多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的制作方法

本实用新型涉及溶液浓缩技术领域，尤其涉及一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置。

背景技术：

现有技术有许多研究如何充分利用二次蒸汽的热量，无论是多效蒸发方式，还是热泵蒸发方式；主要是围绕如何充分利用二次蒸汽的潜热，防止蒸发水汽的潜热被直接排放所带来的能源浪费，以及减少物料损失等相关问题而进行低温浓缩技术研究。

多效是利用上一效的二次蒸汽作为下一效的加热热源，最后一效由于温度和压力均低冷凝后的温度可由真空泵排到环境中。热泵蒸发主要是以二次蒸汽作为低温热源，这样可以回收二次蒸汽部分热量，这比早期化工过程的蒸发迈进了一大步。目前很多化工领域中经常采用这两种形式，但均未考虑到医药食品蒸发浓缩过程的特殊性。

在蒸发浓缩操作中，热敏性物料蒸发操作应当引起足够重视，因为，热敏物料一遇到高温就变性，如在医药食品工业生产中，其产品大多不怎么耐温，由于其产品具有生物活性，不适合高温下蒸发浓缩，基于这个特点，热敏物料一般要求在低温工况下蒸发。

现行热泵型溶液浓缩技术其工作过程是低温位的蒸汽经压缩机压缩使其温度压力提高，热焓增加，然后进入换热器冷凝，并充分利用蒸汽的潜热去加热被浓缩的溶液，工作运行中无蒸汽排出。多效蒸发过程中，蒸发器某一效的二次蒸汽不能直接作为本效热源，只作为次效或次几效的热源。如作为本效热源必须额外给其能量，使其温度(压力)提高。蒸汽喷射泵只压缩部分二次蒸汽，而mvr蒸发器则可压缩蒸发器中所有的二次蒸汽。溶液在一个降膜蒸发器里，通过物料循环泵在加热管内循环。初始蒸汽用新鲜蒸汽在管外给热，将溶液加热沸腾产生二次汽，产生的二次汽由涡轮增压风机吸入，经增压后，二次汽温度提高，作为加热热源进入加热室循环蒸发。正常启动，涡轮压缩机将二次蒸汽吸入，经增压后变为加热蒸汽，就这样源源不断进行循环蒸发。蒸发出的水分最终变成冷凝水排出。

由于成本原因，单级离心压缩机和高压风机被普遍用于机械蒸汽再压缩系统。因此离心压缩机是体积控制机器，即无论吸入压力多大，体积流率几乎保持恒定。而质量流量的变化与吸入压力成比例，而吸入压力大小与被蒸汽浓缩的溶液温度大小相关联，温度越高其压力越大，而压力越大其比容积就越小。

蒸汽温度越低其比容积越大，例如，100℃的饱和蒸汽与20℃饱和蒸汽比容相差约20倍。如果直接压缩水蒸气则需要大容量压缩机，这样设备费用及操作费用都会增加，反而不经济，因此采用冷媒循环式热泵式低温蒸发装置较好。另外在蒸发过程中，由于很多物料沸点较低，产生二次蒸汽夹有物料，而这些物料往往是有很强的腐蚀性(维生素c，果酸等)，若用来浓缩氯化钙防冻液将对设备腐蚀极其严重，直接压缩二次蒸汽就意味着压缩机要和含有强腐蚀性物料的二次蒸汽接触，这样压缩机就会被腐蚀，严重影响压缩机使用寿命。在多效低温蒸发在低温蒸发中也暴露出其弱点，在多效蒸发中，由于效与效之间需要一定温度差，其温度差要求不小于12℃以保证每效的蒸发强度，如果温差太小而增加的效数的节能效果抵不了输送时的热损失，加上由于物料浓缩而导致的沸点升高，使得温差有较大的损失，要想在低温情况下蒸发，在末效的温度就会变得很低，需要一个大的真空系统才能维持一定的真空度，就算减小效与效之间的温差，那也会使换热面积增加许多，而且由于热量损失的存在，温差不可以很小，因此在低温蒸发中，特别是对热敏物料蒸发中，多效蒸发是不适用的。多效蒸发一般是用于80℃以上的蒸发。另外，由于在多效蒸发中，还需要引入蒸汽，随着能源价格的上涨蒸汽费用不菲，因此多效蒸发是不如热泵蒸发来得经济。

