CN109107209A - 基于热泵***的蒸馏釜加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，属于蒸馏设备领域，包括蒸馏釜以及热泵组件，所述热泵组件包括压缩机、冷凝器、内换热器和外换热器；热泵组件内的制冷剂在热泵***内循环，经过蒸馏釜内部的内换热器为待蒸馏液加热，使其汽化，实现对待蒸馏液的蒸发过程；随后经过冷凝器制冷剂被进一步冷却后，与汽化后的蒸汽同时进入外换热器，从而利用冷凝后的制冷剂实现对蒸汽的冷凝过程，从而得到蒸馏完成的新液。本发明不仅降低了蒸馏过程的能耗，节约了能源，还能够减少设备的安装空间，简化安装过程，降低了客户的安装及运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洁设备的蒸馏领域，尤其是涉及基于热泵***的蒸馏釜加热装置。
背景技术
蒸馏是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。现有的蒸馏过程一般包括如下过程：首先待蒸馏液从外部进入蒸馏釜内，在蒸馏釜内一般采用电加热的方式对待蒸馏液进行加热，使之沸腾汽化，最后汽化后的蒸汽经过水冷式冷凝器降温液化成新液。
由以上可知，现有的蒸馏过程采用电加热***对蒸馏釜中的液体进行加热，同时又需要外部冷却水进行冷凝回收，***能耗大，且需要专用的外部冷却水装置同时工作，控制、安装复杂，且不可灵活移动。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了基于热泵***的蒸馏釜加热装置。
本发明的主要内容包括：
基于热泵***的蒸馏釜加热装置，包括蒸馏釜以及热泵组件，所述热泵组件包括压缩机、内换热器、冷凝器以及外换热器；所述内换热器设置在所述蒸馏釜内部，所述压缩机的排气口通过热泵管道与所述内换热器的进口连接，所述内换热器的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述外换热器的第一进口连接，所述外换热器的第一出口与所述压缩机的进气口连接；所述热泵管道内流通有制冷剂；所述蒸馏釜的出气口经蒸馏管道与所述外换热器的第二进口连接，所述外换热器的第二出口与外部的新液收集装置连接。
优选的，所述蒸馏釜的底部设置有制冷剂进口和制冷剂出口，所述内换热器的进口和出口分别安装在所述制冷剂进口和所述制冷剂出口上。
优选的，所述蒸馏釜下部外侧包裹有加热隔层，所述加热隔层与所述蒸馏釜的外侧形成封闭的隔热空间；所述隔热空间通过所述热泵管道与所述压缩机的排气口相连接。
优选的，所述加热隔层的制冷剂的进口设置在所述蒸馏釜的底部，所述加热隔层的制冷剂的出口设置在所述蒸馏釜的一侧。
优选的，所述内换热器为盘管。
优选的，所述外换热器的第二出口与外部的新液收集装置之间还设置有蒸馏缓冲罐。
优选的，所述外换热器为板式热交换器。
本发明的有益效果在于：本发明提出的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，使用热泵组件替代现有的电加热***；热泵组件内的制冷剂在热泵***内循环，经过蒸馏釜内部的内换热器为待蒸馏液加热，使其汽化，实现对待蒸馏液的蒸发过程；随后经过冷凝器制冷剂被进一步冷却后，与汽化后的蒸汽同时进入外换热器，从而利用冷凝后的制冷剂实现对蒸汽的冷凝过程，从而得到蒸馏完成的新液。本发明不仅降低了蒸馏过程的能耗，节约了能源，还能够减少设备的安装空间，简化安装过程，降低了客户的安装及运行成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明所保护的技术方案做具体说明。
本发明提出了基于热泵***的蒸馏釜加热装置，采用热泵***替代现有的电加热***和冷凝***，即采用热泵***的制冷剂作为热源，对待蒸馏液进行加热，使其汽化，并同时作为冷源对汽化后的蒸汽进行冷凝，使其变为液体；通过循环，实现节约能耗的目的。
请参阅图1。本发明的基于热泵***的蒸馏釜加热装置包括蒸馏釜1和热泵组件，所述蒸馏釜1用于盛装待蒸馏液，并在其内对待蒸馏液进行蒸馏，使其汽化；所述热泵组件包括压缩机3、内换热器20、冷凝器4以及外换热器2，所述热泵组件内的各个部件通过热泵管道30连接，所述热泵管道30内流通有制冷剂，制冷剂作为冷媒和热媒实现蒸馏的蒸发和冷凝作用；在其中一个实施例中，所述制冷剂可以为氟利昂或者R410a、R134a、R407C、R22等制冷剂。
