[发明专利]无冷却水直冷式电子冷凝器及实验装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学、化工、制药、食品、环境等行业的科研院所、高等院校、企业研发机构；具体属于实验仪器和设备技术制造领域，尤其涉及一种无冷却水直冷式电子冷凝器及实验装置。

背景技术

水是人类赖以生存和发展的重要资源之一，是不可缺少、不可代替的特殊资源。没有水就没有生命，就没有文明的进步、经济的发展和社会的稳定。世界上的水资源是有限的，经济和社会的发展必须与水的供应相适应，不能无限制地采水用水，不能超越水资源的承载能力。当今世界，随着人口的不断增长和经济的不断发展，淡水资源的需求量不断增加；同时，由于不合理的利用，本来短缺的淡水资源日益紧张。水资源是21世纪稀缺的基础自然资源，是一个国家或一个区域综合国力的有机组成部分，是社会经济发展中的重要战略性经济资源。水资源短缺问题是当前我国社会经济可持续发展最突出的问题之一，在《中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书》中将节约用水作为一项重要国策提出来，指出节约用水是我们解决水资源短缺的首要问题，加强全民节水意识，加大节水科技投入，推广行之有效的节水技术与措施，全面深入地开展节水工作，最大限度地提高用水效率已是刻不容缓的事情。

如何从长期困扰我国社会经济发展的水资源匾乏的状况中找出一条合理、可行又可产生积极效果的解决水资源问题的出路，已是当前亟待研究解决的重要课题。因其水资源的有限，故必须科学合理地用水，各行各业都在探索各种节水措施。减少水的使用量是最传统也是最有效的一种节水途径。随着科技进步和社会的不断发展，这种节水技术也在不断改进、提高，对此，各国都积累了较多的经验和做法，在工业用水中方面，已推广蒸汽冷凝回用、间接冷却水循环利用、污水处理回用等节水技术；在农业灌溉节水技术的应用，世界农业灌溉节水技术经过了地面灌溉、喷灌、微灌(滴灌及微喷灌)及渗灌等发展过程，目前已达到较高的技术水平；在城市建筑及生活用水方面，大力推广中水回用技术、防渗漏技术及节水型器具、卫生洁具，提高用水重复利用率。

然而，对于科研院所、学校实验室等研究教育机构实验用水的浪费却无人问津，没有引起社会足够的重视。实验室在进行科学研究、实验教学、纯水制备等需要冷却水的实验中，普遍使用自来水直接通入实验装置，实验过程中自来水大量排放，白白浪费了许多珍贵的洁净水。因此，科学研究、教育行业节水应当成为科研人员、教育工作者及全社会非常值得关注的问题。

许多科学研究及实验内容使用实验仪器进行实验时，样品的合成、分离、浓缩普遍要涉及到蒸馏、回流方法，这就需要用冷却水对冷凝器进行冷却，一般都是直接将自来水通入到仪器的冷凝器上，自来水进入冷凝器使冷凝器温度降低，自来水吸收热量后从冷凝器冷排出直接放掉，造成水资源的严重浪费。以有机化学实验中的蒸馏实验为例，满足最低冷却温度要求时，冷却水的流速大约为每分钟2升，一套实验装置把自来水作为废水排放的水量为每小时120升，每组实验学生人数30名，就要用30套实验装置，每完成一个有机实验的平均时间约为6小时，那么完成一个实验，就平均排放了21.6吨洁净自来水。而这只是一所院校一个实验室中一个实验项目的用量，如果以全国院校、实验室、实验项目的数量来统计将是一个十分惊人的数字。除此之外，全国从事科学研究实验教学的科研院所及院校实验用纯水配置了不少纯水蒸馏设备，每小时产1.6升纯水，要消耗掉120升冷却用自来水，制备一桶20升纯水则需耗费1.5吨洁净自来水，另外还要耗费37.5度电能；由此可以看出每升纯水的制作成本。并且有时遇到突然停水时，必须立即停止实验，给正常的科学研究及实验教学带来极大的不便。目前用于实验室的循环水装置也有多种，普遍使用的是不带制冷系统的循环水泵，但使用一段时间后水温逐渐升高，失去冷却效果；有带压缩机制冷系统的循环水机，但这类循环水冷却设备耗电量大，价格高，虽然冷却效果好，但实验运行成本高，难以在科学研究、实验教学中得到广泛的普及和推广。