CN103043736A

CN103043736A - 热泵全能海水淡化系统

Info

Publication number: CN103043736A
Application number: CN2013100238566A
Authority: CN
Inventors: 林贤华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: CN103043736B

Abstract

本发明涉及了一种热泵全能海水淡化系统，由压缩机、海水加热淡化器、翅片两用蒸发器、电子膨胀阀、过冷中冷器和涡轮增压器组成，海水加热淡化器由蒸发式冷凝器、翅片式蒸发器、真空泵、冷凝器水泵、喷淋系统，海水槽和淡水槽组成，翅片两用蒸发器由翅片盘管、吸热风机、蒸发器海水泵、喷淋系统和海水槽组成。在夏天气温较高时，海水水温比当地气温低，用翅片两用蒸发器作空气源热泵加热制淡水，冬天气温较低时，海水水温比当地气温高，用翅片两用蒸发器作海水源热泵加热制淡水，利用真空泵使海水水的沸点降低。本发明设备投资少，节能减排，运行稳定可靠。

Description

热泵全能海水淡化系统

技术领域

本发明涉及了一种热泵全能海水淡化系统，特别是一种以夏天空气源热泵，冬天海水源热泵海水淡化系统，属于海水淡化技术领域。

背景技术

目前，空气源热泵加热海水淡化技术，在冬天室外超低温工况下，制热量衰减十分严重甚至无法正常启动运行，海水淡化效率极低，海水源热泵加热海水淡化技术，在夏天加热海水淡化时，由于夏天海水温度比当地气温低，所以在夏天海水源热泵加热海水淡化效率比空气源热泵加热海水淡化效率低，现在全球提倡节能减排，由于出现全球暖化，经常出现异常天气，所以需要开发一种设备投资少，节能减排运行稳定可靠的全能海水淡化系统。

发明内容

本发明是一种热泵全能海水淡化系统，夏天空气能热泵，冬天海水源热泵淡化海水。

本发明是这样构成的：一种热泵全能海水淡化系统，由压缩机，海水加热淡化器，翅片两用蒸发器，电子膨胀阀，过冷中冷器和涡轮增压器组成，海水加热淡化器由蒸发式冷凝器，翅片式蒸发器，真空泵，冷凝器水泵，喷淋系统，海水槽和淡水槽组成，翅片两用蒸发器由翅片盘管，吸热风机，蒸发器水泵，喷淋系统和海水槽组成，其特征在于：所述的压缩机的出口一路与蒸发式冷凝器入口相连，蒸发式冷凝器出口与涡轮增压器的涡轮室入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口分两路，一路与过冷中冷器盘管内入口相连，过冷中冷器盘管内出口通过电子膨胀阀与翅片式蒸发器入口相连，翅片式蒸发器出口与翅片两用蒸发器翅片盘管入口相连，翅片两用蒸发器翅片盘管出口与涡轮增压器叶轮室入口相连，涡轮增压器叶轮室出口与汽液分离器入口相连，汽液分离器出口与压缩机入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口另一路通过过冷电子膨胀阀与过冷中冷器盘管外入口相连，过冷中冷器盘管外出口与汽液分离器的入口相连，压缩机的出口另一路通过化霜电动阀与翅片式蒸发器入口相连；蒸发器海水泵出口与翅片两用蒸发器的喷淋系统的入口相连。

本发明设备投资少，节能减排，运行稳定可靠。

附图说明

图1是热泵全能海水淡化系统原理图。

上述图中，1压缩机，2海水加热淡化器，2A蒸发式冷凝器(海水加热器)，2B翅片式蒸发器(淡水冷凝器)，2C真空泵，2D冷凝器水泵，2E、4E喷淋系统，2F、4F海水槽，2G淡水槽，3化霜电动阀，4翅片二用蒸发器，4A翅片盘管，4B吸热风机，4C蒸发器海水泵，5A电子膨胀阀，5B过冷电子膨胀阀，6汽液分离器，7过冷中冷器，8涡轮增压器，8A涡轮室，8B叶轮室。

具体实施方式

如图1所示，一种热泵全能海水淡化系统，由压缩机1，海水加热淡化器2，翅片两用蒸发器4，电子膨胀阀5，过冷中冷器7和涡轮增压器8组成，海水加热淡化器2由蒸发式冷凝器2A，翅片式蒸发器2B，真空泵2C，冷凝器水泵2D，喷淋系统2E，海水槽2F和淡水槽2G组成，翅片两用蒸发器4由翅片盘管4A，吸热风机4B，蒸发器水泵4C，喷淋系统4E和海水槽4F组成，其特征在于：所述的压缩机1的出口一路与蒸发式冷凝器2A入口相连，蒸发式冷凝器2A出口与涡轮增压器8的涡轮室8A入口相连，涡轮增压器8的涡轮室8A出口分两路，一路与过冷中冷器7盘管内入口相连，过冷中冷器7盘管内出口通过电子膨胀阀5A与翅片式蒸发器2B入口相连，翅片式蒸发器2B出口与翅片两用蒸发器4翅片盘管4A入口相连，翅片两用蒸发器4翅片盘管4A出口与涡轮增压器8叶轮室8B入口相连，涡轮增压器8叶轮室8B出口与汽液分离器6入口相连，汽液分离器6出口与压缩机1入口相连，涡轮增压器8的涡轮室8A出口另一路通过过冷电子膨胀阀5B与过冷中冷器7盘管外入口相连，过冷中冷器7盘管外出口与汽液分离器6的入口相连，压缩机1的出口另一路通过化霜电动阀3与翅片式蒸发器2B入口相连；蒸发器海水泵4C出口与翅片两用蒸发器4的喷淋系统4E的入口相连。

