自源式热泵浓缩器的制作方法

本实用新型涉及浓缩设备技术领域，具体涉及一种自源式热泵浓缩器。

背景技术：

单效/双效浓缩器适用于中药、西药、葡萄糖、酿酒、淀粉、口服液、化工、食品、味精、乳品等热敏性物料的低温真空浓缩。

MVR是蒸汽机械再压缩技术的简称。MVR是重新利用它自身产生的二次蒸汽的能量，从而减少对外界能源的需求的一项节能技术。

目前，现有的MVR浓缩器虽然具有明显的节能优势，但是也有其应用的局限性；(1)MVR浓缩器出于安全方面及拉乌尔定律的限制，目前无法判断在易燃易爆溶剂回收方面的成功应用；(2)MVR压缩机本身的维护成本相对较高，难度也较大；(3)MVR浓缩器的运行控制要求较高，整体可靠性及稳定性有待提高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理、结构简单、安全可靠、维护成本低、使用方便、稳定性好的自源式热泵浓缩器。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种自源式热泵浓缩器，包括热水罐、冷水罐、加热器、蒸发室、一级冷凝器、电控柜、气液分离器、二级冷凝器、二级分离器、三级冷凝器、一级分离器和热泵机组，且所述热水罐、冷水罐、加热器、蒸发室、一级冷凝器、气液分离器、二级冷凝器、二级分离器、三级冷凝器、一级分离器和热泵机组通过管道依次连接，所述热水罐、冷水罐、加热器和蒸发室的外壁面上均固定设置有保温层，所述电控柜固定设置有在冷水罐前方，所述电控柜的前端面上设置有两扇柜门。

通过采用上述技术方案，热泵机组运行稳定，运行成本低廉，结构设计合理、结构简单、安全可靠、维护成本低、使用方便、实用性好。

本实用新型进一步设置为：所述热水罐、冷水罐、加热器、蒸发室、一级冷凝器、电控柜、气液分离器、二级冷凝器、二级分离器、三级冷凝器、一级分离器和热泵机组上分别设置有支架，各部件通过支架与相邻的部件连接或直接与地面连接。通过本设置，各部件连接方便，固定可靠。

本实用新型还进一步设置为：所述热泵机组为单螺杆式水源热泵机组。通过本设置，结构简单，成本低，工作稳定。

本实用新型还进一步设置为：所述电控柜的上端面上可拆卸设置有照明装置，该照明装置包括灯座，所述灯座的上端面上焊接有金属蛇皮管，所述金属蛇皮管背离灯座端螺纹连接有LED灯，所述灯座的前端面上设置有用于控制所述LED灯启闭的按钮开关。通过本设置，照明装置位置设置合理，结构简单，照亮电控柜操作区域，金属蛇皮管能够任意弯曲，调节照射角度操作容易，使用更加方便。

本实用新型还进一步设置为：所述灯座与电控柜的上端面通过螺钉连接，所述按钮开关与灯座的前端面通过螺钉连接，所述灯座内设置有充电锂电池，所述充电锂电池通过导线与LED灯电连接，且充电锂电池给LED灯供电。通过本设置，充电锂电池能够储备电能，在断电情况下继续供电，使用更加方便。

本实用新型还进一步设置为：所述金属蛇皮管为不锈钢蛇皮管，金属蛇皮管的直径为4-30mm，金属蛇皮管的长度为100—300mm。通过本设置，金属蛇皮管不会生锈，使用寿命长，且尺寸设置合理，使用更加方便。

本实用新型的优点是：与现有技术相比，本实用新型结构设置更加合理，热泵机组运行稳定，运行成本低廉，结构设计合理、结构简单、安全可靠、维护成本低、使用方便、实用性好。

下面结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的俯视示意图；

图3为本实用新型实施例的照明装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例直接型自源热泵浓缩器原理示意图；

图5为本实用新型实施例水浴型自源热泵浓缩器原理示意图。

具体实施方式

参见图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型公开的一种自源式热泵浓缩器，包括热水罐1、冷水罐2、加热器3、蒸发室4、一级冷凝器5、电控柜6、气液分离器7、二级冷凝器8、二级分离器9、三级冷凝器10、一级分离器11 和热泵机组12，且所述热水罐1、冷水罐2、加热器3、蒸发室4、一级冷凝器 5、气液分离器7、二级冷凝器8、二级分离器9、三级冷凝器10、一级分离器 11和热泵机组12通过管道依次连接，所述热水罐1、冷水罐2、加热器3和蒸发室4的外壁面上均固定设置有保温层，所述电控柜6固定设置有在冷水罐2 前方，所述电控柜6的前端面上设置有两扇柜门61。

作为优选的，所述热水罐1、冷水罐2、加热器3、蒸发室4、一级冷凝器5、电控柜6、气液分离器7、二级冷凝器8、二级分离器9、三级冷凝器10、一级分离器11和热泵机组12上分别设置有支架13，各部件通过支架13与相邻的部件连接或直接与地面连接。各支架13通过现有的螺钉或螺栓与对准的部件或装置锁紧固定。两扇柜门61通过现有的合页或导轨与电控柜6的柜体连接。保温层采用现有的保温材料制成，用于保持热水罐1、冷水罐2、加热器3和蒸发室4内的温度，防止内部温度变化而影响浓缩效果。

