CN105800716A - 利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法，属于节能领域。该系统包括第1换热器（3）、第2换热器（4）、气液分离器（5）、第3换热器（15）、压缩机（16）、第4换热器（17）、节流阀（18）、第1球阀（2）、第2球阀（7）、第3球阀（10）、第1抽水泵（8）、第2抽水泵（11）、储液罐（12）。该系统利用制冷系统的冷凝废热为热源，将制冷系统和海水淡化系统耦合在一起，不仅回收了制冷系统的冷凝废热，提高了制冷系统的制冷量和制冷效率，同时也解决了海水淡化的耗能问题，降低了成本，提高了能源的利用率。

Description

利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法
技术领域
本发明涉及一种利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法，属于节能领域。
技术背景
随着社会的发展，制冷系统的运用也越来越广泛，比如，日常生活中适用的空调、冰箱，食品企业用于食品保鲜的冷藏库等等，但这些制冷设备中少有对制冷过程中所产生的冷凝废热进行回收利用。随着世界性能源的日趋紧张，如何节约能源消耗，发挥现有设备潜力，利用余热废热是摆在我们面前的重要课题。在远洋运输的货轮和海岛上为了储存和保鲜食品都离不开制冷设备，且这些地方都缺乏淡水，因此将制冷系统与海水淡化系统耦合在一起，具有十分广阔的前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法，该系统可充分回收利用制冷系统的冷凝废热，将制冷系统和海水淡化系统耦合在一起，不仅回收了制冷系统的冷凝废热，提高了制冷系统的制冷量和制冷效率，同时也解决了海水淡化的耗能问题，降低了成本，提高了能源的利用率。
一种利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统，其特征在于：第1换热器、第2换热器、气液分离器、第3换热器、压缩机、第4换热器、节流阀、第1球阀、第2球阀、第3球阀、第1抽水泵、第2抽水泵、储液罐；第1换热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第2换热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；气液分离器包括入口、气相出口和液相出口：第3换热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第4换热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；海水经过第1球阀后与第1换热器的冷侧入口相连，第1换热器的冷侧出口与第2换热器的冷侧入口相连，第2换热器的冷侧出口与第4换热器的冷侧入口相连，第4换热器的冷侧出口与气液分离器的入口相连；气液分离器的液相出口与第2换热器的热侧入口相连，第2换热器的热侧出口经过第2球阀级第1轴承泵后与环境相连。气液分离器的气相出口与第1换热器的热侧入口相连，第1换热器的热侧出口经过第3球阀级第2轴承泵后与储液罐相连；工质与第3换热器的冷侧入口相连，第3换热器的冷侧出口通过压缩机与第4换热器的热侧入口相连，第4换热器的热侧出口通过节流阀与第3换热器的冷侧入口相连。环境空气与第3换热器的热侧入口相连，第3换热器的热侧出口与环境相连。
根据本发明所述的利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：在系统启动之前，关闭第1球阀、第2球阀和第3球阀，将海水淡化循环系统回路抽真空，然后打开第1球阀、第2球阀和第3球阀，同时启动第1抽水泵和第2抽水泵。将海水通入第1换热器的冷侧对冷侧的气态淡水进行冷凝，同时海水被预热升温，第1换热器冷侧出口的海水进入第2换热器的冷侧入口，被热侧的浓海水预热升温，第2换热器冷侧出口的海水进入第4换热器的冷侧入口被热侧的高温高压气态工质加热，第4换热器冷侧出口产物进入气液分离器的入口；气液分离器液相出口的浓海水进入第2换热器的热侧对冷侧的海水进行预热，然后通过第1抽水泵排入环境中。气液分离器气相出口的气态淡水进入第1换热器的热侧预热冷侧的海水，同时被冷凝成液态淡水通过第2抽水泵存入储液罐中；低温低压的气态工质进入第3换热器中的冷侧吸收热侧环境空气的热量，吸热后的气态工质进入压缩机中加压，压缩机出口的高温高压气态工质进入第4换热器的热侧将热量释放给冷侧的海水，降温后的工质进入节流阀中继续降温降压，接着开始下一循环。
该系统利用制冷系统的冷凝废热为热源，将制冷系统和海水淡化系统耦合在一起，不仅回收了制冷系统的冷凝废热，提高了制冷系统的制冷量和制冷效率，同时也解决了海水淡化的耗能问题，降低了成本，提高了能源的利用率。
附图说明
图1利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统；
图中标号名称：1、海水,2、第1球阀，3、第1换热器，4、第2换热器，5气液分离器，6、浓海水，7、第2球阀，8、第1抽水泵，9、淡水，10、第3球阀，11、第2抽水泵，12、储液罐，13、工质，14、环境空气，15、第3换热器，16、压缩机，17、第4换热器，18、节流阀。
具体实施方法
下面参照附图1说明该系统利用制冷系统冷凝废热的海水淡化的运行过程。
在系统启动之前，关闭第1球阀2、第2球阀7和第3球阀10，将海水淡化循环系统回路抽真空，然后打开第1球阀2、第2球阀7和第3球阀10，同时启动第1抽水泵8和第2抽水泵11。
将海水1通入第1换热器3的冷侧对冷侧的气态淡水9进行冷凝，同时海水1被预热升温，第1换热器3冷侧出口的海水1进入第2换热器4的冷侧入口，被热侧的浓海水6预热升温，第2换热器2冷侧出口的海水1进入第4换热器17的冷侧入口被热侧的高温高压气态工质17加热，第4换热器17冷侧出口产物进入气液分离器5的入口。
气液分离器5液相出口的浓海水6进入第2换热器4的热侧对冷侧的海水1进行预热，然后通过第1抽水泵8排入环境中。
气液分离器5气相出口的气态淡水9进入第1换热器3的热侧预热冷侧的海水1，同时被冷凝成液态淡水9通过第2抽水泵11存入储液罐12中。
低温低压的气态工质13进入第3换热器15中的冷侧吸收热侧环境空气14的热量，吸热后的气态工质13进入压缩机16中加压，压缩机16出口的高温高压气态工质13进入第4换热器17的热侧将热量释放给冷侧的海水1，降温后的工质13进入节流阀18中继续降温降压，接着开始下一循环。