为了节能，同时还可以减小压缩机的体积，延长压缩机的使用寿命，减小初次投资和提高经济效益，间接式低温热泵蒸发便应运而生了。

低温蒸发的特点：1.操作温度低热能消耗少，能够有效遏制设备遭受腐蚀；2.对进料水的预处理要求有所降低，由于低温蒸发结垢不严重，所以可以放宽对物料中钙镁等易结垢离子要求；3.放宽对热源的要求，低品位热能可以得到利用；4.可以处理某些热敏物料。但也有不足之处：1.传热系数降低，换热器面积增加；2.低温操作时蒸汽比容大，要求设备体积大，增加了设备投资，同时还需要真空泵来维持一定的真空度，因此增加了设备上面的投资。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是提供一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，以解决现有技术中溶液浓缩无法循环利用热能、效率低且成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置包括：

冷媒循环组件，包括依次环绕相连的蒸发器、节流装置、冷凝器及压缩机；

升温液循环组件，包括储液箱、循环泵、第一换热器、第一热源；所述储液箱、所述循环泵及所述第一换热器依次环绕相连，所述第一热源设于所述储液箱内；

浓缩液输送组件，包括负压蒸发室、水环真空泵及输出装置，所述冷凝器、所述负压蒸发室、所述水环真空泵、所述储液箱依次连通；所述输出装置与所述负压蒸发室连通；

其中，所述第一热源用于加热所述储液箱内的升温液，所述循环泵用于将加热后的升温液送入所述第一换热器后，又送回所述储液箱；

所述第一换热器用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵用于将该溶液经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室，以实现该溶液吸收所述冷凝器中冷媒冷凝过程中所释放的热量；

所述水环真空泵还用于使所述负压蒸发室处于负压状态，并将所述负压蒸发室中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽送入所述储液箱，以提升所述储液箱内所述升温液的温度；

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室内排出。

优选地，待浓缩的溶液直接经过所述第一换热器后，经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室。

优选地，所述浓缩液输送组件还包括浓缩液箱；

所述浓缩液箱与所述第一换热器连通，待浓缩的溶液自所述浓缩液箱流过所述第一换热器后，经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室；

或者；所述第一换热器设于所述浓缩液箱内，待浓缩的溶液流入所述浓缩液箱后，经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室。

优选地，所述浓缩液输送组件还包括第一控制阀与第一液位控制器，所述第一控制阀设于所述浓缩液箱，所述第一液位控制器设于所述浓缩液箱内，待浓缩的溶液自所述第一控制阀流入所述浓缩液箱，其中，所述第一液位控制用于检测所述浓缩液箱中待浓缩的溶液的液位高度值，当所述液位高度值达到预设的高度值时，所述第一液位控制器还用于控制所述冷媒循环组件、所述升温液循环组件及所述水环真空泵启动。

优选地，所述浓缩液输送组件还包括辅助泵；所述辅助泵用于辅助所述水环真空泵将所述溶液经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室；

当所述第一换热器设于所述浓缩液箱内时，所述辅助泵连接所述浓缩液箱与所述冷凝器；

当所述浓缩液箱与所述第一换热器连通时，所述辅助泵连接所述第一换热器与所述冷凝器。

优选地，当所述浓缩液箱与所述第一换热器连通时，所述浓缩液输送组件还包括输液器，所述浓缩液箱与所述第一换热器通过所述输液器连通。

优选地，所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室内排出至外界；

或者，所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室内排出至所述浓缩液箱内。

优选地，所述循环泵还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器，送入所述水环真空泵；

和/或，所述升温液循环组件还包括第二换热器，所述水环真空泵通过所述第二换热器与所述储液箱连通；

所述循环泵还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器，送入所述第二换热器。

优选地，所述升温液循环组件还包括流入阀与入水阀，所述流入阀连接所述循环泵与所述蒸发器，所述入水阀连接所述蒸发器与所述水环真空泵；

当所述升温液循环组件还包括第二换热器时，所述升温液循环组件还包括调节阀、排水管、旁入阀与旁出阀，所述调节阀连接所述蒸发器与所述第二换热器，所述排水管与所述第二换热连通，所述旁入阀连通所述排水管与所述储液箱，所述旁出阀位于所述蒸发器与所述调节阀之间，且与所述蒸发器连接。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，包括：

