旋转蒸发器是实验室广泛应用的一种蒸发仪器, 适用于回流操作、大量溶剂的快速蒸发、微量组分的浓缩和需要搅拌的反应过程等。接通真空泵, 旋转蒸发器系统可以密封减压至几千帕;通电加热水浴锅中的溶剂, 通过控制温度使得蒸馏瓶中的液体沸腾汽化;同时还可进行旋转, 使液体形成薄膜, 增大蒸发面积。在旋转蒸发器内进行的蒸发过程属于单效蒸发, 实验室使用过程中通常需要加热和冷肼同时使用, 能耗很高。由于实验室用设备规模小, 很少有人考虑到它的节能问题, 但往往一个实验室就有数台设备, 积累起来, 能耗的绝对值并不小。

工业上应用的节能措施有:多效蒸发、利用二次蒸汽汽化潜热的蒸汽喷射式热泵技术、机械压缩式热泵技术、引出额外蒸汽预热原料液和利用系统余热 (如冷凝水闪蒸和溶液闪蒸) 。喷射式热泵需要高压蒸汽, 实验室一般不具备条件, 引出额外蒸汽并不能省略冷阱, 系统的余热也不好利用, 只有压缩式热泵更适合应用于实验室规模的旋转蒸发器的节能设计。压缩式热泵分为开式和闭式。开式热泵与用热装置结合为一体, 二次蒸汽进入压缩机直接压缩, 增压增温后引入蒸发器加热物料, 系统中的工质不循环, 节能效果显著, 但是考虑到实验室蒸发溶剂的多样性, 会对压缩机有不同的要求, 而且蒸汽温度低时需要大容量的压缩机, 使得设备费用增加。闭式压缩式热泵, 内部充满制冷剂工质, 消耗少量的电能就能在冷凝器处提供热量, 而在蒸发器处吸收热量, 与旋蒸蒸发器系统配合使用, 可节省加热和冷阱设备的使用, 减少能源的浪费。

本研究自行设计并搭建了闭式压缩式热泵系统, 配合实验室的旋转蒸发器使用, 试验操作工艺, 以期达到最大程度节能的目的。