[发明专利]一种低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源利用领域，尤其涉及的是一种利用低品位热源进行海水淡化及冷热联供的系统。

背景技术

淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一。淡水资源短缺已经成为影响世界经济社会可持续发展的重要因素，引起了全社会的普遍关注。积极推进海水淡化技术，向大海要水已经成为当今世界各国的共识。目前海水淡化已也成为解决沿海地区缺水问题最有效的措施之一。可以预见，随着经济持续发展和人们生活水平提高带来的淡水资源供需矛盾的尖锐化，海水淡化作为解决淡水资源短缺的有效手段，将会变得越来越重要。

海水淡化方法主要有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、冷冻法和增湿-去湿法等。目前，技术比较成熟、被广泛应用的只有蒸发法和反渗透法，但存在需要消耗大量的燃料或电力的缺陷。另一方面，我国具有丰富的低品位热源如太阳能、地热能、工业余热等，开发利用这类能源是我国能源战略的重要组成部分。因此，探索开发一种高效、节能的利用低品位热源的海水淡化并能够实现冷热联产的方法对解决我国淡水缺乏供应不足问题，以及缓解我国能源供给压力、调整能源结构和提高能源利用效率具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，旨在解决现有的海水淡化技术需要消耗大量的燃料或电力的问题，并同时实现冷热联供，提高能源利用效率。

本发明的技术方案如下：

一种低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，包括有机朗肯动力循环、蒸汽压缩制冷循环及增湿-去湿海水淡化三个子系统。该系统利用有机朗肯动力循环驱动蒸汽压缩制冷循环制取冷冻水，对增湿-去湿海水淡化子系统的实施冷冻水喷淋冷凝以生产温度较低的（冷）淡水，储存在冷水箱中，其中部分冷淡水由水泵先输送至用冷末端供冷，随后进入第二换热器被海水废料余热加热成热水供生活使用。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述的有机朗肯动力循环包括发生器、膨胀机、回热器、第二冷凝器和有机工质循环泵；低品位热源在第一水泵的作用下依次流经发生器和第一换热器，发生器的蒸汽出口与膨胀机的进口相连；膨胀机的乏汽出口通过回热器与第二冷凝进口相连；第二冷凝器的出口通过有机工质循环泵、回热器连接至发生器的进口。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述的蒸汽压缩制冷循环包括压缩机、第一冷凝器、节流元件和蒸发器；压缩机的进口与出口分别与蒸发器的蒸汽出口和第一冷凝器的进口相连；第一冷凝器的出口与蒸发器的进口通过节流元件相连。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述的有机朗肯动力循环的膨胀机与蒸汽压缩制冷循环的压缩机同轴。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述的增湿-去湿海水淡化子系统还包括增湿器、去湿器、第一引风机和第二引风机；增湿器顶部的湿工质出口通过第一引风机与去湿器底部侧面的湿工质进口相连；增湿器底部的海水废料出口通过第六水泵与第二换热器的海水进口相连；去湿器的顶部的干工质出口通过第二引风机与增湿器的底部侧面的干工质进口相连；增湿器和去湿器内均布置有用于分别喷淋雾化海水和冷冻水喷嘴；增湿器和去湿器内均布置有用于增加换热面积的填料。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，海水进料在第二水泵的作用下，依次流经第一冷凝器、第二冷凝器和第一换热器，第一换热器的海水出口与增湿器内的第一喷嘴相连。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述蒸发器的冷冻水出口与去湿器内的第二喷嘴相连，去湿器的侧面的第一冷淡水出口通过第三水泵与蒸发器的冷冻水进口相连构成循环；去湿器底部的第二冷淡水出口通过第四水泵与冷水箱相连，冷水箱通过第五水泵与用冷末端的进口相连，用冷末端的出口经第二换热器与热水箱相连。

所述的低品位热源驱动的海水淡化及冷热联供系统，其中，所述的有机朗肯动力循环的第二冷凝器与蒸汽压缩制冷循环的第一冷凝器的排热被用于预热增湿-去湿海水淡化子系统的进料海水。

本发明的有益效果：本发明通过将有机朗肯动力循环、蒸汽压缩制冷及增湿-去湿海水淡化系统耦合在一起，其有益的效果是：系统对热源的温度要求低，适应性好；湿器中冷冻水与湿工质直接接触，淡水产率高；能量梯级利用，实现海水淡化及冷热联供，能源利用效率高。

附图说明

图1是本发明提供的海水淡化及冷热联供系统结构原理图。