凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器制造技术

一种凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器：系统集成凝汽源热泵与单效蒸馏工艺，是热泵行业与蒸馏行业的跨界产品；利用凝汽源热泵的干式蒸发器回收单效蒸馏工艺所蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热；通过热泵循环以冷凝器提供蒸馏热源、驱动单效蒸馏工艺、持续产生二次蒸汽；二次蒸汽从冷凝器的上部以低速流至干式蒸发器，既可实现冷凝器与蒸发器的一体化设计，又免去蒸汽驱动力；实现热泵驱动的单效蒸馏工艺。

【技术实现步骤摘要】
凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器(一)
本专利技术涉及一种海水淡化、食品加工、饮料生产、污水处理、净水处理、中水处理、化工行业、家用水净化、商用水净化、家用电器所使用的凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器。(二)
技术介绍
压汽蒸馏装置：海水在蒸发冷凝器的蒸发侧受热而蒸馏出二次蒸汽，被水蒸汽压缩机压缩以提高压力和温度后，重新输入蒸发冷凝器的冷凝侧，作为加热蒸汽而在凝结成为淡水的同时回收其凝结潜热，以为其蒸发侧提供海水蒸馏潜热，使得装置的驱动能耗降至最低；此外，补充海水回收取用淡水和排放盐水中的显热，以使装置的热功效率进一步提高。该装置的优点如下：(1)回收二次蒸汽凝结潜热以及取用淡水和排放盐水的显热，以实现独立的蒸馏操作，其中水蒸汽压缩机的输入轴功恰好补偿装置热损；(2)装置驱动电耗为11-66kW*h/t；(3)产品水质可达饮用标准。但是压汽蒸馏装置的缺点也制约其进一步发展：(1)水蒸汽压缩机的价格极其昂贵，无油技术较为复杂，从而导致产品可靠性降低、维修困难；(2)装置属于大型化工设备，因此难以实现小型化、家电化；(3)由于水的化学活跃度拐点为60℃，因此针对腐蚀性溶液或热敏性物料，必须采用70℃以下的低温蒸馏工艺，而在真空时由于水蒸汽的密度太低，导致水蒸汽压缩机的吸气量成百倍高于热泵压缩机，使其经济性极差、交货期慢长、维修成本高昂。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是：系统集成凝汽源热泵与单效蒸馏工艺，是热泵行业与蒸馏行业的跨界产品；利用凝汽源热泵的干式蒸发器回收单效蒸馏工艺所蒸馏出二次蒸汽的凝结潜热；通过热泵循环以冷凝器提供蒸馏热源、驱动单效蒸馏工艺、持续产生二次蒸汽；二次蒸汽从冷凝器的上部以低速流至干式蒸发器，既可实现冷凝器与蒸发器的一体化设计，又免去蒸汽驱动力；实现热泵驱动的单效蒸馏工艺。按照附图1所示的凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器，其由1-蒸发器；2-凝水箱；2-1-淡水出口；3-液位开关；4-膨胀阀；4-1-干燥过滤器；5-压缩机；5-1-驱动设备；5-2-缸套回热器；5-3-过冷回热器；6-管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器；6-1-海水进口；6-2-分离腔；6-3-圆环分布垂直虹吸吸热管簇；6-4-分流腔；6-5-圆柱空间虹吸下降通道；6-6-气态热泵工质进口；6-7-液态热泵工质出口；6-8-盐水罐；6-9-盐水出口；6-10-预热器；6-11-汽水分离器；6-12-不凝气排出口；7-热泵工质；8-海水；9-海水流量调节阀；10-淡水；11-盐水；12-压力开关；13-温度开关；14-真空泵；15-淡水回热器；16-淡水泵；17-盐水回热器；18-盐水泵；19-海水泵；20-排气阀；21-螺旋沉降离心机；22-结晶盐组成，其特征在于：蒸发器1顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机5、管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6壳程、过冷回热器5-3、干燥过滤器4-1、膨胀阀4、蒸发器1底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程上部的分离腔6-2、汽水分离器6-11、蒸发器1外侧、凝水箱2、淡水出口2-1，组成二次蒸汽过滤凝结回路；蒸发器1的底部液态热泵工质进口、水平管内侧、顶部气态热泵工质出口，组成热泵工质的管内取热干式蒸发回路；蒸发器1顶部气态热泵工质出口外侧设置的感温包闭环控制膨胀阀4的开度，而膨胀阀4的出口通过管道连接蒸发器1的底部液态热泵工质进口，组成热泵工质膨胀控制回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6壳程的顶部气态热泵工质进口6-6、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的外侧、底部液态热泵工质出口6-7，组成热泵工质的逆流冷凝放热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程的下部海水进口6-1、下部分流腔6-4、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇6-3和圆柱空间虹吸下降通道6-5的内侧、上部分离腔6-2，组成盐水的管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏回路，其中圆环分布垂直虹吸吸热管簇6-3为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道6-5，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6的外壳为垂直设置的圆柱面；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程上部内壁设置液位开关3，依据盐水水位信号闭环控制海水流量调节阀9的开度，而海水流量调节阀9的出口通过管道串联连接排气阀20、海水进口6-1，组成海水的排气与流量调节回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程上部分离腔6-2内壁设置压力开关12和温度开关13各一只；真空泵14的进气口连接管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程顶部的不凝气排出口6-12，组成不凝气排出回路；淡水出口2-1通过管道连接淡水回热器15的淡水10侧、淡水泵16，组成淡水的取用、回热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程底部的盐水出口6-9通过管道连接盐水回热器17的盐水11侧、盐水泵18，组成盐水的排放、回热回路；海水泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15和盐水回热器17的海水8侧、汇流三通、过冷回热器5-3的海水8侧、海水流量调节阀9的进口，组成海水回热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程底部盐水罐6-8的内壁设置预热器6-10，组成盐水的启动预热回路。