冷媒循环组件，包括依次环绕相连的蒸发器、节流装置、冷凝器及压缩机；

升温液循环组件，包括储液箱、循环泵、第一换热器、第一热源及第二换热器；所述储液箱、所述循环泵及所述第一换热器依次环绕相连，所述第一热源设于所述储液箱内；

浓缩液输送组件，包括负压蒸发室、水环真空泵及输出装置，所述冷凝器、所述负压蒸发室、所述水环真空泵、所述第二换热器、所述储液箱依次连通；所述输出装置与所述负压蒸发室连通；

其中，所述第一热源用于加热所述储液箱内的升温液，所述循环泵用于将加热后的升温液送入所述第一换热器后，又送回所述储液箱；

所述第一换热器用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵用于将该溶液依次送入所述第二换热器、所述冷凝器后，抽入所述负压蒸发室内，以助于该溶液二次吸热升温；

所述水环真空泵还用于使所述负压蒸发室处于负压状态，并将所述负压蒸发室中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽经过所述第二换热器送入所述储液箱，以提升所述储液箱内所述升温液的温度；

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室内排出。

本实用新型提供的一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置中，所述第一热源用于加热所述储液箱内的升温液，所述循环泵用于将加热后的升温液送入所述第一换热器后，又送回所述储液箱；所述第一换热器用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵用于将该溶液经所述冷凝器抽入所述负压蒸发室，以实现该溶液吸收所述冷凝器中冷媒冷凝过程中所释放的热量；所述水环真空泵还用于使所述负压蒸发室处于负压状态，并将所述负压蒸发室中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽送入所述储液箱，以提升所述储液箱内所述升温液的温度；所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室内排出。本实用新型提供的负压蒸发式溶液浓缩装置通过冷媒、升温液的热量循环，至少2次加热待浓缩的溶液，提高浓缩的效率，降低了浓缩加热的成本，并实现成系统的热能循环利用。系统存在三种流体相互间进行热量交换，在传质与传热过程中最终把溶液中的水分以低温液态水方式排出循环系统，实现较低成本的溶液浓缩。

本实用新型提供的溶液浓缩装置实现高效低成本浓缩工艺，可广泛应用于海水淡化，食品医药，污水处理，石油化工以及中央空调热源塔防冻液溶液浓缩处理。

附图说明

图1为本实用新型提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的第一实施例的设计原理图；

图2为本实用新型提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的第二实施例的设计原理图；

图3为本实用新型提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的第三实施例的设计原理图；

图4为本实用新型提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的第四实施例的设计原理图；

图5为本实用新型提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置的第五实施例的设计原理图。

附图标号说明：

冷媒循环组件，12-蒸发器、3-冷凝器、9-节流装置、10-压缩机；

升温液循环组件，6-第一换热器、17-储液箱、13-循环泵、15-第一热源、11-流入阀、20-调节阀、19-第二换热器、16-排水管、18-旁入阀、14-旁出阀、21-入水阀；

浓缩液输送组件，2-负压蒸发室、1-水环真空泵、输出装置、23-辅助泵、5-浓缩液箱、4-第一控制阀、24-第一液位控制器、输液器、25-出液管；

7-第二控制阀、8-输出泵、开关阀(图未示)、26-输入泵。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型提供一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置。

第一实施例

请参照图1，多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置包括：

冷媒循环组件，包括依次环绕相连的蒸发器12、节流装置9、冷凝器3及压缩机10；

升温液循环组件，包括储液箱17、循环泵13、第一换热器6、第一热源15；所述储液箱17、所述循环泵13及所述第一换热器6依次环绕相连，所述第一热源15设于所述储液箱17内；

