本發(fā)明涉及一種熱泵海水淡化裝置。

背景技術(shù)：

在水資源相對(duì)短缺的今天，海水淡化技術(shù)已經(jīng)成為是解決我國(guó)水資源危機(jī)的一種根本性舉措，并且成為沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有力保障，海水淡化技術(shù)的發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和戰(zhàn)略意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種熱泵海水淡化裝置，利用熱泵系統(tǒng)對(duì)海水進(jìn)行淡化。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

熱泵海水淡化裝置包括：熱泵系統(tǒng)、海水蒸發(fā)設(shè)備、冷凝換熱器、淡化水箱、水泵及風(fēng)機(jī)。所屬熱泵系統(tǒng)包括蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥。本發(fā)明通過(guò)提高海水溫度來(lái)提高海水蒸發(fā)后空氣的露點(diǎn)溫度。其中，環(huán)境海水吸收冷凝換熱器中高溫飽和蒸汽的冷凝熱和熱泵系統(tǒng)的冷凝器中高溫高壓的氣態(tài)制冷劑的冷凝熱完成升溫過(guò)程。

環(huán)境海水通過(guò)海水入口進(jìn)入冷凝換熱器，冷凝換熱器的海水側(cè)出口通過(guò)淡化用海水通道與熱泵系統(tǒng)的冷凝器、海水蒸發(fā)設(shè)備連接。環(huán)境空氣由海水蒸發(fā)設(shè)備的空氣入口進(jìn)入海水蒸發(fā)設(shè)備，出口的高溫飽和濕空氣通過(guò)濕空氣流通管道與冷凝換熱器的濕空氣側(cè)、熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器連接。冷凝換熱器和蒸發(fā)器的冷凝水管與淡水箱相連。水泵設(shè)置于冷凝換熱器與熱泵系統(tǒng)的冷凝器之間的淡化用海水通道上。

環(huán)境海水進(jìn)入冷凝換熱器后，在冷凝換熱器中吸收高溫飽和濕空氣的冷凝熱進(jìn)行一次升溫，在熱泵系統(tǒng)的冷凝器中吸收高溫高壓的氣態(tài)制冷劑的冷凝熱進(jìn)行二次升溫，升溫后的高溫海水進(jìn)入海水蒸發(fā)設(shè)備。環(huán)境空氣進(jìn)入海水蒸發(fā)設(shè)備后，與高溫海水在海水蒸發(fā)設(shè)備中直接接觸，進(jìn)行熱濕交換，海水蒸發(fā)放熱降溫，環(huán)境空氣被加熱加濕，變?yōu)楦邷仫柡蜐窨諝狻８邷仫柡蜐窨諝膺M(jìn)入冷凝換熱器中進(jìn)行一次冷凝，進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器中進(jìn)行二次冷凝。得到的冷凝水通過(guò)冷凝水管流到淡水箱。

附圖說(shuō)明

圖1為熱泵海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為添加了中間換熱器的熱泵海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1-水泵；2-膨脹閥；3-冷凝器；4-壓縮機(jī)；5-蒸發(fā)器；6-冷凝換熱器；7-冷凝水管；8-淡水箱；9-海水入口；10-電磁閥；11-中間換熱器；12-海水蒸發(fā)設(shè)備空的氣入口；13-海水蒸發(fā)設(shè)備；14-風(fēng)機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)和具體方式做進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為熱泵海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該裝置主要包括熱泵系統(tǒng)、海水蒸發(fā)設(shè)備13、冷凝換熱器6、淡化水箱8；所述熱泵系統(tǒng)包括膨脹閥2，冷凝器3、壓縮機(jī)4和蒸發(fā)器5。

環(huán)境海水經(jīng)由海水入口進(jìn)入冷凝換熱器，在冷凝換熱器中與高溫飽和濕空氣換熱，吸收高溫飽和濕空氣的冷凝熱，進(jìn)行一次升溫。

一次升溫后的海水進(jìn)入熱泵系統(tǒng)進(jìn)行二次升溫。熱泵系統(tǒng)中，低溫低壓的液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸收低溫?zé)嵩吹臒崃慷鴼饣?，壓縮機(jī)吸入低溫的氣態(tài)制冷劑，將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成為高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，并輸送到冷凝器中，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在冷凝器中冷凝，向高溫?zé)嵩捶艧?，變?yōu)楦邷馗邏旱囊簯B(tài)制冷劑，高溫高壓的液態(tài)制冷劑再經(jīng)過(guò)膨脹閥節(jié)流成為低溫低壓的液態(tài)制冷劑。本發(fā)明中，低溫?zé)嵩礊槔淠龘Q熱器濕空氣側(cè)出口的濕空氣，高溫?zé)嵩礊橐淮紊郎睾蟮暮Ｋ?。一次升溫后的海水進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的冷凝器中吸收高溫高壓氣態(tài)制冷劑的冷凝熱，進(jìn)行二次升溫。

二次升溫后的海水進(jìn)入海水蒸發(fā)設(shè)備與經(jīng)由海水蒸發(fā)設(shè)備的空氣入口進(jìn)入的環(huán)境空氣直接接觸進(jìn)行熱濕交換。當(dāng)海水與環(huán)境空氣直接接觸時(shí)，由于水滴表面的蒸發(fā)作業(yè)，在水滴表面形成一層飽和空氣薄層。因?yàn)楹Ｋ砻骘柡涂諝鈱又械乃魵夥謮毫Υ笥诃h(huán)境空氣的水蒸氣分壓力，則會(huì)造成海水表面飽和空氣層中的水分子跳進(jìn)環(huán)境空氣，則環(huán)境空氣被加濕。高溫海水和環(huán)境空氣的溫度差，使得熱量由高溫海水傳向環(huán)境空氣，環(huán)境空氣溫度升高。熱濕交換的結(jié)果表現(xiàn)為，海水降溫，環(huán)境空氣被加熱加濕為接近飽和狀態(tài)的高溫飽和濕空氣。

海水蒸發(fā)設(shè)備出口的高溫飽和濕空氣通過(guò)濕空氣流通管道進(jìn)入冷凝換熱器，與環(huán)境海水換熱，進(jìn)行一次冷凝。由于高溫飽和濕空氣的露點(diǎn)溫度接近于其干球溫度，而環(huán)境海水的溫度低于高溫飽和濕空氣的露點(diǎn)溫度，所以高溫飽和濕空氣在冷凝換熱器中大量放熱冷凝，溫度和濕度均降低，變?yōu)闈窨諝?，而環(huán)境海水在冷凝換熱器中得到一次升溫。冷凝換熱器中得到的淡水通過(guò)冷凝水管流至淡水箱。

冷凝換熱器濕空氣側(cè)出口的濕空氣進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器進(jìn)一步放熱冷凝，冷凝得到的淡水通過(guò)蒸發(fā)器的冷凝水管進(jìn)入淡水箱。

圖2為添加了中間換熱器的熱泵海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。為避免裝置運(yùn)行后冷凝器的結(jié)垢問(wèn)題，在裝置1的基礎(chǔ)上，增設(shè)中間換熱器11。傳熱介質(zhì)進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的冷凝器中吸收高溫高壓的氣態(tài)制冷劑的冷凝熱升溫，環(huán)境海水在冷凝換熱器中得到一次升溫后，進(jìn)入中間換熱器與傳熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換，得到二次升溫。二次升溫后的海水進(jìn)入海水蒸發(fā)設(shè)備，同裝置1所述。

說(shuō)明書(shū)中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。