[发明专利]一种以电驱动的冷热双效热泵型药液浓缩装置

说明书

技术领域

本发明涉及制药行业，特别是制药行业的药液浓缩环节。

背景技术

针对近几年我国发生的持续大规模的雾霾污染事件，国家和地方均制定了相应的治理措施，调整不合理的能源结构，治理大气污染，实现节能减排，推行清洁能源和可再生能源，提高能源消费过程中的污染排放控制标准。节能、减排、低碳、环保成为国家的一项国策。

制药产业作为我国一大产业，能源消耗极其巨大，目前其药液浓缩工艺如图1所示。药液浓缩分离装置以锅炉1产生的水蒸汽或高温热水为热源，在加热器2中药液被水蒸汽或热水加热。当温度到达一定程度，药液在蒸发室3中进行蒸发，蒸发产生的蒸汽经过冷凝器4。在冷凝器4中与冷水设备5产生的冷水进行热交换，蒸汽将热量传递给冷水，自身冷凝成液体后进入集液器6。冷水得到蒸汽冷凝的热量后温度升高，送回到冷水设备5，由机械制冷设备将其冷却循环利用。

在上述药液浓缩传统生产工艺过程中，一方面需要为加热器2源源不断地供应水蒸汽或热水，而另一方面在冷凝器4冷凝过程中又产生大量废热排除，并需要机械制冷抵消废热，因此传统生产工艺中存在大量的能量浪费。另外，生产工艺所需热源（水蒸汽或高温热水）多以燃煤锅炉提供，燃煤锅炉效率低，污染严重。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种以电驱动的冷热双效热泵型药液浓缩装置。一套装置既提供热源又提供冷源，满足药液浓缩过程中加热器的加热需求和冷凝器的排热需求，成功实现生产工艺过程中的热量转移，“一机两用”、冷热双效，具有节能环保、自动化程度高、节省人力的特点。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种以电驱动的冷热双效热泵型药液浓缩装置，它包括压缩机、膨胀阀、加热器/冷凝器、冷凝器/蒸发器、蒸发室、气液分离器和集液器。其结构特点是，由所述压缩机、加热器/冷凝器、冷凝器/蒸发器和膨胀阀依次连接形成制冷剂热量传递回路，另外由加热器/冷凝器、蒸发室、气液分离器、冷凝器/蒸发器和集液器依次连接形成药液浓缩热量传递回路。

本发明由于采用了上述系统形式，同现有技术相比具有如下有益效果：

1）一套装置同时提供热源和冷源，“一机两用”、冷热双效，满足了药液浓缩过程热源和冷源的同时需求；

2）药液浓缩过程中的热量被循环利用，减少浪费，节约能源；

3）用清洁电能源替代燃煤或燃油锅炉，无污染物排放，保护室外空气环境；

4）制冷剂与药液直接进行热交换，运行设备与操作环节少，自动化程度高，操作简便，节省人力。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术中药液浓缩装置系统示意图；

图2为本发明装置系统示意图；

图3为本发明装置中热泵原理图；

图4为本发明实施例中制冷剂状态变化图。

具体实施方式

参看图2，本发明以电驱动的冷热双效热泵型药液浓缩装置包括压缩机8、膨胀阀9、加热器/冷凝器2、冷凝器/蒸发器4、蒸发室3、气液分离器10和集液器6。由压缩机8、加热器/冷凝器2、冷凝器/蒸发器4和膨胀阀9依次连接形成制冷剂热量传递回路，另外由加热器/冷凝器2、蒸发室3、气液分离器10、冷凝器/蒸发器4和集液器6依次连接形成药液浓缩热量传递回路。

本发明装置工作时，

1、制冷剂热量传递回路：

1）、热泵循环及制冷剂的状态变化：

如图3所示，在制冷剂热量传递回路内部，其各点分别表示不同的状态点：a点为制冷剂吸入压缩机8前的状态点；b点为制冷剂被压缩机8排出时的状态点；c点为液态制冷剂进入膨胀阀9前过冷的状态点；d点为制冷剂经膨胀阀9节流后，进入冷凝器/蒸发器4前的状态点。

参看图4，a-b-c-d-a为热泵工作循环。a-b为制冷剂在压缩机8内的绝热过程，该过程制冷剂由低压气体变成高压气体，并且焓值增加；b-c为制冷剂在加热器/冷凝器2中的等压放热过程，制冷剂在加热器/冷凝器2被冷凝，由高压气体变成高压液体，自身焓值降低；c-d为制冷剂流经膨胀阀9的绝热膨胀过程，高压液态制冷剂经膨胀阀9节流后压力下降，焓值不变；d-a为制冷剂在冷凝器/蒸发器4中的等压蒸发过程，节流后的低压液体制冷剂进入冷凝器/蒸发器4，在冷凝器/蒸发器4内吸收热量蒸发变成低压气体。

2）、热量传递过程