为使本实用新型结构更加合理，作为优选的，本实施例所述热泵机组12为单螺杆式水源热泵机组。

所述电控柜6的上端面上可拆卸设置有照明装置14，该照明装置14包括灯座141，所述灯座141的上端面上焊接有金属蛇皮管142，所述金属蛇皮管142 背离灯座141端螺纹连接有LED灯143，所述灯座141的前端面上设置有用于控制所述LED灯143启闭的按钮开关144。

所述灯座141与电控柜6的上端面通过螺钉连接，所述按钮开关144与灯座141的前端面通过螺钉连接，所述灯座141内设置有充电锂电池145，所述充电锂电池145通过导线与LED灯143电连接，且充电锂电池145给LED灯143 供电。

所述金属蛇皮管142为不锈钢蛇皮管，金属蛇皮管142的直径为4-30mm，金属蛇皮管142的长度为100—300mm。

本实用新型热泵机组运行稳定，运行成本低廉，结构设计合理、结构简单、安全可靠、维护成本低、使用方便、实用性好。

另外，针对本实施例的技术方案可以在此基础上进一步改进：

在行业中如果低品位热源为水则称之为水源型热泵，如果低品位热源为空气则称之为气源型热泵，如果低品位热源为地热则称之为地源型热泵；而我们的热泵浓缩器的低品位热源为浓缩器本身，所以依照行业习惯，另外与蒸汽喷射型热泵进行区分；我们将热泵用于蒸发浓缩的系统统一称为自源热泵浓缩器。根据系统换热的形式我们又将系统分为：水浴型自源热泵浓缩器和直接型自源热泵浓缩器。水浴型自源热泵浓缩器的原理参见图5，直接型自源热泵浓缩器的原理参见图4。下面将对这两种类型自源热泵浓缩器进行说明：

两种类型自源热泵浓缩器的比较及运用场合：

通过水浴型自源浓缩器与直接型自源浓缩器的原理图我们可以发现水浴型自源热泵浓缩器较直接型自源热泵浓缩器更为复杂，因为水浴型自源热泵浓缩器需要以水为媒介通过二次转换以便实现能量的转移；因此水浴型热泵浓缩器需要增加2台换热器、2台循环水泵及冷热水箱各一台。我们很容易发现直接型自源热泵浓缩器较水浴型自源热泵浓缩具有如下优点：

(1)设备结构简单：直接型自源热泵浓缩器不用2台换热器及循环水系统；因此设备结构较为简单；

(2)单机运行效率高：如果将热泵置于浓缩器的附近，由于没有循环水系统，采用直接换热，所以综合换热效率较高及能耗有所降低；

虽然从直观来看水浴型自源热泵浓缩器多了一次热量转移，使设备造价会有所增加；但是从深层次分析，水浴型自源热泵也有如下关键优势；

(3)节约制冷剂：制冷剂-水媒介这级换热通过铜管进行换热，换热效率极高，因此制冷剂-水媒介这级换热器体积、距离大为减少，故可大量的减少制冷剂的充注量；直接降低后期制冷剂的维护、使用成本；

(4)控制制冷剂风险：制冷剂本身或多或少存在的环保问题、毒性、易燃易爆等风险；水浴型热泵浓缩器能最大限度的将制冷剂的风险控制在最低程度；

(5)提高设备利用率、便于管理：与冷冻水、循环水、真空、压空等公用系统类似进行全系统的能源管理与配置；可以减少总的装机容量，提供热泵的利用率；正如我们大量运用的制冷系统，一般都采用水、盐水或乙二醇水溶液进行热量的转移；

(6)与防爆车间隔离：因为自源型热泵浓缩器往往用于乙醇等有机溶剂的回收，如果采用水浴型的热泵浓缩器，可将热泵机组置于公共机房内，通常该机房为一般区，进而不用对热泵机组提防爆要求；也可大幅度减低热泵机组的造价；

(7)提高再沸器效率：由于制冷剂的工作压力较高，因此如果将蒸发器的再沸器直接当作热泵的冷凝器使用便需要增加再沸器换热管的厚度，这样会降低再沸器的换热效率，而水浴型热泵浓缩器再沸器的工作压力无需太高；

(8)提高压缩机效率：因为制冷剂-水媒介这级换热器与压缩机距离非常近，因此压缩机无需将制冷工质进行远距离输送，从而降低了压缩机的能耗，使压缩机的主要功率用于提高热量的位能；因此，压缩机的COP值会有所提高；

(9)提高系统的稳定性：热泵机组一般有专业的厂家进行全面的研究与开发，他们有数十年的制冷技术经验；因此他们提供的热泵机组是非常成熟的产品；而我们制药设备厂家主要对浓缩系统有成熟的制造与控制经验；让专业的人干专业的事是对系统稳定性的最大保证。

通过以上的分析比较，我们不难发现直接型自源热泵浓缩器较适用于实验室或小规模车间的单机运行；而水浴型自源热泵较适合于大、中型车间的系统运行。大、中型车间是服务于大规模的生产要求，要考虑综合的经济性；另外系统的可靠及稳定性也是至关重要的；而水浴型自源热泵均符合大、中型车间的使用要求。与大、中型车间的大规模生产要求不同的是，实验室或小型车间，要求的是单机运行，一般做考虑全系统的运行，因此只要把单机设备做的简单就行。正如大型工厂需要冷冻水系统，而实验室只需要一台冷柜即可。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围之内。