以电驱动的冷热双效热泵型药液浓缩装置的制作方法

本实用新型涉及制药行业，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产生的水蒸气或高温热水为热源，在加热器2中药液被水蒸气或热水加热。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气或热水，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（水蒸气或高温热水）多以燃煤锅炉提供，燃煤锅炉效率低，污染严重。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型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，本实用新型的技术方案以如下方式实现：

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。

本实用新型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实用新型作进一步说明。

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为本实用新型装置系统示意图；

图3为本实用新型装置中热泵原理图；

图4为本实用新型实施例中制冷剂状态变化图。

具体实施方式

参看图2，本实用新型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。

本实用新型装置工作时，

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

以电驱动压缩机8做功，使得制冷剂由低温低压的气体变成高温高压的气体并排到加热器/冷凝器2内，在加热器/冷凝器2内高温制冷剂将热量传递出去，变成液态制冷剂冷凝下来，经膨胀阀9节流变成低压制冷剂进入冷凝器/蒸发器4，在冷凝器/蒸发器4内吸收热量后由液体变成气体返回压缩机8完成了一个循环。

2、药液浓缩热量传递回路：

参看图2，药液经药液进口进入到蒸发室3后，在加热器/冷凝器2和蒸发室3内进行循环，在加热器/冷凝器2内吸收制冷剂传给的热量后温度升高，药液温度升高到一定程度开始蒸发，药液得以浓缩提纯，浓缩提纯后的药液从加热器/冷凝器2底部的药液出口流出。蒸发出来的蒸汽经气液分离器10进入冷凝器/蒸发器4，在冷凝器/蒸发器4内与低温制冷剂液体进行热交换，蒸汽将热量传递给制冷剂，自身冷凝下来被收集到集液器6。药液源源不断经药液进口补充到蒸发室3中，浓缩过程得以往复。