熱壓式蒸餾水機節能特點及節能效益

劉德勝

摘? 要：在工業化社會發展過程中，能源是非常重要的因素，但是近年來，能源緊張也已經成為世界各國都在面對的問題，因而如何開發新能源以及提高現有能源的利用率也就成了行業內普遍關注的問題。熱泵技術作為新能源技術當中的重要分支，得到了一定的推廣，與常規設備相比，其消耗的能源較少，產出比較高，因而針對其節能特點進行分析，并計算其節能效益就極有必要。該文針對熱壓式蒸餾水機的節能的工作原理以及節能效益進行了分析與總結。

關鍵詞：熱泵;熱壓式蒸餾水機;節能特點;效益

中圖分類號： TK17? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

應用了蒸汽再壓縮的蒸發器設備即是熱泵蒸發器設備，其也可以稱為開式熱泵。而應用壓縮二次蒸汽壓縮機所采用的類型則包括了3種，分別是壓縮式、熱動力式與化學吸收式 ，其中壓縮式也分為往復式、羅茨式與離心式、軸流式與螺桿式;熱動力式則主要是指蒸汽噴射器。在正常情況下，熱泵系統當中，其應用的機械壓縮機數量較多，而電機驅動壓縮機設備對于二次蒸汽所進行的再壓縮則無須消耗大量電能即可以實現整個蒸發過程，因而節約了大量能源。

1 熱泵節能技術簡介

熱泵的工作性能主要決定于性能系數，即能效比（COP），該系數是能量從高溫物體向低溫物體進行傳遞，需要的熱量與動力之間的比值。因而從實質上來看，熱泵是一種用于提高能源利用率的設備，其自身的運行并不需要很高的電能，但是可以從低溫介質當中提取數倍的電能，因而可以實現較高的節能效益。

結合熱泵的工作原理，我們不難發現熱泵可以實現較大量的熱能回收，而應用低溫熱源Q2同與輸入的機械能AW共同供給即可以實現向高溫熱源的供給，因而可以表示為Q1=Q2+AW，即為高溫熱源所得到的熱能。

熱泵供熱系數可以應用如下公式來表示：COP=Q1/AW，其中COP用于表示熱泵供熱效率。在正常情況下，一臺正常工作的熱泵制熱系數多在5～6倍左右，而在正常工作壓力下的廢熱蒸汽所用的熱泵實現再壓縮，其壓縮溫度可以進一步提高到110 ℃，在這種情況下，COP可以達到18以上，這也是熱能量所提高的系數。在正常情況下，僅僅需要1 kW的電力，經由熱泵的作用，即可以將低溫廢熱源當中的18 kW熱量向設備投送。結合現階段熱泵的工作情況來看，蒸發以及干燥、精餾與地熱等等領域都得到了一定程度的推廣。在未來，壓縮機設計技術的發展水平也將不斷提高，熱泵技術也將會在更多領域得到普及。

2 熱壓蒸餾機水機的節能特點與工作原理

熱壓式蒸餾水機設備在工作當中，所應用的原理即是用熱泵技術來實現熱源品位的提升，形成高品位的熱源來進行輸出。在構成方面，主要包括了蒸發器設備、壓縮機設備以及熱交換設備與脫氣器設備等，同時也應用如電機、閥門與儀表、控制系統等設備輔助工作。熱壓式蒸餾水機設備方面，蒸汽壓縮工藝操作方面與機械制冷循環在原理上基本相同。

