能快速预热的低温真空蒸发器的制作方法

1.本发明涉及一种能快速预热的低温真空蒸发器，属于环保设备领域。


背景技术：

2.能源问题和环境问题在工业生产中已经日益突出，这对节能技术提出了更高的要求。工业废水等危废液体的排放造成了严重的环境污染，为了保护环境，需要严格控制污水排放，各个大型垃圾填埋企业均需要将污水排放到专门的污水处理厂进行处理后才能排放，污水处理厂一般按照处理量来收费，例如一吨几千元，因此，企业在污水处理上的成本也大幅度增加。
3.热泵技术是一项高效、环保的节能技术，可以广泛应用于化工、低品位热能利用、海水淡化、污水处理等工业生产领域。经过热泵蒸发浓缩后，可以从污水中提取出来符合排放标准的蒸馏水，该蒸馏水可以直接排放，剩下的浓缩物再排放到污水处理厂进行处理可以大大减少企业的污水处理成本，例如10吨的污水经过蒸发浓缩后可以分解成9吨的蒸馏水和1吨的浓缩物，而企业仅需花费1吨处理量的成本，从而大大降低了污水处理费用。
4.在负压的作用下，蒸发器内的废液需要加热至30
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40℃才能进行蒸发，在室温下，废液处于25℃左右，其被加热至30
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40℃无需等待较长时间，所耗能源也较少。然而，当环境温度较低时，例如，在北方城市的冬季下，环境温度处于零下，此时废液要被加热至30
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40℃需要消耗较长时间和能源。并且，由于此时蒸发罐内无蒸汽产生，因此热泵系统中的压缩机无法得到换热介质的补充，会处于低负荷运行状态，进而无法为废液提供换热介质进行加热。因此，设备往往无法进行启动，且压缩机容易损坏。
5.基于上述情况，特提出本申请。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种能快速预热的低温真空蒸发器，能对进入至冷凝罐的换热介质进行主动加热，进而为压缩机补充换热介质，使蒸发罐内的废液能快速被加热。
7.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种能快速预热的低温真空蒸发器，包括：
8.蒸发罐，设有蒸汽出口、浓缩液排出口和废液入口；
9.第一换热器，设置在所述蒸发罐的内部或外部；
10.冷凝罐，与所述蒸汽出口连接，所述冷凝罐内设有第二换热器，以用于对所述蒸发罐内产生的蒸汽进行冷却；
11.热泵系统，包括分别连接所述第一换热器和第二换热器的压缩机和节流装置，以为所述第一换热器和第二换热器提供换热介质；
12.减压装置，用于对所述蒸发罐和冷凝罐抽真空；
13.以及，
14.加热组件，所述加热组件连接所述节流装置和第二换热器，所述加热组件对从所
述节流装置进入至所述第二换热器的换热介质进行加热。
15.进一步地，所述节流装置与所述第二换热器通过第一管道连接，所述加热组件设置在所述第一管道上。
16.进一步地，所述节流装置与所述第二换热器通过第一管道连接，所述加热组件与所述节流装置和第二换热器通过第二管道连接。
17.进一步地，所述加热组件包括套设在所述第一管道外部的夹套、流通在所述夹套与第一管道之间的加热介质，以及提供所述加热介质的热源。
18.进一步地，所述加热组件包括第三换热器、流通在所述第三换热器内的加热介质，以及提供所述加热介质的热源。
19.进一步地，所述加热组件为板式换热器。
20.进一步地，所述加热组件为风冷凝器。
21.进一步地，所述能快速预热的低温真空蒸发器还包括蒸馏水罐，所述蒸馏水罐连接所述冷凝罐。
22.进一步地，所述减压装置连接所述蒸馏水罐，所述减压装置循环利用所述蒸馏水罐中的水来对所述蒸发罐、冷凝罐和蒸馏水罐进行抽真空。
23.进一步地，所述减压装置包括离心水泵和连接所述离心水泵的水射流器。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本申请的能快速预热的低温真空蒸发器通过设置加热组件来给进入至冷凝罐的换热介质进行主动加热，使换热介质进入至冷凝罐内后蒸发成气态，进而为热泵系统的压缩机提供能源，即避免了压缩机低负荷运行，又能使蒸发罐内的废液得到快速加热，使设备能在低环境温度的条件下正常运行。
25.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
26.图1为本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器的流程图；
27.图2为本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器中的加热组件的结构示意图；
28.图3为本发明另一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器中的加热组件的结构示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