管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器6管程底部的盐水出口6-9通过管道连接盐水回热器17的盐水11侧、盐水泵18、螺旋沉降离心机21及其结晶盐22出口、结晶盐22，组成盐水分离结晶回路；而螺旋沉降离心机21的盐水出口则通过管道连接海水泵19的进口三通，组成盐水分离、混合、循环回路。螺旋沉降离心机21是高速冷冻离心机21；或是碟片式离心机21；或是管式离心机21；或是倾桥式离心机21；或是篮式离心机21；或是板框式过滤机21；或是平板过滤机21；或是真空旋转过滤机21。驱动设备5-1是电动机5-1，或是燃气驱动内燃发动机5-1，或是汽油驱动内燃发动机5-1，或是柴油驱动内燃发动机5-1，或是煤油驱动内燃发动机5-1，或是斯特林外燃发动机5-1，或是燃气驱动燃气轮发动机5-1，或是煤气驱动燃气轮发动机5-1。海水泵19的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器15和盐水回热器17的海水8侧、汇流三通、发动机5-1的缸套回热器5-2的海水8侧、过冷回热器5-3的海水8侧、海水流量调节阀9的进口，组成海水梯级回热回路。海水8是城市中水8，或是城市污水8，或是盐水8，或是酸水8，或是碱水8，或是有机溶液8，或是无机溶液8，或是工业废水8，或是矿井苦咸水8，或是油田污水8，或是化工污水8中的一种。淡水回热器15是套管式换热器15，或是壳管式换热器15，或是板式换热器15，或是板翅式换热器15，或是盘管式换热器15，或是螺旋板式换热器15的取用淡水10预热补充海水8的换热器。盐水回热器17是套管式换热器17，或是壳管式换热器17，或是板式换热器17，或是板翅式换热器17，或是盘管式换热器17，或是螺旋板式换热器17的排放盐水11预热补充海水8的换热器。本专利技术的工作原理结合附图1说明如下：1、二次蒸汽凝结回热：二次蒸汽经过上部分离腔6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器，其由蒸发器(1)；凝水箱(2)；淡水出口(2‑1)；液位开关(3)；膨胀阀(4)；干燥过滤器(4‑1)；压缩机(5)；驱动设备(5‑1)；缸套回热器(5‑2)；过冷回热器(5‑3)；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)；海水进口(6‑1)；分离腔(6‑2)；圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6‑3)；分流腔(6‑4)；圆柱空间虹吸下降通道(6‑5)；气态热泵工质进口(6‑6)；液态热泵工质出口(6‑7)；盐水罐(6‑8)；盐水出口(6‑9)；预热器(6‑10)；汽水分离器(6‑11)；不凝气排出口(6‑12)；热泵工质(7)；海水(8)；海水流量调节阀(9)；淡水(10)；盐水(11)；压力开关(12)；温度开关(13)；真空泵(14)；淡水回热器(15)；淡水泵(16)；盐水回热器(17)；盐水泵(18)；海水泵(19)；排气阀(20)；螺旋沉降离心机(21)；结晶盐(22)组成，其特征在于：蒸发器(1)顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机(5)、管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)壳程、过冷回热器(5‑3)、干燥过滤器(4‑1)、膨胀阀(4)、蒸发器(1)底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部的分离腔(6‑2)、汽水分离器(6‑11)、蒸发器(1)外侧、凝水箱(2)、淡水出口(2‑1)，组成二次蒸汽过滤凝结回路；蒸发器(1)的底部液态热泵工质进口、水平管内侧、顶部气态热泵工质出口，组成热泵工质的管内取热干式蒸发回路；蒸发器1顶部气态热泵工质出口外侧设置的感温包闭环控制膨胀阀(4)的开度，而膨胀阀(4)的出口通过管道连接蒸发器(1)的底部液态热泵工质进口，组成热泵工质膨胀控制回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)壳程的顶部气态热泵工质进口(6‑6)、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6‑3)和圆柱空间虹吸下降通道(6‑5)的外侧、底部液态热泵工质出口(6‑7)，组成热泵工质的逆流冷凝放热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程的下部海水进口(6‑1)、下部分流腔(6‑4)、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6‑3)和圆柱空间虹吸下降通道(6‑5)的内侧、上部分离腔(6‑2)，组成盐水的管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏回路，其中圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6‑3)为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道(6‑5)，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)的外壳为垂直设置的圆柱面；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部内壁设置液位开关(3)，依据盐水水位信号闭环控制海水流量调节阀(9)的开度，而海水流量调节阀(9)的出口通过管道串联连接排气阀(20)、海水进口(6‑1)，组成海水的排气与流量调节回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部分离腔(6‑2)内壁设置压力开关(12)和温度开关(13)各一只；真空泵(14)的进气口连接管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程顶部的不凝气排出口(6‑12)，组成不凝气排出回路；淡水出口(2‑1)通过管道连接淡水回热器(15)的淡水(10)侧、淡水泵(16)，组成淡水的取用、回热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程底部的盐水出口(6‑9)通过管道连接盐水回热器(17)的盐水(11)侧、盐水泵(18)，组成盐水的排放、回热回路；海水泵(19)的出口通过管道连接分流三通、并联的淡水回热器(15)和盐水回热器(17)的海水(8)侧、汇流三通、过冷回热器(5‑3)的海水(8)侧、海水流量调节阀(9)的进口，组成海水回热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程底部盐水罐(6‑8)的内壁设置预热器(6‑10)，组成盐水的启动预热回路。...

