[實(shí)用新型]一種循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022399276.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN214059961U
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲良體;朱凱旋;程虎虎;廖啟華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/04
• 分類號(hào): C02F1/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

本實(shí)用新型屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)。本實(shí)用新型系統(tǒng)包括箱體、軸流風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、散熱器、風(fēng)機(jī)和水泵，其中冷凝器與散熱器通過箱體外的節(jié)流閥和壓縮機(jī)相連后構(gòu)成一個(gè)卡諾循環(huán)回路；軸流風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器貼合連接，蒸發(fā)器與冷凝器面對(duì)面通過通道連接，散熱器與風(fēng)機(jī)貼合連接；箱體的下部中間通過隔板隔開成廢水池和凈水池，箱體上設(shè)有廢水進(jìn)口、廢水濃縮液出口、凈水出口以及廢氣出口。本凈水系統(tǒng)，利用卡諾循環(huán)原理，保證了高效的水蒸氣?水高效的工質(zhì)循環(huán)，并具有結(jié)構(gòu)緊湊、廢水濃縮率高、凈水產(chǎn)水效率高、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，

背景技術(shù)

從生物健康、能源和糧食生產(chǎn)、工業(yè)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、生態(tài)平衡等方面，淡水、清潔水資源與人類生存和社會(huì)發(fā)展高度相關(guān)，然而，近幾十年來，人口的激增和工業(yè)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的污染，導(dǎo)致了清潔水的嚴(yán)重短缺，這已成為一個(gè)亟待解決的問題，為了獲得滿足增長需求的清潔水，人們探索了各種技術(shù)，包括熱蒸餾、反滲透、膜過濾、電解和光催化。其中，熱蒸餾法可以從天然甚至污染的水源中產(chǎn)生蒸汽，然后冷凝成液相用于清潔水生產(chǎn)。然而，傳統(tǒng)的熱蒸餾技術(shù)由于燃燒煤炭或其他化石燃料將水加熱成蒸汽而消耗大量能源，這往往會(huì)造成大量的能源浪費(fèi)和進(jìn)一步的污染問題。目前的熱蒸餾技術(shù)面對(duì)著成本高、規(guī)模小、耐用性不強(qiáng)、水蒸發(fā)穩(wěn)定性不好等問題。

如何提高造水比、全天候產(chǎn)水，減少能源消耗、適用于各種規(guī)模、高效率穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)，小型化等一直是本領(lǐng)域亟待解決的問題。開發(fā)生產(chǎn)清潔水生產(chǎn)裝置和水廢水濃縮裝置也同樣對(duì)人類社會(huì)發(fā)展具有很大的社會(huì)意義。

通過對(duì)廢水循環(huán)加濕除濕的熱蒸餾裝置具有高效廢水濃縮、高造水比、低功耗等優(yōu)異的特性，另外通過引入工質(zhì)循環(huán)驅(qū)動(dòng)的冷熱溫差交替，可以提供熱能和強(qiáng)制對(duì)流加快蒸發(fā)速度，同時(shí)低溫的制冷散熱片冷凝吸收熱能，提升能量使用率。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提出一種循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，使凈水系統(tǒng)具備高的造水比，結(jié)構(gòu)緊湊，高效的能源轉(zhuǎn)換率，并且能夠全天候效率的濃縮廢水及生產(chǎn)清潔水工作。

本實(shí)用新型提出的循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，包括箱體、軸流風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、散熱器、風(fēng)機(jī)和水泵；所述的軸流風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、散熱器、風(fēng)機(jī)置于箱體內(nèi)，所述的冷凝器與散熱器通過箱體外的節(jié)流閥和壓縮機(jī)相連后構(gòu)成一個(gè)卡諾循環(huán)回路；所述的軸流風(fēng)機(jī)與蒸發(fā)器貼合連接，蒸發(fā)器與冷凝器面對(duì)面通過通道連接，散熱器與風(fēng)機(jī)貼合連接；所述的水泵與廢水濃縮液出水口、廢水進(jìn)水口連接成為循環(huán)回路；所述的箱體的下部中間通過隔板隔開成廢水池和凈水池，箱體上設(shè)有空氣進(jìn)風(fēng)口、廢水進(jìn)口、廢水濃縮液出口、凈水出口以及廢氣出口，所述的廢水進(jìn)口與箱體內(nèi)的蒸發(fā)器相連，所述的廢水濃縮液出口與蒸發(fā)器下部的廢水池相連，所述的凈水出口與冷凝器下部的凈水池相連，所述的廢氣出口與風(fēng)機(jī)相連。

上述循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)中，多孔材料的孔隙率為10～99％，多孔材料的平均孔徑為10納米～10厘米。

本實(shí)用新型提出的循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：

1、本實(shí)用新型的循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，其中使用了水泵，具備水循環(huán)封閉體系和開放體系的多工況運(yùn)營環(huán)境。可根據(jù)濃縮需求調(diào)節(jié)循環(huán)時(shí)間和循環(huán)次數(shù)，提高凈水產(chǎn)水量和廢水濃縮率。

2、本實(shí)用新型的循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，其中的軸流風(fēng)機(jī)采用可調(diào)風(fēng)速的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)根據(jù)需求可以選擇軸流風(fēng)機(jī)或者離心風(fēng)機(jī)，因此具備多工況運(yùn)行的能力，可以應(yīng)用于不同的工作環(huán)境。

3、本實(shí)用新型的循環(huán)蒸發(fā)冷卻的凈水系統(tǒng)，利用卡諾循環(huán)原理，保證了高效的水蒸氣-水高效的工質(zhì)循環(huán)，其中的廢氣出口采用了風(fēng)機(jī)，因此增加了對(duì)流速度，保證水蒸氣高效流過冷凝器，提高了水蒸氣冷凝效率。本凈水系統(tǒng)中，結(jié)合廢水進(jìn)口與廢水濃縮液出口可隨時(shí)的補(bǔ)給廢水和排除濃縮污水。本實(shí)用新型凈水系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、廢水濃縮率高、凈水產(chǎn)水效率高、適用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。