[發(fā)明專利]一種光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)及淡化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010558201.9
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111777124A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳崢;李文章;席子昂;湯琪;黃世芳;張小松
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/22;C02F103/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

1.一種光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，包括熱泵系統(tǒng)、真空蒸發(fā)室系統(tǒng)、后續(xù)脫鹽系統(tǒng)、信號測試和控制系統(tǒng)以及太陽能光伏系統(tǒng)，太陽能光伏系統(tǒng)通過直流驅(qū)動熱泵系統(tǒng)的直流壓縮機，實現(xiàn)熱泵系統(tǒng)循環(huán)的運轉(zhuǎn)；熱泵系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)為進入真空蒸發(fā)室系統(tǒng)的海水提供預(yù)冷過程；熱泵系統(tǒng)預(yù)冷的海水進入真空蒸發(fā)室系統(tǒng)，在真空環(huán)境下蒸發(fā)降溫實現(xiàn)海水的蒸發(fā)過冷過程；從真空蒸發(fā)室系統(tǒng)出來的冰水混合物在后續(xù)脫鹽系統(tǒng)經(jīng)過處理得到淡水和海鹽。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，熱泵系統(tǒng)包括第一鹽水泵(1)、鹽水池(2)、第一級預(yù)冷熱交換器(3)、第二鹽水泵(4)、第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)、直流壓縮機(16)、冷凝器(17)、節(jié)流閥(18)和電動閥(28)，第一鹽水泵(1)進口與海水的引入管道相連，第一鹽水泵(1)出口通過管道與鹽水池(2)進口相連接，鹽水池(2)出口與第一級預(yù)冷器熱交換器(3)的管程進口相連接，第一級預(yù)冷器熱交換器(3)的管程出口通過管道與第二鹽水泵(4)的進口相連，第二鹽水泵(4)的出口通過電動閥(28)與第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)的第一進口相連，第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)的第一出口與真空蒸發(fā)室系統(tǒng)相連，第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)的第二出口與直流壓縮機(16)的進口相連，直流壓縮機(16)的出口與冷凝器(17)的第一進口相連，冷凝器(17)的第一出口通過節(jié)流閥(18)與第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)的第二進口相連，冷凝器(17)的第二出口和第二進口均與后續(xù)脫鹽系統(tǒng)相連。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，直流壓縮機(16)采用直流直接驅(qū)動，第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)和冷凝器(17)由外殼和內(nèi)管組成殼管式換熱器，在第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)側(cè)，制冷劑走管程，海水走殼程，而在冷凝器(17)側(cè)，制冷劑走殼程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，真空蒸發(fā)室系統(tǒng)包括真空蒸發(fā)室(6)、霧化噴嘴(8)、真空泵(10)和過冷解除裝置(19)，霧化噴嘴(8)設(shè)置在真空蒸發(fā)室(6)內(nèi)，與真空蒸發(fā)室頂端進口(7)相連，海水經(jīng)霧化噴嘴(8)以噴霧的形式進入真空蒸發(fā)室(6)內(nèi)，真空蒸發(fā)室(6)底段設(shè)置有過冷解除裝置(19)，解除過冷水狀態(tài)形成冰晶，以流態(tài)冰的形式儲存；真空泵(10)設(shè)置在真空蒸發(fā)室(6)外側(cè)，并與真空蒸發(fā)室第一出口(9)相連，真空蒸發(fā)室第二出口(11)與后續(xù)脫鹽系統(tǒng)相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，后續(xù)脫鹽系統(tǒng)包括冰水分離器(12)、淡水泵(13)、后續(xù)脫鹽裝置(14)、淡水池(15)和制鹽裝置(23)，冰水分離器(12)的第一出口通過管道與淡水泵(13)的進口相連，淡水泵(13)的出口通過管道與后續(xù)脫鹽裝置(14)的進口相連，后續(xù)脫鹽裝置(14)的出口通過管道與第一級預(yù)冷熱交換器(3)殼程的進口相連，第一級預(yù)冷熱交換器(3)殼程的出口通過管道與淡水池(15)的進口相連；冰水分離器(12)的第二出口通過管道與制鹽裝置(23)的第一進口相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏直驅(qū)的海水蒸發(fā)冷凍淡化系統(tǒng)，其特征在于，信號測試和控制系統(tǒng)包括第二控制器(29)、第一溫度探頭(24)、第二溫度探頭(25)、壓力探頭(26)和流量傳感器(27)，第二控制器(29)采用第一溫度探頭(24)、第二溫度探頭(25)、壓力探頭(26)和流量傳感器(27)分別探測熱泵系統(tǒng)中第一級預(yù)冷熱交換器(3)管程出口溫度、熱泵系統(tǒng)中第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)第一出口溫度、真空蒸發(fā)室系統(tǒng)中真空蒸發(fā)室(6)內(nèi)的壓力和熱泵系統(tǒng)中電動閥(28)出口管道流量；同時第二控制器(29)用來調(diào)節(jié)熱泵系統(tǒng)中電動閥(28)，使熱泵系統(tǒng)中第二級預(yù)冷蒸發(fā)器(5)第一出口的溫度維持在預(yù)設(shè)溫度值；第二控制器(29)用來調(diào)節(jié)真空蒸發(fā)室系統(tǒng)中真空泵(10)，使真空蒸發(fā)室(6)內(nèi)的真空壓力維持在預(yù)設(shè)壓力值；第二控制器(29)用來調(diào)節(jié)電動閥(28)的閥門開度，使第一級預(yù)冷熱交換器(3)管程出口的溫度維持在預(yù)設(shè)溫度值。