Claims (2)

1.一种利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统，其特征在于：
该系统包括：第1换热器（3）、第2换热器（4）、气液分离器（5）、第3换热器（15）、压缩机（16）、第4换热器（17）、节流阀（18）、第1球阀（2）、第2球阀（7）、第3球阀（10）、第1抽水泵（8）、第2抽水泵（11）、储液罐（12）；
第1换热器（3）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第2换热器（4）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；气液分离器（5）包括入口、气相出口和液相出口：第3换热器（15）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；第4换热器（17）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口和热侧出口；
海水（1）经过第1球阀（2）后与第1换热器（3）的冷侧入口相连，第1换热器（3）的冷侧出口与第2换热器（4）的冷侧入口相连，第2换热器（4）的冷侧出口与第4换热器（17）的冷侧入口相连，第4换热器（17）的冷侧出口与气液分离器（5）的入口相连；
气液分离器（5）的液相出口与第2换热器（4）的热侧入口相连，第2换热器（4）的热侧出口经过第2球阀（7）级第1轴承泵（8）后与环境相连；
气液分离器（6）的气相出口与第1换热器（3）的热侧入口相连，第1换热器（3）的热侧出口经过第3球阀（10）级第2轴承泵（11）后与储液罐（12）相连；
工质（13）与第3换热器（15）的冷侧入口相连，第3换热器（15）的冷侧出口通过压缩机（16）与第4换热器（17）的热侧入口相连，第4换热器（17）的热侧出口通过节流阀（18）与第3换热器（15）的冷侧入口相连；
环境空气（14）与第3换热器（15）的热侧入口相连，第3换热器（15）的热侧出口与环境相连。
2.根据权利要求1所述的利用低品位热的海水淡化系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：
在系统启动之前，关闭第1球阀（2）、第2球阀（7）和第3球阀（10），将海水淡化循环系统回路抽真空，然后打开第1球阀（2）、第2球阀（7）和第3球阀（10），同时启动第1抽水泵（8）和第2抽水泵（11）；
将海水（1）通入第1换热器（3）的冷侧对冷侧的气态淡水（9）进行冷凝，同时海水（1）被预热升温，第1换热器（3）冷侧出口的海水（1）进入第2换热器（4）的冷侧入口，被热侧的浓海水（6）预热升温，第2换热器（2）冷侧出口的海水（1）进入第4换热器（17）的冷侧入口被热侧的高温高压气态工质（17）加热，第4换热器（17）冷侧出口产物进入气液分离器（5）的入口；
气液分离器（5）液相出口的浓海水（6）进入第2换热器（4）的热侧对冷侧的海水（1）进行预热，然后通过第1抽水泵（8）排入环境中；
气液分离器（5）气相出口的气态淡水（9）进入第1换热器（3）的热侧预热冷侧的海水（1），同时被冷凝成液态淡水（9）通过第2抽水泵（11）存入储液罐（12）中；
低温低压的气态工质（13）进入第3换热器（15）中的冷侧吸收热侧环境空气（14）的热量，吸热后的气态工质（13）进入压缩机（16）中加压，压缩机（16）出口的高温高压气态工质（13）进入第4换热器（17）的热侧将热量释放给冷侧的海水（1），降温后的工质（13）进入节流阀（18）中继续降温降压，接着开始下一循环。
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