浓缩液输送组件，包括负压蒸发室2、水环真空泵1及输出装置，所述冷凝器3、所述负压蒸发室2、所述水环真空泵1、所述储液箱17依次连通；所述输出装置与所述负压蒸发室2连通；

其中，所述第一热源15用于加热所述储液箱17内的升温液，所述循环泵13用于将加热后的升温液送入所述第一换热器6后，又送回所述储液箱17；

所述第一换热器6用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵1用于将该溶液经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2，以实现该溶液吸收所述冷凝器3中冷媒冷凝过程中所释放的热量；

所述水环真空泵1还用于使所述负压蒸发室2处于负压状态，并将所述负压蒸发室2中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽送入所述储液箱17，以提升所述储液箱17内所述升温液的温度；

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出。

本实用新型提供的一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置中，所述第一热源15用于加热所述储液箱17内的升温液，所述循环泵13用于将加热后的升温液送入所述第一换热器6后，又送回所述储液箱17；所述第一换热器6用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵1用于将该溶液经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2，以实现该溶液吸收所述冷凝器3中冷媒冷凝过程中所释放的热量；所述水环真空泵1还用于使所述负压蒸发室2处于负压状态，并将所述负压蒸发室2中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽送入所述储液箱17，以提升所述储液箱17内所述升温液的温度；所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出。本实用新型提供的负压蒸发式溶液浓缩装置通过冷媒、升温液的热量循环，至少2次加热待浓缩的溶液，提高浓缩的效率，降低了浓缩加热的成本，并实现成系统的热能循环利用。

本实施例中，所述浓缩液输送组件可以还包括浓缩液箱5。

所述第一换热器6设于所述浓缩液箱5内，待浓缩的溶液流入所述浓缩液箱5后，经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2。

可以理解在其他实施例中，所述浓缩液输送组件也可以不包括浓缩液箱5。待浓缩的溶液直接经过所述第一换热器6后，经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2。

所述浓缩液输送组件还包括第一控制阀4与第一液位控制器24，所述第一控制阀4设于所述浓缩液箱5，所述第一液位控制器24设于所述浓缩液箱5内，待浓缩的溶液自所述第一控制阀4流入所述浓缩液箱5，其中，所述第一液位控制用于检测所述浓缩液箱5中待浓缩的溶液的液位高度值，当所述液位高度值达到预设的高度值时，所述第一液位控制器24还用于控制所述冷媒循环组件、所述升温液循环组件及所述水环真空泵1启动。

所述浓缩液输送组件还包括辅助泵23；所述辅助泵23用于辅助所述水环真空泵1将所述溶液经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2；所述辅助泵23连接所述浓缩液箱5与所述冷凝器3。

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出至外界。本实施例中，所述输出装置包括第二控制阀7与输出泵8，所述第二控制阀7连接所述负压蒸发室2与所述输出泵8。

所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述水环真空泵1；

和，所述升温液循环组件还包括第二换热器19，所述水环真空泵13通过所述第二换热器19与所述储液箱17连通；

所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述第二换热器19。

所述升温液循环组件还包括流入阀11与入水阀21，所述流入阀11连接所述循环泵13与所述蒸发器12，所述入水阀21连接所述蒸发器12与所述水环真空泵1；

所述升温液循环组件还包括调节阀20、排水管16、旁入阀18与旁出阀14，所述调节阀20连接所述蒸发器12与所述第二换热器19，所述排水管16与所述第二换热连通，所述旁入阀18连通所述排水管16与所述储液箱17，所述旁出阀14位于所述蒸发器12与所述调节阀20之间，且与所述蒸发器12连接。

本实施例中，待浓缩的溶液流量大小非常稳定。

第二实施例

请参阅图2，基于本实用新型的第一实施例提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，本实用新型的第二实施例提供另一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，其不同之处在于：

所述多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置不包括第二换热器19，所述水环真空泵1直接与所述储液箱17连通。所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述水环真空泵1。

所述升温液循环组件还包括流入阀11，所述流入阀11连接所述循环泵13与所述蒸发器12，所述蒸发器12直接与所述水环真空泵1连通。

本实施例中，所述浓缩液输送组件可以还包括浓缩液箱5。所述浓缩液箱5与所述第一换热器6连通，待浓缩的溶液自所述浓缩液箱5流过所述第一换热器6后，经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2；

