[發明專利]一種冷凍蒸發聯合作用的兩級壓縮熱泵海水淡化裝置

在審

• 申請號: 202010018020.7
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111056581A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 徐英杰;李芬
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F1/16;C02F103/08
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

本發明屬于海水淡化技術領域，具體涉及一種冷凍蒸發聯合作用的兩級壓縮熱泵海水淡化裝置；制冷劑循環系統包括第一壓縮機、第一冷凝器、第一節流閥、蒸發器、第二壓縮機、第二冷凝器、第二節流閥、氣液分離器以及第三換熱器；第一海水淡化系統包括第一海水水箱、第一水泵以及蒸發器；第二海水淡化系統包括第二海水水箱，第二水泵、第一冷凝器、第二冷凝器、真空泵、第二換熱器以及淡水水箱。本發明采用兩級壓縮熱泵技術制取淡水，在蒸發器側將海水冷凍形成不含鹽分的冰；在冷凝器側將海水加熱形成不含鹽分的水蒸氣，海水經過兩個冷凝器加熱，更容易達到沸點而蒸發；同時能夠通過制冷劑循環將蒸發器側的冰融化。

技術領域

本發明屬于海水淡化技術領域，具體涉及一種冷凍蒸發聯合作用的兩級壓縮熱泵海水淡化裝置。

背景技術

隨著社會經濟的發展，作為地球上一切生物賴以發展和生存的必需物質，世界淡水資源已經變得非常短缺，因此合理利用淡水和能源成為新世紀全球面臨的難點之一。而海水淡化技術無疑是解決淡水危機的重要途徑之一。

目前常用的海水淡化方法包括蒸餾法和膜技術等。蒸餾法以多級閃蒸和多效閃蒸海為主，但是能耗大、淡化成本高。反滲透和電滲析膜法海水淡化技術也存在著能耗大、膜加工使用成本高和淡化工藝復雜等突出問題。同時，普通的熱泵式海水淡化裝置只是利用了冷凝器側的熱量，而忽略了蒸發器側的冷量。因此，需要一種淡化效率高、成本低且工藝簡單的裝置來滿足現有需求。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提出了一種雙效兩級壓縮熱泵海水淡化裝置。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種冷凍蒸發聯合作用的兩級壓縮熱泵海水淡化裝置，包括制冷劑循環系統，制冷劑循環系統包括第一壓縮機、第二壓縮機、第二冷凝器、第二節流閥、氣液分離器、第一節流閥以及蒸發器；第一壓縮機的出口與第二壓縮機的入口相連接，第二壓縮機的出口與第二冷凝器的制冷劑入口相連接，第二冷凝器的制冷劑出口與第二節流閥的入口相連接，第二節流閥的出口與氣液分離器的入口相連接，氣液分離器的第一出口連接到第二壓縮機的入口，氣液分離器的第二出口連接到第一節流閥的入口；蒸發器內設有第一制冷劑管道，第一制冷劑管道的入口與出口分別為第一制冷劑入口、第一制冷劑出口；第一節流閥出口與蒸發器的第一制冷劑入口相連接，蒸發器的第一制冷劑出口與第一壓縮機的入口相連接；制冷劑循環系統還包括第一冷凝器，第一壓縮機的出口還與第一冷凝器的入口相連接，第一冷凝器的制冷劑出口與第一節流閥的入口相連接；還包括第一海水淡化系統與第二海水淡化系統，第一海水淡化系統包括第一海水水箱、第一水泵以及蒸發器；第一海水水箱通過第一水泵與蒸發器的海水通道入口相連通；第一海水水箱設有海水補水口，蒸發器設有排冰口與廢水出口；第二海水淡化系統包括第二海水水箱，第二水泵、第一冷凝器、第二冷凝器、真空泵、第二換熱器以及淡水水箱；真空泵使第二海水淡化系統為真空狀態，第二海水水箱通過第二水泵與第一冷凝器的海水入口相連通，第一冷凝器的海水出口與第二冷凝器的海水入口相連通，第二冷凝器的水蒸氣出口依次通過真空泵、第二換熱器與淡水水箱相連通；第二海水水箱設有海水補入口，第二冷凝器設有廢水出口。

進一步地，制冷劑循環系統還包括第三換熱器，第三換熱器與蒸發器并聯；第一節流閥出口還與第三換熱器的入口相連接，第三換熱器的出口與第一壓縮機的入口相連接；蒸發器內設有第二制冷劑管道，第二制冷劑管道的入口與出口分別為第二制冷劑入口、第二制冷劑出口；第二冷凝器的制冷劑出口還與蒸發器的第二制冷劑入口相連接，蒸發器的第二制冷劑出口與第一節流閥的出口相連接。

進一步地，第一海水淡化系統還包括第一換熱器，蒸發器廢水出口與第一換熱器進口相連通；第一換熱器位于第一海水水箱內，第一換熱器設有伸出第一海水水箱的廢水排出管。

進一步地，第二冷凝器制冷劑出口與第二制冷劑入口之間的管道設有第一截止閥；第一截止閥與第二節流閥并聯，第二冷凝器制冷劑出口通過第一截止閥與第二制冷劑入口相連接。