【技术特征摘要】
1.一种凝汽源热泵过冷回热驱动单效蒸馏器，其由蒸发器(1)；凝水箱(2)；淡水出口(2-1)；液位开关(3)；膨胀阀(4)；干燥过滤器(4-1)；压缩机(5)；驱动设备(5-1)；缸套回热器(5-2)；过冷回热器(5-3)；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)；海水进口(6-1)；分离腔(6-2)；圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6-3)；分流腔(6-4)；圆柱空间虹吸下降通道(6-5)；气态热泵工质进口(6-6)；液态热泵工质出口(6-7)；盐水罐(6-8)；盐水出口(6-9)；预热器(6-10)；汽水分离器(6-11)；不凝气排出口(6-12)；热泵工质(7)；海水(8)；海水流量调节阀(9)；淡水(10)；盐水(11)；压力开关(12)；温度开关(13)；真空泵(14)；淡水回热器(15)；淡水泵(16)；盐水回热器(17)；盐水泵(18)；海水泵(19)；排气阀(20)；螺旋沉降离心机(21)；结晶盐(22)组成，其特征在于：蒸发器(1)顶部气态热泵工质出口通过管道连接压缩机(5)、管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)壳程、过冷回热器(5-3)、干燥过滤器(4-1)、膨胀阀(4)、蒸发器(1)底部液态热泵工质进口，组成热泵循环回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部的分离腔(6-2)、汽水分离器(6-11)、蒸发器(1)外侧、凝水箱(2)、淡水出口(2-1)，组成二次蒸汽过滤凝结回路；蒸发器(1)的底部液态热泵工质进口、水平管内侧、顶部气态热泵工质出口，组成热泵工质的管内取热干式蒸发回路；蒸发器1顶部气态热泵工质出口外侧设置的感温包闭环控制膨胀阀(4)的开度，而膨胀阀(4)的出口通过管道连接蒸发器(1)的底部液态热泵工质进口，组成热泵工质膨胀控制回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)壳程的顶部气态热泵工质进口(6-6)、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6-3)和圆柱空间虹吸下降通道(6-5)的外侧、底部液态热泵工质出口(6-7)，组成热泵工质的逆流冷凝放热回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程的下部海水进口(6-1)、下部分流腔(6-4)、中部圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6-3)和圆柱空间虹吸下降通道(6-5)的内侧、上部分离腔(6-2)，组成盐水的管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏回路，其中圆环分布垂直虹吸吸热管簇(6-3)为圆环分布、垂直设置的管簇，中央设置一个圆柱空间虹吸下降通道(6-5)，而管簇内壁的多个圆柱空间设为虹吸上升通道，虹吸下降通道与虹吸上升通道的流通面积大致相等；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)的外壳为垂直设置的圆柱面；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部内壁设置液位开关(3)，依据盐水水位信号闭环控制海水流量调节阀(9)的开度，而海水流量调节阀(9)的出口通过管道串联连接排气阀(20)、海水进口(6-1)，组成海水的排气与流量调节回路；管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程上部分离腔(6-2)内壁设置压力开关(12)和温度开关(13)各一只；真空泵(14)的进气口连接管内虹吸循环逆流吸热升膜蒸馏冷凝器(6)管程顶部的不凝气排出口(6-12)，组成不凝气排出回路；淡水出口(2-1)通过管道连接淡水回热器(15)的淡水(...

【专利技术属性】
技术研发人员：侴乔力，陈江，侴雨宏，魏蔚，
申请(专利权)人：侴乔力，陈江，
类型：发明
国别省市：安徽,34