所述浓缩液输送组件还包括辅助泵23；所述辅助泵23用于辅助所述水环真空泵1将所述溶液经所述冷凝器3抽入所述负压蒸发室2；所述辅助泵23连接所述第一换热器6与所述冷凝器3。

本实施例中，所述浓缩液输送组件还包括输液器，所述浓缩液箱5与所述第一换热器6通过所述输液器连通。

作为本实施例的一种优选的方式，所述输液器可以是开关阀，所述浓缩液箱5可以位于所述第一换热器6的上方，所述开关阀连接所述浓缩液箱5的底端与所述第一换热器6。

所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述水环真空泵1。

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出至所述浓缩液箱5内。所述输出装置包括第二控制阀7与输出泵8，所述负压蒸发室2、所述第二控制阀7、所述输出泵8及所述浓缩液箱5依次连接。

第三实施例

请参阅图3，基于本实用新型第二实施例提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，本实用新型的第三实施例提供另一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，其不同之处在于，所述升温液循环组件还包括第二换热器19，所述水环真空泵13通过所述第二换热器19与所述储液箱17连通；所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述水环真空泵1；所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述第二换热器19。

所述升温液循环组件还包括流入阀11、调节阀20、排水管16、旁入阀18、旁出阀14与入水阀21，所述流入阀11连接所述循环泵13与所述蒸发器12，所述调节阀20连接所述蒸发器12与所述第二换热器19，所述排水管16与所述第二换热连通，所述旁入阀18连通所述排水管16与所述储液箱17，所述旁出阀14位于所述蒸发器12与所述调节阀20之间，且与所述蒸发器12连接，所述入水阀21连接所述蒸发器12与所述水环真空泵1。

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出至所述浓缩液箱5内。

本实施例中，多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置工作原理如下：

待浓缩的溶液通过第一控制阀4流入到浓缩液箱5内，当浓缩液箱5内待浓缩的溶液蓄积到预设液位高度时，第一液位控制器24便指示冷媒循环组件、升温液循环组件及水环真空泵1开始工作。

待浓缩的溶液通过输液器进入到第一换热器6里去获取另一侧升温液的热量。

被浓缩的溶液获得第一次升温后又通过第一换热器6的溶液侧出口被辅助泵23压入到冷凝器3里去获取该换热器另一侧冷媒(制冷剂)的潜热进一步得到升温。

而制冷剂释放潜热给该溶液后便冷凝成液态制冷剂，该液态制冷剂再次通过节流装置9重新进入到蒸发器12里吸收该蒸发器12另一侧升温液的潜热得以蒸发，蒸发了的制冷剂再次被压缩机10压入到冷凝器3里给待浓缩的溶液二次升温，就这样周而复始地完成制冷剂的循环过程。

通过二次升温的待浓缩的溶液被辅助泵23及水环真空泵1双泵作用力下吸入到负压蒸发室2内进行喷淋并蒸发。

实现浓缩过程后的溶液通过第一控制阀4门被输出泵8吸出，并打入到浓缩液箱5里与该箱内尚未被浓缩的溶液充分混合后，又重新被辅助泵23吸入到第一换热器6里，再被辅助泵23打入冷凝器3里使之获取冷媒的潜热得到二次升温。

然后，被水环真空泵1吸入到负压蒸发室2里实现负压蒸发与溶液浓缩的过程，这样就完成浓缩溶液的循环过程。

循环泵13把升温液抽出储液箱17分成两路，一路进入到第一换热器6初次升温交换热量给待浓缩的溶液后，又重新回到了储液箱17内。

另一路通过流入阀11门进入到蒸发器12里去释放潜热给蒸发器12另一侧制冷剂，释放潜热后的升温液便流出蒸发器12通过管道分成两股。

一股通过入水阀21门进入到水环真空泵1内充当密封工作水。

另一股通过调节阀20进入到第二换热器19内去冷凝该换热器另一侧由水环真空泵1排出的水汽。

为了避免热能浪费提高升温液的温度可以适当打开旁出阀14，该旁出阀14门设置在出蒸发器12的低温循环水管道处。

而待浓缩的溶液在负压蒸发内蒸发而来的水汽，被水环真空泵1排入到第二换热器19内，水汽被该换热器另一侧低温升温液冷凝成液态水进入到储液箱17里与升温液充分混合在一起。

