[发明专利]一种可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统

权利要求书

1.一种可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统，其特征在于，所述系统包括加热罐、蒸汽冷却与凝结系统、热泵循环系统、抽真空与再凝结系统、水循环调温系统、散热系统，

所述加热罐的外部上方设置有搅拌电机，加热罐的内部设置有风扇叶片、消泡装置、搅拌片，底部设有浓料液出管，所述搅拌电机提供所述搅拌片和所述风扇叶片旋转的动力，所述加热罐的外壁设置有保温层；

所述蒸汽冷却与凝结系统包括冷水循环罐、汽水换热器、喷淋水循环泵和喷液器，其中，所述汽水换热器设置于蒸汽流动管路上，用于预冷却蒸汽，所述喷液器设置于冷水循环罐内，用于冷凝吸收水蒸气，所述喷淋水循环泵用于提供冷水循环的动力，所述冷水循环罐用于储存循环冷水；

所述热泵循环系统包括压缩机、初级换热器、制冷剂加热盘管、节流阀、蒸发器盘管、二级蒸发器、制冷剂气液分离器，其中，所述压缩机提供热泵循环的动力，所述初级换热器与所述水循环调温系统换热，所述制冷剂加热盘管设置在所述加热罐内，用于加热物料，所述蒸发器盘管设置于所述冷水循环罐的内部，用于冷却喷淋水和循环冷水并进一步降膜吸收蒸汽；

所述水循环调温系统包括热水循环泵、加热管调温装置、热水加热盘管、膨胀罐、补水管，其中，所述热水加热盘管设置在所述加热罐内部，用于加热物料，所述膨胀罐和补水管用于水循环调温系统的定压、补水；

所述抽真空与再凝结系统用于形成负压，以抽吸所述冷水循环罐中的凝结水和不凝性气体，保证加热罐内的真空环境和凝结水位；

所述散热系统包括蒸发冷却设备、冷却水泵、冷却水温控装置，用于对所述加热罐蒸发出的二次蒸汽进行预冷却散热，以保证所述热泵循环系统的冷热平衡，所述蒸发冷却设备采用循环水直接蒸发冷却方式，所述冷却水泵提供冷却水循环动力，所述冷却水温控装置用于在室外气象条件变化时控制汽水换热器进水温度，以控制其散热量；

其中，

所述加热罐用于储存进行沸腾蒸发的稀物料，送入所述加热罐的稀物料在抽真空与再凝结系统获得的真空条件下加热到沸点开始沸腾蒸发，在加热过程中，搅拌电机旋转驱动搅拌片对料液不断搅动，产生的蒸汽经消泡装置净化，由风扇叶片增强排出动力；

所述加热罐内净化后的蒸汽经所述蒸汽冷却与凝结系统的汽水换热器预冷却散热，以保证热量平衡；

冷却后的蒸汽经蒸汽冷却与凝结系统中喷液器形成的喷淋水吸收，并经所述蒸发器盘管进一步降膜吸收和冷却后形成低温凝结水，储存于所述冷水循环罐中用于循环喷淋；

所述热泵循环系统中的所述压缩机出口处的高温高压制冷剂首先进入所述初级换热器，进行预冷却，降温后的制冷剂再进入所述加热罐内的制冷剂加热盘管内，加热物料，然后经节流阀节流后送入所述冷水循环罐中的蒸发器盘管内，然后经二级蒸发器进一步吸热后返回压缩机；

所述水循环调温系统的热水循环泵将循环水送入所述初级换热器加热，循环水升温后送入所述加热罐内的热水加热盘管内加热料液，所述加热管调温装置通过监测制冷剂加热盘管的进口温度，调节循环热水流量以控制制冷剂加热盘管的进口温度；

所述散热系统设置的蒸发冷却设备产生的低于蒸汽温度的冷却水，经所述的冷却水泵送入所述的汽水换热器中，并通过所述的冷却水温控制装置调节散热量。

2.根据权利要求1所述的可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统，其特征在于，所述蒸汽冷却与凝结系统的汽水换热器为低阻型壳管式换热器或翅片管换热器，换热器出口蒸汽管路连接所述冷水循环罐。

3.根据权利要求1所述的可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统，其特征在于，所述喷淋水循环泵回水管连接所述冷水循环罐的底部，出水管连接所述喷液器，所述喷液器形成喷淋水，直接接触冷凝吸收水蒸气。

4.根据权利要求1所述的可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统，其特征在于，所述消泡装置设置于物料液面与风扇叶片之间。

5.根据权利要求1所述的可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统，其特征在于，所述制冷剂加热盘管和所述蒸发器盘管采用管内增强换热的内肋管。