9、二次蒸汽转换阀10、凝结水排液管路11、凝结水栗12、不凝气排出管路13、空调系统热风管路14、空调系统冷风管路15、汽水分离器16、真空栗17、不凝气三通转换阀18、凝结水储罐19、气液分离器20、空调制冷系统换热器21、二次蒸汽换热器22、节能蒸发与制冷蒸发转换三通入口 23、节能蒸发与制冷蒸发转换三通出口 24、冷冻水循环栗25、观察视窗26、高效节能中央空调系统27、热栗蒸发器28、鲜蒸汽凝结水排出管路29、鲜蒸汽入口 30 ;
[0005]其中:热栗冷凝器I通过强制循环栗4与气液分离器20连接，气液分离器20依次通过快装篮筐式过滤器2和循环出料栗3与浓缩液出料管路5连接；原料液进料管路6与气液分离器20连通；
[0006]循环水冷却器7与凝结水储罐19连接，循环水冷却器7与冷却回水管路8和冷却进水管路9连通；循环水冷却器7通过二次蒸汽转换阀10与气液分离器20和二次蒸汽换热器22连接；循环水冷却器7与凝结水储罐19连接；循环水冷却器7通过不凝气三通转换阀18与二次蒸汽换热器22连接；
[0007]凝结水排液管路11通过凝结水栗12与凝结水储罐19连接；不凝气排出管路13通过汽水分离器16和真空栗17凝结水储罐19连接；空调系统热风管路14和空调系统冷风管路15分别与空调制冷系统换热器21连接；
[0008]二次蒸汽换热器22通过节能蒸发与制冷蒸发转换三通入口 23和冷冻水循环栗25与热栗蒸发器28相连接；空调制冷系统换热器21和二次蒸汽换热器22分别通过节能蒸发与制冷蒸发转换三通出口 24与热栗蒸发器28相连接；观察视窗26布置在热栗蒸发器28上部侧面；
[0009]高效节能中央空调系统27分别与热栗蒸发器28和热栗冷凝器I相连接
[0010]鲜蒸汽凝结水排出管路29和鲜蒸汽入口 30分别与热栗冷凝器I连通。
[0011]—种节能蒸发制冷方法，其特征在于:所述的节能蒸发制冷方法，具体流程如下:高效节能中央空调系统27通过制冷剂在热栗冷凝器I与热栗蒸发器28之间连续的气液状态转化成为蒸发热源与制冷冷源；
[0012]高效节能中央空调系统27提供稳定的、节能的工作状态。
[0013]高效节能中央空调系统27，根据节能蒸发模式或者制冷蒸发模式来进行最佳参数的匹配。通过环保制冷剂的压缩、冷凝的循环过程中放出的热量来进行物料的蒸发浓缩。而环保制冷剂的膨胀、再蒸发的循环过程中释放出来的冷源根据需要分为节能蒸发模式或者制冷蒸发模式；或根据实际需要单独采用鲜蒸汽直接加热蒸发方式或者中央空调直接制冷方式；包括以下步骤:
[0014]A制冷蒸发模式:通过高效节能中央空调系统27里面制冷剂在热栗冷凝器I冷凝放出的热量给原料液蒸发提供热量，原料液升温后在气液分离器20，原料液通过原料液进料管路6由自控系统控制流量后连续进入强制循环栗4出口并与循环的物料进入热栗冷凝器I管程不断的循环浓缩，达到指定浓度后由循环出料栗3把浓缩液通过浓缩液出料管路5排放到指定储罐，为了防止物料蒸发过程中产生的垢片及结晶物对栗及蒸发管路的影响，在循环出料栗前加装一组快装篮筐式过滤器2 ;产生的二次蒸汽在气液分离器20进行气液分离后进行下一步自控操作。
[0015]二次蒸汽进入二次蒸汽转换阀10进入循环水冷却器7，通过冷却回水管路8、冷却进水管路9把二次蒸汽由汽态凝结为液态凝结水。通过汽水分离器16、真空栗17、不凝气三通转换阀18、凝结水储罐19来维持一定的真空度来保持系统在一个最经济合理的温度下进行蒸发，不凝气由不凝气排出管路13排出。通过高效节能中央空调系统27里面制冷剂在热栗蒸发器28里汽化需要吸收大量的热量，由冷冻水循环栗25打入指定流量的冷冻水，使冷冻水满足空调制冷的需要，并通过空调制冷系统换热器21把空调系统热风14冷却到系统规定温度后由空调系统冷风15管路送到指定地点。
[0016]B节能蒸发模式:通过高效节能中央空调系统27里面制冷剂在热栗冷凝器I冷凝放出的热量给原料液蒸发提供热量，原料液升温后在气液分离器20，原料液通过原料液进料管路6由自控系统控制流量后连续进入强制循环栗4出口并与循环的物料进入热栗冷凝器I管程不断的循环浓缩，达到指定浓度后由循环出料栗3把浓缩液通过浓缩液出料管路5排放到指定储罐，为了防止物料蒸发过程中产生的垢片及结晶物对栗及蒸发管路的影响，在循环出料栗前加装一组快装篮筐式过滤器2 ;产生的二次蒸汽在气液分离器20进行气液分离后进行下一步自控操作。
[0017]二次蒸汽进入二次蒸汽转换阀10进入二次蒸汽换热器22，与冷冻水循环栗25打入的冷冻水，通过能蒸发与制冷蒸发转换三通入口 23、节能蒸发与制冷蒸发转换三通出口 24进行节能蒸发模式换热，凝结下来的凝结水与不凝气通过通过汽水分离器16、真空栗17、不凝气三通转换阀18、凝结水储罐19。凝结水通过凝结水栗12由凝结水排液管路11排出。
[0018]C鲜蒸汽直接加热蒸发模式:通过外接鲜蒸汽管路30通入一定压力和流量的鲜蒸汽，通过鲜蒸汽冷凝放出的热量给原料液蒸发提供热量，原料液升温后在气液分离器20，原料液通过原料液进料管路6由自控系统控制流量后连续进入强制循环栗4出口并与循环的物料进入热栗冷凝器I管程不断的循环浓缩，达到指定浓度后由循环出料栗3把浓缩液通过浓缩液出料管路5排放到指定储罐，为了防止物料蒸发过程中产生的垢片及结晶物对栗及蒸发管路的影响，在循环出料栗前加装一组快装篮筐式过滤器2 ;二次蒸汽进入二次蒸汽转换阀10进入循环水冷却器7，通过冷却回水8、冷却进水9把二次蒸