第二换热器19里的低温升温液获得水汽部分潜热后，便通过排水管16进入到储水箱或被排到环境里。

或者，可以把一部分低温升温液通过旁入阀18重新进入到储液箱17里，就这样实现了整个循环水的循环过程。

第一热源15可以是电加热棒，储液箱17也可以有来自其它方面的热源，例如，来自另一个冷凝器3的热量。

制冷剂不断在冷媒循环组件内实现循环，升温液通过循环泵13工作实现循环过程，待浓缩的溶液通过输出泵8和辅助泵23实现浓缩溶液的循环过程，当然也离不开水环真空泵1的助力，最终实现浓缩溶液循环及浓缩工艺过程。

当浓缩液箱5内，浓缩液箱5内的溶液降低到预设浓度要求时，其液位也随之下降，并低于预设的液位高度值。

第一液位控制器24便指示水环真空泵1、冷媒循环组件、升温液循环组件、输出泵8停止工作，其相应阀门也关闭或打开，经完成浓缩任务后浓溶液流出浓缩溶液箱或进入到下一个工艺循环中去，也可以是下一个工艺循环中的工作泵把已被浓缩好的溶液吸出，完成了被浓缩溶液的循环过程。

本实施例中，待浓缩的溶液流量大小经常发生改变。

第四实施例

请参阅图4，基于本实用新型第三实施例提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，本实用新型的第四实施例提供另一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，其不同之处在于，所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出至外界。

本实施例中，待浓缩的溶液流量大小相对稳定。

第五实施例

请参阅图5，不同于第一实施例至第四实施例提供的多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置，本实用新型的第五实施例提供另一种多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置。

所述多级升温与热循环的负压蒸发式溶液浓缩装置包括：

冷媒循环组件，包括依次环绕相连的蒸发器12、节流装置9、冷凝器3及压缩机10；

升温液循环组件，包括储液箱17、循环泵13、第一换热器6、第一热源15及第二换热器19；所述储液箱17、所述循环泵13及所述第一换热器6依次环绕相连，所述第一热源15设于所述储液箱17内；

浓缩液输送组件，包括负压蒸发室2、水环真空泵1及输出装置，所述冷凝器3、所述负压蒸发室2、所述水环真空泵1、所述第二换热器19、所述储液箱17依次连通；所述输出装置与所述负压蒸发室2连通；

其中，所述第一热源15用于加热所述储液箱17内的升温液，所述循环泵13用于将加热后的升温液送入所述第一换热器6后，又送回所述储液箱17；

所述第一换热器6用于将加热后的升温液的热量传递至待浓缩的溶液，随后，所述水环真空泵1用于将该溶液依次送入所述第二换热器19、所述冷凝器3后，抽入所述负压蒸发室2内，以助于该溶液三次吸热升温；

所述水环真空泵1还用于使所述负压蒸发室2处于负压状态，并将所述负压蒸发室2中待浓缩的溶液负压蒸发产生的水汽经过所述第二换热器19送入所述储液箱17，以提升所述储液箱17内所述升温液的温度；

所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出。

所述循环泵13还用于将加热后的升温液经过所述蒸发器12，送入所述水环真空泵1；所述输出装置用于将浓缩后的溶液自所述负压蒸发室2内排出至所述浓缩液箱5内。

所述输液器为输入泵26，所述输入泵26用于将浓缩液箱5内中待浓缩的溶液抽入所述第一换热器6。

该实施例显著特点在于采用三级升温方式把被浓缩溶液进行升温，初次升温是通过循环泵13把升温液打入第一换热器6为低温的被浓缩的溶液加热，初次升温的溶液被输入泵26打入第一换热器6进行热量交换。