具体地，所述内换热器20设置在所述蒸馏釜1内；所述内换热器20的进口通过所述热泵管道30与所述压缩机3的排气口连通；所述内换热器20的出口通过所述热泵管道30与所述冷凝器4的进口相连通；在其中一个实施例中，在所述蒸馏釜1的底部设置有制冷剂进口和制冷剂出口，所述内换热器20的进口与该制冷剂进口相连接，同时与所述压缩机3的排气口相连接的所述热泵管道30也与该制冷剂进口相连接；而所述内换热器20的出口与上述制冷剂出口相连接，同时，与所述冷凝器4的进口相连接的热泵管道30也与上述制冷剂出口相连接；在其中一个实施例中，所述内换热器为盘管；所述冷凝器4的出口通过所述热泵管道30与外换热器2的第一进口相连接，而所述外换热器2的第一出口通过热泵管道30与所述压缩机3的进气口相连接；在其中一个实施例中，所述外换热器2为板式热交换器；所述制冷剂在所述热泵组件内实现循环。
同时，蒸馏后的蒸汽经过蒸馏管道10由所述蒸馏釜1的出气口经所述外换热器2冷凝液化后，排出至外部的新液收集装置；具体地，蒸馏釜1的出气口通过所述蒸馏管道10与所述外换热器2的第二进口相连接，所述外换热器2的第二出口与外部的新液收集装置相连接；在其中一个实施例中，在所述外换热器的第二出口和外部的新液收集装置之间还设置有蒸馏缓冲罐5，用于进一步冷却和存放液化后的新液。
在其中一个实施例中，所述蒸馏釜1的下部外侧还包裹有加热隔层，所述加热隔层与所述蒸馏釜的外侧形成封闭的隔热空间；所述隔热空间通过所述热泵管道与所述压缩机的排气口相连接；所述加热隔层的制冷剂的进口设置在所述蒸馏釜的底部，所述加热隔层的制冷剂的出口设置在所述蒸馏釜的一侧。
本发明的工作过程如下：
待蒸馏液经进液管道11和蒸馏釜1的进液口进入蒸馏釜内；经压缩机3压缩后的高温的制冷剂通过热泵管道30进入所述蒸馏釜内的内换热器20，在所述内换热20内完成换热，使用制冷剂的热量将蒸馏釜1内的待蒸馏液加热，使其汽化，变为蒸汽；接着，制冷剂进入冷凝器4，经冷凝后与汽化后的蒸汽同时进入所述外换热器2，在所述外换热器2内实现换热，冷凝后的制冷剂带走热量，而蒸汽冷却后变为新液，，流入外部的新液收集装置；而加热后的制冷剂再次进入压缩机3。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (7)
1.基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，包括蒸馏釜以及热泵组件，所述热泵组件包括压缩机、内换热器、冷凝器以及外换热器；所述内换热器设置在所述蒸馏釜内部，所述压缩机的排气口通过热泵管道与所述内换热器的进口连接，所述内换热器的出口与所述冷凝器的进口连接，所述冷凝器的出口与所述外换热器的第一进口连接，所述外换热器的第一出口与所述压缩机的进气口连接；所述热泵管道内流通有制冷剂；所述蒸馏釜的出气口经蒸馏管道与所述外换热器的第二进口连接，所述外换热器的第二出口与外部的新液收集装置连接。
2.根据权利要求1所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述蒸馏釜的底部设置有制冷剂进口和制冷剂出口，所述内换热器的进口和出口分别安装在所述制冷剂进口和所述制冷剂出口上。
3.根据权利要求1所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述蒸馏釜下部外侧包裹有加热隔层，所述加热隔层与所述蒸馏釜的外侧形成封闭的隔热空间；所述隔热空间通过所述热泵管道与所述压缩机的排气口相连接。
4.根据权利要求3所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述加热隔层的制冷剂的进口设置在所述蒸馏釜的底部，所述加热隔层的制冷剂的出口设置在所述蒸馏釜的一侧。
5.根据权利要求1所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述内换热器为盘管。
6.根据权利要求1所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述外换热器的第二出口与外部的新液收集装置之间还设置有蒸馏缓冲罐。
7.根据权利要求1所述的基于热泵***的蒸馏釜加热装置，其特征在于，所述外换热器为板式热交换器。
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