1. 当室外气温高于20℃等于或低于等于-5℃时，热泵全能海水淡化系统用翅片二用蒸发器作空气源热泵制淡水工作时，系统制冷剂循环流程分两路：

压缩机1—－蒸发式冷凝器（海水加热器）2A――涡轮增压器8涡轮室8A（推动涡轮）――过冷中冷器7盘管内（过冷）――电子膨胀阀5A（节流）――翅片式蒸发器2B（淡水冷凝器）――翅片二用蒸发器4翅片盘管4A（吸热风机4B开，蒸发器海水泵4C停）――涡轮增压器　8叶轮室8B（叶轮增压，一级压缩）――汽液分离器6――压缩机1（二级压缩）。

压缩机1――蒸发式冷凝器（海水加热器）2A――涡轮增压器　8涡轮室8A（推动涡轮）――过冷电子膨胀阀5B――过冷中冷器7盘管外（蒸发）――汽液分离器6――压缩机1（二级压缩）。

2. 当室外气温高于－5℃低于20℃制淡水时，热泵全能海水淡化系统，用翅片二用蒸发器作海水源热泵制淡水工作时，系统制冷剂循环流程分两路：

压缩机1――蒸发式冷凝器（海水加热器）2A――涡轮增压器8涡轮室8A（推动涡轮）――过冷中冷器7盘管内（过冷）――电子膨胀阀5A（节流）――翅片式蒸发器（淡水冷凝器）2B――翅片二用蒸发器4翅片盘管4A（蒸发器海水泵4C开，吸热风机4B停）――涡轮增压器8叶轮室8B（叶轮增压；一级压缩）――汽液分离器6――压缩机1（二级压缩）。

3. 海水淡化流程：

海水槽2F――冷凝器水泵2D――喷淋系统2E――蒸发式冷凝器（海水加热器）――水蒸汽――翅片式蒸发器（淡水冷凝器）3――水珠――淡水槽2G。

当室外气温高于等于20℃或低于等于－5℃时，即在夏天或冬天超低温工况时，热泵全能海水淡化系统用翅片两用蒸发器作空气源热泵制淡水工作时，压缩机1吸入从汽液分离器6分离出中温中压制冷剂蒸汽，将制冷剂压缩成高温高压气体，进入蒸发式冷凝器（海水加热器）2制冷剂通过蒸发式冷凝器2外海水放热，使海水温度升高，在真空泵2C作用下使海水水蒸汽蒸发，冷凝制冷剂成高压液体，高压液体进入涡轮增压器　8涡轮室8A内，高压液体制冷剂推动涡轮转动，涡轮又带动叶轮，从涡轮室8A出来的制冷剂分两路，一路制冷剂经过过冷电子膨胀阀5B节流为适当中压制冷剂汽液混合物，进入过冷中冷器7盘管外，吸收盘管内制冷剂热量，蒸发为适当中压饱和蒸汽，这种饱和蒸汽和来自涡轮增压器　8叶轮室8B叶轮增压（一级压缩）出来中压蒸汽混合进入汽液分离器6，另一路制冷剂直接进入过冷中冷器7盘管内与盘管外制冷剂进行热交换，放出热量被冷凝为过冷液体，过冷液体经过电子膨胀阀5A节流降压降温后进入翅片式蒸发器（淡水冷凝器）2B，少量制冷剂在翅片蒸发器2B内吸收真空泵吸来的海水水蒸汽的热量，使水蒸汽冷凝成水珠滴入淡水槽2G，制冷剂再进入翅片两用蒸发器4翅片盘管4A，这时，吸热风机4B打开，蒸发器海水泵4C关闭，多数制冷剂在翅片两用蒸发器4翅片盘管4A内吸收来自当地空气的热量，蒸发成低压低温制冷剂蒸汽，进入涡轮增压器8的叶轮室8B，叶轮靠涡轮带动转动增压（一级压缩）制冷剂蒸汽，也就是进行一级压缩后中压制冷剂气体和过冷中冷器7蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合进入汽液分离器6，然后又被压缩机1吸入进行二级压缩，这样完成一个制淡水热泵循环。

