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专利号: 2021113820812
申请人: 江苏科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种热泵水处理系统,包括多效蒸发循环系统和压缩式热泵循环系统,其特征在于,所述多效蒸发循环系统包括:离心泵(1)、第一预热器(2)、第二预热器(3)、三通调节阀(4)、第三预热器(5)、一效蒸发器(6)、二效蒸发器(7)、减压阀(8);待处理水通过管路连接到离心泵(1),离心泵(1)出口通过管路经第一截止阀(21)连接到第一预热器(2)入口(a1),第一预热器(2)出口(a2)通过管路连接到第二预热器(3)入口(b1),第二预热器(3)出口(b2)通过管路连接到三通调节阀(4)入口(c1);所述三通调节阀(4)出口(c2)通过管路连接到第三预热器(5)入口(d1),三通调节阀(4)出口(c3)和第三预热器(5)的溶液出口(d2)通过管路共同连接至一效蒸发器(6)的溶液入口(e1),一效蒸发器(6)的溶液出口(e2)通过管路经减压阀(8)连接到二效蒸发器(7)的溶液入口(f1),二效蒸发器(7)的溶液出口(f2)通过管路经第二截止阀(22)接至第二预热器(3)入口(b3),并由出口(b4)排出;

所述一效蒸发器(6)顶部蒸汽出口通过管路接至第四截止阀(24)以及经第一调节阀(17)接至二效蒸发器(7)的蒸汽入口(f3);所述二效蒸发器(7)的顶部二次蒸汽出口通过管路分别接至第五截止阀(25)以及经第二调节阀(18)接至第一蒸发器(10)的蒸汽入口(g1),所述第四截止阀(24)和第五截止阀(25)通过管路共同接至真空泵(9);所述第一蒸发器(10)冷凝水出口(g2)通过管路经第六截止阀(26)接至第一预热器(2)的冷凝水入口(a3),并由冷凝水出口(a4)排出;所述二效蒸发器(7)的冷凝水出口(f4)通过管路经第三截止阀(23)接至第二蒸发器(13)的冷凝水入口(h1),并由冷凝水出口(h2)排出;

所述压缩式热泵循环系统包括:第一蒸发器(10)、第一压缩机(11)、第二压缩机(12)、第二蒸发器(13)、第一节流阀(14)、蒸发压力调节阀(15)、第二节流阀(16);所述第一压缩机(11)出口通过管路分别接至第二压缩机(12)入口以及依次经第七截止阀(27)和第三调节阀(19)连接到第三预热器(5)的制冷剂入口(d3),所述第三预热器(5)的制冷剂出口(d4)通过管路经第二节流阀(16)连接到第二蒸发器(13)的制冷剂入口(h3);所述第二压缩机(12)出口通过管路连接到一效蒸发器(6)的制冷剂入口(e3),一效蒸发器(6)的制冷剂出口(e4)通过管路经第一节流阀(14)接至第一蒸发器(10)的制冷剂入口(g3),所述第一蒸发器(10)的制冷剂出口(g4)经单向阀(20)与第三预热器(5)的制冷剂出口(h4)经蒸发压力阀(15)后通过管道共同连接至第一压缩机(11)入口。

2.根据权利要求1所述一种热泵水处理系统,其特征在于,所述一效蒸发器(6)上装有第一压力控制器(28),所述第一压力控制器(28)的控制信号通过导线连接第一调节阀(17);所述二效蒸发器(7)上装有第二压力控制器(29),所述第二压力控制器(29)的控制信号通过导线连接第二调节阀(18)。

3.根据权利要求1所述一种热泵水处理系统,其特征在于,所述第二蒸发器(13)的出口(h2)管路上设置有第一温度控制器(30),所述第一温度控制器(30)的控制信号通过导线连接第三调节阀(19);第三预热器(5)的出口(d4)管路上设置有第二温度控制器(31),所述第二温度控制器(31)的控制信号通过导线连接三通调节阀(4)。