30.需要说明的是：本发明的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等用语只是参考附图对本发明进行说明，不作为限定用语。
31.请参见图1至图3，本发明一实施例所示的能快速预热的低温真空蒸发器，其包括用于装载废液的蒸发罐1、用于对废液进行加热的第一换热器2、连接蒸发罐1的冷凝罐3、设置在冷凝罐3内并用于对蒸汽进行冷却的第二换热器4、用于提供换热介质的热泵系统5、用于给蒸发罐1和冷凝罐3抽真空的减压装置6，以及，为进入至第二换热器4内的换热介质进
行加热的加热组件7。
32.具体的，本实施例的第一换热器2设置在蒸发罐1内，优选的为盘管换热器；诚然，在其他实施例中，该第一换热器2还可以是其他的内置换热器，如换热管，或者，为外置换热器(现有结构，不详细说明)。
33.本实施例中，蒸发罐1上设有蒸汽出口11、浓缩液排出口12和废液入口13，优选的，蒸汽出口11设置在蒸发罐1的顶部或顶部附近；浓缩液排出口12设置在蒸发罐1的底部，废液入口13与第一换热器2的入口对应设置。冷凝罐3与蒸汽出口11通过蒸汽管道10连通，以便于蒸发罐1内产生的蒸汽通过蒸汽管道10进入至冷凝罐3内进行冷却。类似的，冷凝罐3内设有第二换热器4，优选的为换热管；诚然，在其他实施例中，该第二换热器4还可以是其他的内置换热器，如盘管换热器。
34.本实施例中，热泵系统5包括压缩机51和节流装置52，优选的，节流装置52为膨胀阀，诚然，在其他实施例中，该节流装置52还可以是毛细管等。压缩机51和膨胀阀52分别与第一换热器2和第二换热器4连接，并形成环路。气态的换热介质由压缩机51压缩成液体，释放大量热量进入至第一换热器2中，从而加热蒸发罐1内的废液。随后换热介质经过膨胀阀52的节流作用吸收大量热量后从第一管道53进入至第二换热器4中，从而对冷凝罐3内的蒸汽进行冷却。吸收了蒸汽的热量后的换热介质则重新形成气态并进入至压缩机51中重新循环。
35.发明人发现，在外界环境温度处于较低的情况下，当设备启动时，废液被加热至蒸发温度(30
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40℃)需要消耗较长时间，其中无蒸汽产生。因此，冷凝管中第二换热器4内的换热介质无法吸收热量转化成气态，进而无法为压缩机51供能，进一步延长了废液的预热时间，且使压缩机51处理低负荷运行状态，易造成损坏。因此，设有加热组件7来为对进入至第二换热器4内的换热介质进行加热，使其能吸收热量转化成气态。
36.在本实施例中，加热组件7套设在第一管道53的外部，其包括套设在所述第一管道53外部的夹套71、流通在所述夹套71与第一管道53之间的加热介质，以及提供所述加热介质的热源72。具体的，夹套71与第一管道53之间具有空隙，以供加热介质流通。当设备启动时，换热介质在经过第一管道53时，由加热介质加热，本领域技术人员应当知晓的是，热泵系统5内的压力一般较低，其中的换热介质在较低温度时即可进行蒸发。因此，在被加热介质加热后，此时换热介质受热蒸发成气态，以为压缩机51供能。其中，本实施例的加热介质优选为热水，热源72是能对水进行加热的加热器(市面上的常规加热器，在此不进行详细说明)，并且，该加热器72可以人为或电动控制。当设备完成预热后，关闭该加热器72即可。诚然，在其他实施例中，加热介质和热源72还可以根据实际需要进行选择，例如，加热介质还可以是蒸汽、烟道气等。
37.在另一实施例中，还可以设置第二管道54，加热组件7设置在第二管道54上以连接节流装置52和第二换热器4，并通过阀门等结构对换热介质的流向进行控制，以避免预热完成后加热组件7对第一管道53内的换热介质造成干涉。同时，无需对第一管道53进行改装以适合加热组件7的安装。
38.在另一实施例中，该加热组件7还可以是换热装置，具体的，包括第三换热器、流通在所述第三换热器内的加热介质，以及提供所述加热介质的热源。例如，板式换热器(图3所示)。特别的，该加热组件7还可以是风冷凝器，当外部环境温度较低时，在热胀冷缩的作用
下，热泵系统5中的压力较低，其内的换热介质在较低温度下即可进行蒸发。因此，采用风冷凝器的条件是外部环境温度高于换热介质的蒸发温度，此时通过风冷凝器对换热介质进行吹热即可使其进行蒸发。
39.在本实施例中，本申请的设备还包括蒸馏水罐8，该蒸馏水罐8与冷凝罐3连接，以用于储存冷却后的蒸馏水。减压装置6设置在蒸馏水罐8上，具体包括离心水泵61和连接所述离心水泵61的水射流器62。在设备启动时，蒸馏水罐8内先储存有水，通过利用蒸馏水罐8内的水，该减压装置6能实现持续的抽真空效果，且耗能较低。
40.综上所述：本申请的能快速预热的低温真空蒸发器通过设置加热组件来给进入至冷凝罐的换热介质进行主动加热，使换热介质进入至冷凝罐内后蒸发成气态，进而为热泵系统的压缩机提供能源，即避免了压缩机低负荷运行，又能使蒸发罐内的废液得到快速加热，使设备能在低环境温度的条件下正常运行。
41.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
42.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。