加热器内置型热泵膜蒸馏装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于食品、生物、制药等领域料液浓缩的膜蒸馏装置，特别涉及一种加热器内置型热泵膜蒸馏装置。

背景技术：

膜蒸馏是基于疏水微孔膜只允许水蒸气通过而截留非挥发性成分的特性，而实现料液浓缩或分离的技术；用膜蒸馏方法处理料液时，膜的一侧为料液，膜的另一侧为冷凝水；料液侧需要不断输入热能，使料液温度升高，料液中的水分在膜表面汽化并穿过膜孔被膜另一侧的冷凝水吸收；常规的膜蒸馏装置采用电能来直接加热料液，膜蒸馏过程的电能消耗较多，不利于膜蒸馏技术的应用和推广。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种减少膜蒸馏过程电能消耗的加热器内置型热泵膜蒸馏装置。

本实用新型的结构原理示意如附图1所示。包括节流阀(1)、壳体(2)、压缩机(3)、加热器(4)、疏水微孔膜(5)、冷凝水泵(6)和冷却器(7)；压缩机(3)、加热器(4)、节流阀(1)和冷却器(7)的热泵工质侧通过管路依次连接构成热泵工质循环回路；冷凝水泵(6)、壳体(2)内疏水微孔膜(5)右侧的空间和冷却器(7)的冷凝水侧通过管路依次连接构成冷凝水循环回路；加热器(4)和疏水微孔膜(5)布置在壳体(2)内，加热器(4)布置在疏水微孔膜(5)的左侧。

所述的压缩机(3)为开启式压缩机或封闭式压缩机。

所述的冷凝水泵(6)为离心泵或轴流泵。

本实用新型的有益效果是：减少膜蒸馏过程的电能消耗。

附图说明

附图1是本实用新型的结构原理示意图；

图中：

1为节流阀 2为壳体 3为压缩机 4为加热器

5为疏水微孔膜 6为冷凝水泵 7为冷却器

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型为加热器内置型热泵膜蒸馏装置，包括节流阀(1)、壳体(2)、压缩机(3)、加热器(4)、疏水微孔膜(5)、冷凝水泵(6)和冷却器(7)；压缩机(3)、加热器(4)、节流阀(1)和冷却器(7)的热泵工质侧通过管路依次连接构成热泵工质循环回路；冷凝水泵(6)、壳体(2)内疏水微孔膜(5)右侧的空间和冷却器(7)的冷凝水侧通过管路依次连接构成冷凝水循环回路；加热器(4)和疏水微孔膜(5)布置在壳体(2)内，加热器(4)布置在疏水微孔膜(5)的左侧；压缩机(3)为开启式压缩机或封闭式压缩机；冷凝水泵(6)为离心泵或轴流泵。

当料液需要浓缩时，待浓缩的料液充入壳体(2)内疏水微孔膜(5)左侧的空间，冷凝水充入壳体(2)内疏水微孔膜(5)右侧的空间，压缩机(3)和冷凝水泵(6)启动；低温低压热泵工质气体经压缩机(3)压缩后成为高温高压热泵工质气体，进入加热器(4)冷凝放热给料液，出加热器(4)的热泵工质液体经节流阀(1)节流后产生低温低压热泵工质液体；低温低压热泵工质液体进入冷却器(7)吸收冷凝水的热能后，成为低温低压热泵工质气体，再进入压缩机(3)继续循环；壳体(2)内左侧的料液被加热器(4)内热泵工质加热升温，料液侧疏水微孔膜(5)表面处水蒸气压力升高；壳体(2)内右侧的冷凝水循环至冷却器(7)内，被冷却器(7)内的热泵工质吸热降温后在冷凝水泵(6)的驱动下返回壳体(2)内，冷凝水侧疏水微孔膜(5)表面处水蒸气压力降低；在压力差的推动下，水蒸气不断穿过疏水微孔膜(5)的膜孔从料液侧进入冷凝水侧；随着膜蒸馏过程的进行，料液中的水分不断在疏水微孔膜(5)左侧表面汽化，并穿过膜孔进入疏水微孔膜(5)右侧的冷凝水中，料液中的水分越来越少，浓度越来越高；当料液浓度达到设定值时，压缩机(3)和冷凝水泵(6)停止。

由于热泵工质通过加热器(4)提供给料液的热能，大部分来自热泵工质通过冷却器(7)从冷凝水中吸收的热能，少部分来自压缩机(3)消耗的电能，膜蒸馏过程的电能消耗可比电能直接加热料液时显著减少。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。