溶液得到第一次升温后再进入到第二换热器19获取从水环真空泵1排出的水汽的潜热。

获取水汽潜热后溶液再进入到冷凝器3里获取制冷剂的潜热。

待浓缩的溶液获得了三次加热升温，这有利于降低热泵压缩机10的功率，其能效比会得到进一步提升。

进一步的，所设置的浓缩液箱5可以设置多个备用的，针对待浓缩的溶液流量大小经常发生变化，以防止待浓缩的溶液溢出浪费。

比如，中央空调热源塔由于天气缘故，其防冻液被稀释的速度会经常改变，导致防冻液溢出量也经常改变，因此，也必须在预备的浓缩溶液箱内设置有液位控制器，用来控制水环真空泵1及循环水泵的启动与工作的停止。

另外，负压蒸发室2内须设置液位控制器用来控制输出泵8输出的工作频率，防止排出泵吸空，或排出量不足；所导致溶液被水环真空泵1吸入。

流出负压蒸发室2的溶液管道上可以设置有止回阀，例如，第二控制阀7可以是止回阀，以防止浓溶液被吸入水环真空泵1内，另外，还可以进一步加强防止溶液进入水环真空泵1内，在进入水环真空泵1管道口处添置阻溶液流入装置。

本实用新型专利高效节能，可使热能得到循环利用，只要先给循环水加热到45℃左右并进行热能储存及保温，工作时热能就可以反复循环利用，无须再给循环水加热了，因为循环水热量通过热泵转移出去后又可以通过浓缩过程所产生的水汽潜热重新回到循环水中来，初始热量就是这样转移出去后又回收回来，回收回来又转移出去，通过蒸发与冷凝，吸收潜热与释放潜热及被浓缩溶液两级升温方式来达到高效浓缩溶液的目的。

它可以广泛应用于需要浓缩的食品医药行列、海水淡化、化工领域、污水处理以及中央空调热源塔防冻液的浓缩。

本实用新型专利考虑到蒸汽压力过低其比容积越大的因素，同时又考虑到温度过高会增加物料的损失及能源的浪费，在两者因素权衡之下，采取较妥的折中方案：把物料温度控制在82℃～85℃之间，既可以减少设备投资费用，又可以使浓缩溶液的效率大幅提高，这就是介于多效蒸发与热泵冷媒循环式热泵型低温蒸发之间浓缩温度，可避免传热系数降低，无须加大换热器面积，操作时蒸汽比容也不会太大，要求设备体积相应减小许多，降低了设备投资，同时真空度也不用那么高，减少电能的消耗，又可以避免因浓缩溶液相变时吸收潜热对热能的过多的消耗。

这与之前所申请的相关实用新型专利及实用新型专利会有较大的区别，前期所申请的相关浓缩实用新型专利(负压低温热泵型浓缩装置，专利号：201910781092.4，还有实用新型专利：201921374643.7)没有综合考虑蒸汽比容积与浓缩效率之间的关系，只对浓缩溶液进行一次升温，而无法降低其蒸汽的比容积，并且还会过多消耗压缩机10的功耗。而本实用新型专利却给予效率上进一步提高，首先通过热交换器把水汽潜热反馈一部分给被浓缩溶液使之得到初次升温，然后再通过热泵把循环水潜热转移至更高温度处，通过二次升温冷凝器3给被浓缩溶液第二次升温。前期的相关实用新型专利虽然也有利用水环真空泵1来产生真空，并起到传质与传热的作用，也借助了热泵来反馈水汽的潜热，但反馈的的热量难以满足更高的温度要求，即便达到了这么高的温度，但其能效比也是很低的，其配置的热泵机组电机功率也是非常大的。而本实用新型专利却不然，它是利用水环真空泵1传质传热过程中使循环水温度得到提升，而被浓缩的溶液却被降低了温度，并利用这两个流体之间的温度之差再通过换热器把一部分循环水热量交换给预备浓缩的溶液，而另一部分循环水通过热泵把其热量转移至更高处再交换给正在准备进入负压蒸发腔的被浓缩的溶液，就这样通过两级提升温度可使被浓缩的溶液达到较理想的更经济的比容积温度状态，而配置的热泵机组功率可以大幅减少，这是本实用新型专利目的所在，也是区别本人前期所申请的相关实用新型专利最实质内容所在。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。