4.根据权利要求1所述一种热泵水处理系统,其特征在于,所述第一压缩机(11)和第二压缩机(12)为两台独立的压缩机或带中间抽气的单台压缩机,当为两台独立的压缩机时,增设中间冷却器,当为带中间抽气的单台压缩机时,压缩过程中部分制冷剂气体经第七截止阀(27)流出参与循环。

5.一种根据权利要求1~4项任一所述一种热泵水处理系统的工作方法,其特征在于,在系统启动之前,打开第四截止阀(24)、第五截止阀(25),关闭其余截止阀,开启真空泵(9),对多效蒸发系统进行抽真空处理,当抽真空完成后,关闭真空泵(9)、第四截止阀(24)、第五截止阀(25);

系统启动时,打开第一截止阀(21)、第二截止阀(22),开启离心泵(1),待处理水溶液进入离心泵(1)内加压,再依次通过第一预热器(2)、第二预热器(3)预热后由三通调节阀(4)溶液入口(c1)进入三通调节阀(4),然后由三通调节阀(4)的溶液出口(c2)流入第三预热器(5)内,之后再进入一效蒸发器(6)内,然后再经减压阀(8)降压后进入二效蒸发器(7)内,待一效蒸发器(6)和二效蒸发器(7)内液位达到设定高度后,打开第六截止阀(26),开启第一压缩机(11)和第二压缩机(12),进行热泵循环,第二压缩机(12)出口制冷剂进入一效蒸发器(6)内放热冷凝,然后经第一节流阀(14)进入第一蒸发器(10)内,在第一蒸发器(10)内吸热蒸发后进入第一压缩机(11)内压缩,待一效蒸发器(6)和二效蒸发器(7)内压力和温度达到设定值后,系统进行正常运行阶段;

在系统正常运行阶段,打开第三截止阀(23)、第七截止阀(27),此时,第一压缩机(11)出口的部分中间压力的制冷剂气体经第三调节阀(19)进入第三预热器(5)内,加热三通调节阀(4)流入的待处理溶液,并根据出口制冷剂温度,调节进入第三预热器(5)的待处理溶液流量,其余待处理溶液经三通调节阀(4)的溶液出口(c3)旁通,与吸热后的待处理溶液混合一起后进入一效蒸发器(6)内吸收第二压缩机(12)排出的制冷剂气体释放的热量,蒸发产生的水蒸汽经第一调节阀(17)调节流量后进入二效蒸发器(7)内放热冷凝,冷凝水经第三截止阀(23)进入第二蒸发器(13)内放热降温后进入后续排水系统;第三预热器(5)内制冷剂气体冷凝得到的制冷剂液体经第二节流阀(16)节流后进入第二蒸发器(13)内吸热蒸发,然后经蒸发压力调节阀(15)降压后与第一蒸发器(10)出口(g4)的制冷剂一起进入第一压缩机(11)内被压缩;从一效蒸发器(6)经减压阀(8)降压后进入二效蒸发器(7)的溶液在二效蒸发器(7)内吸收一效蒸发器(6)流入的蒸汽液化潜热蒸发产生二次蒸汽,所产生的二次蒸汽经第二调节阀(18)调节流量后进入第一蒸发器(10)内放热冷凝,所产生的冷凝水则进入第一预热器(2)内,放热后的冷凝水进入后续的排水系统。

6.根据权利要求5所述一种热泵水处理系统的工作方法,其特征在于,所述第一调节阀(17)受第一压力控制器(28)的压力控制,第一调节阀(17)的开度与一效蒸发器(6)内的压力成正比例关系;第二调节阀(18)受第二压力控制器(29)的压力控制,第二调节阀(18)的开度与二效蒸发器(7)内的压力成正比例调节关系。

7.根据权利要求5所述一种热泵水处理系统的工作方法,其特征在于,所述第三调节阀(19)受第一温度控制器(30)的温度控制,第三调节阀(19)的开度与第二蒸发器(13)的出口(h2)处的温度正比例调节;所述三通调节阀(4)受第二温度控制器(31)的温度控制,三通调节阀(4)的出口(c2)开度与第三预热器(5)的出口(d4)处的温度成正比例调节关系。