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热压式蒸馏水机节能特点及节能效益

范文

刘德胜

摘? 要：在工业化社会发展过程中，能源是非常重要的因素，但是近年来，能源紧张也已经成为世界各国都在面对的问题，因而如何开发新能源以及提高现有能源的利用率也就成了行业内普遍关注的问题。热泵技术作为新能源技术当中的重要分支，得到了一定的推广，与常规设备相比，其消耗的能源较少，产出比较高，因而针对其节能特点进行分析，并计算其节能效益就极有必要。该文针对热压式蒸馏水机的节能的工作原理以及节能效益进行了分析与总结。

关键词：热泵;热压式蒸馏水机;节能特点;效益

中图分类号： TK17? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

应用了蒸汽再压缩的蒸发器设备即是热泵蒸发器设备，其也可以称为开式热泵。而应用压缩二次蒸汽压缩机所采用的类型则包括了3种，分别是压缩式、热动力式与化学吸收式，其中压缩式也分为往复式、罗茨式与离心式、轴流式与螺杆式;热动力式则主要是指蒸汽喷射器。在正常情况下，热泵系统当中，其应用的机械压缩机数量较多，而电机驱动压缩机设备对于二次蒸汽所进行的再压缩则无须消耗大量电能即可以实现整个蒸发过程，因而节约了大量能源。

1 热泵节能技术简介

热泵的工作性能主要决定于性能系数，即能效比（COP），该系数是能量从高温物体向低温物体进行传递，需要的热量与动力之间的比值。因而从实质上来看，热泵是一种用于提高能源利用率的设备，其自身的运行并不需要很高的电能，但是可以从低温介质当中提取数倍的电能，因而可以实现较高的节能效益。

结合热泵的工作原理，我们不难发现热泵可以实现较大量的热能回收，而应用低温热源Q2同与输入的机械能AW共同供给即可以实现向高温热源的供给，因而可以表示为Q1=Q2+AW，即为高温热源所得到的热能。

热泵供热系数可以应用如下公式来表示：COP=Q1/AW，其中COP用于表示热泵供热效率。在正常情况下，一台正常工作的热泵制热系数多在5～6倍左右，而在正常工作压力下的废热蒸汽所用的热泵实现再压缩，其压缩温度可以进一步提高到110 ℃，在这种情况下，COP可以达到18以上，这也是热能量所提高的系數。在正常情况下，仅仅需要1 kW的电力，经由热泵的作用，即可以将低温废热源当中的18 kW热量向设备投送。结合现阶段热泵的工作情况来看，蒸发以及干燥、精馏与地热等等领域都得到了一定程度的推广。在未来，压缩机设计技术的发展水平也将不断提高，热泵技术也将会在更多领域得到普及。

2 热压蒸馏机水机的节能特点与工作原理

热压式蒸馏水机设备在工作当中，所应用的原理即是用热泵技术来实现热源品位的提升，形成高品位的热源来进行输出。在构成方面，主要包括了蒸发器设备、压缩机设备以及热交换设备与脱气器设备等，同时也应用如电机、阀门与仪表、控制系统等设备辅助工作。热压式蒸馏水机设备方面，蒸汽压缩工艺操作方面与机械制冷循环在原理上基本相同。

根据上文我们不难发现，常温水可以经过蒸馏水换热、不凝型气体换热器，之后再进入冷凝器。在经过换热管时，即会被蒸发，形成二次蒸汽，在分离器部分水滴被除去。再经侧面的蒸汽管进入蒸汽压缩机即热泵，二次蒸汽被热泵压缩后，其温度升高5℃～7 ℃，驱动蒸汽压缩机的电能转换为饱和蒸汽的热能。经过压缩后热焓量提高的二次蒸汽，经由蒸汽排出管进入蒸发冷凝器的壳程，在加热换热管内原料水的同时自身冷凝为蒸馏水。由于其在冷凝时释放出大量的冷凝潜热，正好作为换热管内原料水的加热源，这样既节省了加热蒸汽，又省去了冷却水。蒸发冷凝器内生成的热蒸馏水经回流罐及蒸馏水泵进入蒸馏水换热器的壳程，和管程内的原料水进行热交换;回流罐上部的不凝型气体含有一定的剩余热量，进入不凝型气体换热器的壳程，和管程内的原料水进行热交换。经过以上的流程，所有的热量都在机器内部被充分的热交换，在蒸发过程中除了压缩机耗电外，只需要补充极少量的外部加热蒸汽即可，以抵消外壳散热等热损失。此工艺过程不断重复，即可在低能耗的基础上生产满足质量要求的注射用水。

热压式蒸馏水机设备应用的热泵技术是通过蒸汽压缩设备来二次压缩蒸汽，从而抽取蒸馏水，其所制取的蒸馏水在质量上也符合我国药典的相关标准。在工作原理方面，蒸汽压缩的设计即是对蒸馏当中潜在的热量进行传输与回收。将原料水加热，之后收集其蒸汽，再经由蒸汽的温度与压力作用来一步提高内部压力，之后即可以将蒸汽经过冷凝，形成蒸馏水。

饱和蒸汽可以进一步作为加热蒸汽来使用，二次蒸汽也可以经过压缩机设备的压缩来提供温度，作为原料水的蒸发动力。在数据分析中我们可以发现，在二次蒸汽经压缩机做功的情况下，大约9.3 KJ/Kj热焓值即可以将蒸汽温度提高6 ℃，之后二次蒸汽也可以将其中的潜热放出，经过冷凝作用而形成蒸馏水。普通蒸发干净蒸汽就可以转变成蒸馏水，需要应用大量冷却水才能将其中的潜热能吸收，冷却水会带走一部分热能，而继续蒸发所需要应用的热能也需要蒸汽来进行补充。从这个角度来看，热泵蒸发可以有效地利用热功率，从而节约能源，提高资源利用率。

3 热压蒸馏汽油机的节能效益

从前文分析中我们已经了解，蒸馏水设备当中，热压式蒸馏水机具有相当强的节能性，为了可以更直观地看出其在节能方面的优势，现针对2种设备的工作情况进行对比与分析。按每产蒸馏水1 t为基准，蒸汽与电力、去离子水价格均按照市场价格估计。电力每度0.85元、去离子水每吨3.5元、蒸汽每吨200元。成本见表1。

应用多效式蒸馏水机，生产成本为每吨60.65元、应用热压式蒸馏水机，成本则为每吨36.155元。经过对比，可以看出热压蒸馏水机具有3个特点。1）有较为明显的节能效果，成本可节约40%。2）直接在系统内部完成热交换，因而不依赖于冷却水。3）对于大吨位的蒸馏水生产，热压式蒸馏水机已经有了良好的适应性，而在多效式蒸馏水机的应用方面，其需要耗费的蒸汽压力也需要提高;最后，在应用的设备方面，热压式蒸馏水机无须应用压力容器，因而不需要经过压力容器检测环节。

4 结语

随着我国工业化发展水平的不断提高，环境污染以及资源紧张也成为我们需要面对的问题，因此需要我们积极响应国家节能政策。在设备的应用方面，天然气锅炉的应用以及洁净能源的推广也是推广清洁能源的重要手段。热压蒸馏水机在应用过程中可以有效地减少燃烧锅所产生的废气污染，已经得到了社会各界的普遍关注;而热压蒸馏水机的制造工艺也在不断地进步与改善，压缩机设备的制作水平也越来越高，因而对我国热压蒸馏水的发展也创造了必要的条件，将会在我国医用蒸馏水的制备上得到推广。

参考文献

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