根據上文我們不難發現，常溫水可以經過蒸餾水換熱、不凝型氣體換熱器，之后再進入冷凝器。在經過換熱管時，即會被蒸發，形成二次蒸汽，在分離器部分水滴被除去。再經側面的蒸汽管進入蒸汽壓縮機即熱泵，二次蒸汽被熱泵壓縮后，其溫度升高5℃～7 ℃，驅動蒸汽壓縮機的電能轉換為飽和蒸汽的熱能。經過壓縮后熱焓量提高的二次蒸汽，經由蒸汽排出管進入蒸發冷凝器的殼程，在加熱換熱管內原料水的同時自身冷凝為蒸餾水。由于其在冷凝時釋放出大量的冷凝潛熱，正好作為換熱管內原料水的加熱源，這樣既節省了加熱蒸汽，又省去了冷卻水。蒸發冷凝器內生成的熱蒸餾水經回流罐及蒸餾水泵進入蒸餾水換熱器的殼程，和管程內的原料水進行熱交換;回流罐上部的不凝型氣體含有一定的剩余熱量，進入不凝型氣體換熱器的殼程，和管程內的原料水進行熱交換。經過以上的流程，所有的熱量都在機器內部被充分的熱交換，在蒸發過程中除了壓縮機耗電外，只需要補充極少量的外部加熱蒸汽即可，以抵消外殼散熱等熱損失。此工藝過程不斷重復，即可在低能耗的基礎上生產滿足質量要求的注射用水。

熱壓式蒸餾水機設備應用的熱泵技術是通過蒸汽壓縮設備來二次壓縮蒸汽，從而抽取蒸餾水，其所制取的蒸餾水在質量上也符合我國藥典的相關標準。在工作原理方面，蒸汽壓縮的設計即是對蒸餾當中潛在的熱量進行傳輸與回收。將原料水加熱，之后收集其蒸汽，再經由蒸汽的溫度與壓力作用來一步提高內部壓力，之后即可以將蒸汽經過冷凝，形成蒸餾水。

飽和蒸汽可以進一步作為加熱蒸汽來使用，二次蒸汽也可以經過壓縮機設備的壓縮來提供溫度，作為原料水的蒸發動力。在數據分析中我們可以發現，在二次蒸汽經壓縮機做功的情況下，大約9.3 KJ/Kj熱焓值即可以將蒸汽溫度提高6 ℃，之后二次蒸汽也可以將其中的潛熱放出，經過冷凝作用而形成蒸餾水。普通蒸發干凈蒸汽就可以轉變成蒸餾水，需要應用大量冷卻水才能將其中的潛熱能吸收，冷卻水會帶走一部分熱能，而繼續蒸發所需要應用的熱能也需要蒸汽來進行補充。從這個角度來看，熱泵蒸發可以有效地利用熱功率，從而節約能源，提高資源利用率。

3 熱壓蒸餾汽油機的節能效益

從前文分析中我們已經了解，蒸餾水設備當中，熱壓式蒸餾水機具有相當強的節能性，為了可以更直觀地看出其在節能方面的優勢，現針對2種設備的工作情況進行對比與分析。按每產蒸餾水1 t為基準，蒸汽與電力、去離子水價格均按照市場價格估計。電力每度0.85元、去離子水每噸3.5元、蒸汽每噸200元。成本見表1。

應用多效式蒸餾水機，生產成本為每噸60.65元、應用熱壓式蒸餾水機，成本則為每噸36.155元。經過對比，可以看出熱壓蒸餾水機具有3個特點。1）有較為明顯的節能效果，成本可節約40%。2）直接在系統內部完成熱交換，因而不依賴于冷卻水。3）對于大噸位的蒸餾水生產，熱壓式蒸餾水機已經有了良好的適應性，而在多效式蒸餾水機的應用方面，其需要耗費的蒸汽壓力也需要提高;最后，在應用的設備方面，熱壓式蒸餾水機無須應用壓力容器，因而不需要經過壓力容器檢測環節。

4 結語

隨著我國工業化發展水平的不斷提高，環境污染以及資源緊張也成為我們需要面對的問題，因此需要我們積極響應國家節能政策。在設備的應用方面，天然氣鍋爐的應用以及潔凈能源的推廣也是推廣清潔能源的重要手段。熱壓蒸餾水機在應用過程中可以有效地減少燃燒鍋所產生的廢氣污染，已經得到了社會各界的普遍關注;而熱壓蒸餾水機的制造工藝也在不斷地進步與改善，壓縮機設備的制作水平也越來越高，因而對我國熱壓蒸餾水的發展也創造了必要的條件，將會在我國醫用蒸餾水的制備上得到推廣。

參考文獻

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