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热泵蒸发器的节能原理

热泵蒸发器的节能原理注意,本文讨论的是热泵型蒸发器,不是热泵里面的蒸发器,前者是应用了热泵原理的蒸发器系统,后者是热泵里面的单体换热器件,两码事,两码事...

所谓的热泵,简而言之就是热泵不产生热量,只是热量的搬运工!居然想起了农夫山泉...

热泵基于热力学第二定律,热力学第二定律的出发点是卡诺定理:

一、不可能制造出在两个温度不同的热源间工作的热机,而使其效率超过在同样热源间工作的可逆热机。

二、在两个热源间工作的一切可逆热机具有相同的效率。

空调是最常见的热泵,用空调取暖的电耗要低于电加热器取暖,原因就在于空调是通过把室外的热量搬运到室内来制热,借力打力当然会产生倍增效果。而电加热器则是把电能转化成了热能,是在用电产生热量,用的是蛮力。

差点跑题,我们要讨论的是蒸发器,不是热泵。我说的蒸发器是指以浓缩或分离为目的的蒸发器,如常见的单效蒸发器、多效蒸发器MVR蒸发器、蒸发釜等。

蒸发器在工过程中需要消耗大量热量,用以把溶液加热至沸腾然后汽化。水汽化消耗的热量极其大,大到老板心里装不下,所以想方设法要降低蒸发器的热量消耗。(脑补一下,燃气灶把一壶水烧开和烧干用的时长之比,就是消耗的天然气之比。想把一壶水烧干,那你得死等。)

蒸发器的目的是为了浓缩或分离,而不是想要得到蒸发出来的蒸汽。但是蒸发器消耗的大量的热量最终转移到哪来去了呢?答案是转移到了蒸发出来的蒸汽里面了,也就是常说的汽化潜热。所以从蒸发原理角度讲,我们并不能降低溶剂汽化所需消耗的热量,但是蒸发出来的蒸汽内部蕴含的大量热量却可以拿回来,从而实现节约能耗的目的,于是热泵闪亮登场!

MVR蒸发器(点击见原理)是目前应用最广的热泵型蒸发器。MVR是蒸汽机械再压缩的英文缩写,MVR蒸发器把蒸发出来的水蒸气全部回收,然后机械增压提高热品位,从而作为热源从新利用,这样系统仅补充了蒸汽增压部分的能量(电能),但是获得了可供使用的蒸汽。MVR蒸发器是系统最为简单的,效率最高的热泵型蒸发器。

较MVR蒸发器更为冗杂一些的是热泵型低温蒸发器,简而言之就是将MVR蒸发器里面的蒸汽压缩机用真正的热泵替代。蒸发出的生蒸汽被热泵冷凝,热量传递给热泵工质,热泵工质经压缩后温度压力提高然后释热给蒸发器(热泵系统的蒸发器是蒸发器系统的冷凝器,热泵系统的冷凝器是蒸发系统的加热器,好绕)作为热源使用。这种形式的蒸发器一般是为了获得低温蒸发环境或因被蒸发物料的沸点升高过高而采取的特殊办法。

TVR蒸发器是一种半热泵型蒸发器,之所以称之为半热泵型,是因为TVR蒸发器不像MVR蒸发器那样能够将蒸汽回收的那么彻底。

TVR是热力再压缩的英文简称,通常应用在单效或多效蒸发器中。它利用新鲜生蒸汽的高压,采用喷射式热泵来回收部分二次蒸汽。因TVR蒸发器的节能效果有限,目前只在很少的场合使用。

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