[發明專利]一種噴射壓縮式熱泵深度蒸發濃縮系統

在審

• 申請號: 202110573062.1
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113350814A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張承虎;陸威俊;薛貴鈺;黃海成
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B01D1/26
• 分類號: B01D1/26;B01D1/28;B01D1/30
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

本發明一種噴射壓縮式熱泵深度蒸發濃縮系統，涉及熱泵雙效蒸發濃縮系統技術領域。為解決現有熱泵蒸發濃縮系統難以維持較高真空度，對制冷劑全部深度壓縮，耗能和維持成本較高，冷凝水余熱無法在能質平衡的狀態下充分利用的問題。本發明包括第一壓縮機、熱泵第一冷凝器、熱泵第一蒸發器、熱泵第二蒸發器、噴射器、熱泵第二冷凝器、一效蒸發罐、二效蒸發罐、真空泵、凝結水收集罐、凝結水排出泵，依次形成乏汽熱力循環、制冷劑熱力循環和雙效蒸發濃縮。本發明將噴射器和壓縮機結合，節約了能量和運營成本，梯級蒸發和梯級壓縮可提高真空度，增大熱泵循環系統性能系數，并有效利用冷凝水余熱，實現節能生產。

技術領域

本發明涉及熱泵雙效蒸發濃縮系統技術領域，具體而言，涉及一種噴射壓縮式熱泵深度蒸發濃縮系統。

背景技術

雙效濃縮器適用于中藥、西藥、葡萄糖、釀酒、淀粉、口服液、化工、食品、味精、乳品等熱敏性物料的低溫真空濃縮。一般來說，在蒸發裝置中，為了降低溶液的蒸發溫度，需要蒸發在一定的真空狀態下操作，主要是為了維持物料中的熱敏性物質不被破壞，增大傳熱溫度差，從而加快蒸發速度，在雙效蒸發器中，由于兩效之間存在的壓力和溫度梯度差，有利于溶液的順流操作而不需要用泵來輸送料液，使得第二效蒸發器蒸發出來的最終需要冷凝的蒸汽溫度較低，因而冷卻水的用量也相對較少。另外，由于第一效加熱產生的二次蒸汽可以用于第二效的熱源，不僅節省了原來在單效中蒸發相同量溶液所需的生蒸汽的消耗，而且這部分在單效中需要用冷卻水來冷凝的蒸汽可以用于二效的加熱器中冷凝，加熱需要蒸發的溶液同時本身得到了冷凝，所以節約了大量的冷卻水。

現有的雙效蒸發濃縮系統，利用水-汽冷凝器來凝結二效的汁汽，將二效汁汽的廢熱排出系統，但二效汁汽的廢熱幾乎等同與為生蒸汽提供的供給熱量，若將廢熱排出，則會導致雙效蒸發系統的能耗較高，運行成本也相對偏高。若為了利用二效汁汽的廢熱而將雙效蒸發濃縮系統增加至三效蒸發濃縮系統，則需要增設相應的蒸發罐、冷凝器、壓縮機等設備，所需成本將再次提高，與二效汁汽的廢熱相比得不償失。

此外，現有的雙效蒸發濃縮系統普遍采用壓縮機對制冷劑進行深度壓縮，壓縮機主要通過改變制冷劑的壓力，來從空氣中帶走熱量，需要對能耗和運營成本具有較高的要求；并且為了保證雙效蒸發系統的熱傳效果和運行的穩定性，對雙效蒸發系統的真空度要求也相對較高，現有的濃縮系統利用冷卻塔提供冷卻水，受環境溫度影響較大，導致冷卻效果不好；同時，制冷劑管路中冷凝水中的余熱無法有效利用，也會造成一定的浪費。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：

為了解決現有的熱泵雙效蒸發濃縮系統的難以維持較高的真空度，全部對制冷劑進行深度壓縮，耗能較大，維持成本較高，制冷劑管路中的冷凝水余熱無法在能質平衡的狀態下充分利用，造成能源浪費，運營成本較高的問題。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案：

方案一：一種噴射壓縮式熱泵深度蒸發濃縮系統，包括第一壓縮機、熱泵第一冷凝器、第一節流膨脹閥、熱泵第一蒸發器、第二節流膨脹閥、熱泵第二蒸發器、噴射器、熱泵第二冷凝器、一效蒸發罐、二效蒸發罐、第一進料閥、第二進料閥、第三進料閥、第一出料閥、第二出料閥、第三出料閥、出料泵、第三節流膨脹閥、抽真空控制閥、真空泵、凝結水收集罐、凝結水排出泵、凝結水逆止閥、第一制冷劑管路、第二制冷劑管路、第三制冷劑管路、第四制冷劑管路、第五制冷劑管路、第六制冷劑管路、第七制冷劑管路、第八制冷劑管路、第九制冷劑管路、第一載熱介質管路、第二載熱介質管路、第三載熱介質管路、第四載熱介質管路、第五載熱介質管路、第六載熱介質管路、第一進料管路、第二進料管路、第三進料管路、第一出料管路、第二出料管路、第三出料管路、第一汁汽管路、第二汁汽管路、第三汁汽管路、第一乏汽管路、第二乏汽管路、第三乏汽管路、抽真空管路、凝結水排出管路,