当室外气温高于－5℃低于20℃制淡水时，既在冬天热泵全能海水淡化系统用翅片两用蒸发器作海水源热泵制淡水工作时，压缩机1吸入从汽液分离器6分离出中温中压制冷剂蒸汽，将制冷剂压缩成高温高压气体，进入蒸发式冷凝器（海水加热器）2，制冷剂通过蒸发式冷凝器2外海水放热使海水温度升高，在真空泵　2C的作用下，使海水水蒸汽蒸发，冷凝制冷剂成高压液体，高压液体进入涡轮增压器　8涡轮室8A内，高压液体制冷剂推动涡轮转动，涡轮又带动叶轮，从涡轮室8A出来的制冷剂分两路　，一路制冷剂经过过冷电子膨胀阀5B节流为适当中压制冷剂汽液混合物，进入过冷中冷器7盘管外，吸收盘管内制冷剂热量，蒸发为适当中压饱和蒸汽，这种饱和蒸汽和来自涡轮增压器　8叶轮室8B叶轮增压（一级压缩）出来中压蒸汽混合进入汽液分离器6，另一路制冷剂直接进入过冷中冷器7盘管内与盘管外制冷剂进行热交换，放出热量被冷凝为过冷液体，过冷液体经过电子膨胀阀5A节流降压降温后进入翅片式蒸发器（淡水冷凝器）2B，少量制冷剂在翅片蒸发器2B内吸收真空泵吸来的海水水蒸汽的热量，使水蒸汽冷凝成水珠，滴入淡水槽2G，制冷剂再进入翅片两用蒸发器4翅片盘管4A，这时吸热风机4B关闭蒸发器海水泵4C关闭，多数制冷剂在翅片两用蒸发器4翅片盘管4A内吸收来自当地海水的热量，蒸发成低压低温制冷剂蒸汽，进入涡轮增压器8叶轮室8B，叶轮靠涡轮带动转动增压（一级压缩）制冷剂蒸汽也就是进行一级压缩后中压制冷剂气体和过冷中冷器7蒸发出来的适当中压制冷剂气体混合进入汽液分离器6，然后又被压缩机1吸入进行二级压缩，这样完成一个制淡水热泵循环。

热泵全能海水淡化系统，在夏天气温高于20℃或冬天超低温（气温低于－5℃）时，用翅片两用蒸发器作空气源热泵制淡水，在冬天气温高于－5℃低于20℃时，用翅片两用蒸发器作海水源热泵制淡水，因为夏天当地气温比当地海水温度高，冬天当地气温比当地海水温度低，这样可以提高海水淡化效率。

本发明设置有真空泵，使海水中水沸点降低，提高海水淡化速度。

本发明设置有涡轮增压器和过冷中冷器，本发明在制淡水循环时，从蒸发式冷凝器出来的高压中温制冷剂液体进入涡轮增压器涡轮室，涡轮增压器利用在蒸发式冷凝器与翅片式蒸发器和翅片两用蒸发器之间的制冷剂压差来推动涡轮室中的涡轮，涡轮又带动叶轮，能量得以被回收，叶轮压送（一级压缩）从翅片蒸发器和翅片两用蒸发器出来的低温、低压制冷剂变成中压制冷剂蒸汽送入压缩机进行二级压缩，从涡轮增压器涡轮室出来制冷剂液体分两路。一路制冷剂液体被气化，从而使另一路制冷剂液体被冷却，改善整个主循环制冷剂过冷度，利用涡轮增压器和过冷中冷器使压缩机实现准二级压缩，使压缩机吸气量增加，有助于增加主循环中制冷剂质量流量，从而增加制热量，压缩机进行二级压缩，吸入中压制冷剂气体，所以压缩机压缩比较低，压缩机的排气温度也较低，压缩机故障率减少，运行安全可靠性升高，制热系数上升，功耗减小，淡水产出多。　

Claims

1.一种热泵全能海水淡化系统，由压缩机，海水加热淡化器，翅片两用蒸发器，电子膨胀阀，过冷中冷器和涡轮增压器组成，海水加热淡化器由蒸发式冷凝器，翅片式蒸发器，真空泵，冷凝器水泵，喷淋系统，海水槽和淡水槽组成，翅片两用蒸发器由翅片盘管，吸热风机，蒸发器水泵，喷淋系统和海水槽组成，其特征在于：所述的压缩机的出口一路与蒸发式冷凝器入口相连，蒸发式冷凝器出口与涡轮增压器的涡轮室入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口分两路，一路与过冷中冷器盘管内入口相连，过冷中冷器盘管内出口通过电子膨胀阀与翅片式蒸发器入口相连，翅片式蒸发器出口与翅片两用蒸发器翅片盘管入口相连，翅片两用蒸发器翅片盘管出口与涡轮增压器叶轮室入口相连，涡轮增压器叶轮室出口与汽液分离器入口相连，汽液分离器出口与压缩机入口相连，涡轮增压器的涡轮室出口另一路通过过冷电子膨胀阀与过冷中冷器盘管外入口相连，过冷中冷器盘管外出口与汽液分离器的入口相连，压缩机的出口另一路通过化霜电动阀与翅片式蒸发器入口相连；蒸发器海水泵出口与翅片两用蒸发器的喷淋系统的入口相连。