[發明專利]太陽能-熱泵海水淡化裝置

有效

• 申請號: 201610540478.2
• 申請日: 2016-07-11
• 公開（公告）號: CN106698565B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 楊昌智;劉倩;胡攀;殷婷
• 申請（專利權）人: 楊昌智
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種太陽能?熱泵海水淡化裝置，該裝置主要由光伏電池板、熱泵系統、海水蒸發設備、換熱器、淡水箱、水泵、風機和管路系統組成。所述熱泵系統包括:冷凝器、蒸發器、壓縮機、膨脹閥。本發明采用太陽能?熱泵耦合制取淡水，由光伏發電提供驅動力，通過太陽能和熱泵系統直接或間接提高海水溫度，從而提高海水蒸發后空氣的露點溫度，升溫后的海水進入海水蒸發設備與空氣進行熱濕交換，海水蒸發使不飽和空氣變為高溫的飽和濕空氣，高溫的飽和濕空氣在冷凝換熱器（a）中被環境海水進行一次冷凝，在蒸發器中進行二次冷凝，冷凝得到的淡水通過冷凝水管流至淡水箱。

技術領域

本發明涉及一種太陽能-熱泵耦合的海水淡化裝置，適用于淡水缺乏、海水豐富的地區。

背景技術

目前，全世界約 1/3 的人口生活在缺水的國家和地區。到 2025 年，這個數字將會增加到 2/3。因此，解決淡水供應問題將會成為各國政府的首要問題。有學者指出: 現在爭油，將來爭水。

解決淡水資源短缺的問題，最重要的途徑之一是進行海水淡化，因為地球表面70% 都被海水覆蓋，海水資源豐富。然而，傳統的海水淡化技術需要消耗大量常規能源，加劇了資源的消耗并帶來環境污染。而太陽能是一種分布廣，儲量多的可再生能源，將太陽能技術和海水淡化技術相結合也將成為21世紀解決淡水資源危機的最有效措施之一。

發明內容

本發明提供了一種太陽能-熱泵海水淡化裝置，可以綜合利用光伏光熱，實現零能耗淡化海水。

本發明的技術方案如下：太陽能-熱泵海水淡化裝置，含有光伏電池板，熱泵系統，海水蒸發設備，換熱器，淡水箱，水泵，風機及管路系統。所述熱泵系統包括:冷凝器、蒸發器、壓縮機、膨脹閥。光伏電池板通過光伏控制器向水泵、壓縮機、風機、電磁閥供電。

本發明采用太陽能-熱泵耦合用海水制取淡水，通過太陽能和熱泵系統提高海水溫度，從而提高海水蒸發后空氣的露點溫度，利用環境海水進行冷凝，制取淡水。其中，環境海水可通過吸收冷凝換熱器(a)中高溫飽和濕空氣的冷凝熱、光伏電池板的熱量、冷凝器中高溫高壓的氣態制冷劑的冷凝熱來提升自身溫度。

環境海水通過海水入口進入冷凝換熱器(a)吸收冷凝熱后，可通過直接和間接兩種方式吸收光伏電池板和冷凝器的熱量。采用直接吸收式時，冷凝換熱器(a)海水側出口通過淡化用海水通道與光伏電池板，冷凝器，海水蒸發設備連接，海水在吸收其余兩部分熱量后直接進入海水蒸發設備；采用間接吸收式時，增設換熱器(b)，換熱器(b)通過傳熱介質流通管道與光伏電池板，冷凝器連接，冷凝換熱器(a)海水側出口通過淡化用海水通道與換熱器(b)、海水蒸發設備連接。冷凝換熱器(a)出口的海水在換熱器(b)中與傳熱介質換熱吸收熱量后進入海水蒸發設備。光伏板和熱泵冷凝器的熱量通過換熱器（b）傳遞給被淡化的海水。

環境空氣從海水蒸發設備的空氣入口進入，與高溫海水直接接觸進行熱濕交換，海水在海水蒸發設備中大量蒸發使環境空氣變為高溫的飽和濕空氣。

海水蒸發設備通過濕空氣通道與冷凝換熱器(a)濕空氣側、蒸發器連接，冷凝換熱器(a)和蒸發器的冷凝水管接至淡化水箱。高溫的飽和濕空氣在冷凝換熱器(a)中一次冷凝，在蒸發器中進行二次冷凝，冷凝得到的淡水通過冷凝水管流至淡水箱。

本發明具有以下優點及有益效果：利用光伏發電驅動熱泵壓縮機、水泵、風機等用電設備，實現了零能耗海水淡化；被淡化海水在吸收光伏電池板的熱量的同時對光伏電池板進行冷卻，不僅提升了海水的溫度，還對光伏電池板進行了冷卻，提高光伏發電的效率；在海水蒸發設備與蒸發器之間設置冷凝換熱器(a)，通過低溫的環境海水在所述冷凝換熱器(a)中對在海水蒸發設備內蒸發的水蒸氣進行冷凝，充分利用了自然冷源，大幅度提升了海水淡化能力；本發明所述海水淡化裝置無日常運行耗損，零運行成本。

附圖說明

圖1為太陽能-熱泵-間接吸收式海水淡化裝置的結構示意圖。