[发明专利]一种风光互补的海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种风光互补的海水淡化装置，利用空气的载湿能力进行蒸发，带走海水中的纯水，且湿空气经降温冷凝后回收其析出的冷凝水，达到海水淡化的目的。当利用太阳能驱动系统运行时，用于加热海水以及驱动溴化锂制冷机产生冷却水所需的热量均由太阳能平板集热器产生的热水提供；当利用风能驱动系统运行时，通过风能直接驱动热泵系统，用于加热海水以及冷却湿空气。设置相变蓄热器储存热水热量，以适用于各种不同天气条件，保证系统稳定不断地运行。

技术领域

本发明属于海水淡化领域，具体涉及一种风光互补的海水淡化装置。

背景技术

随着经济的日益发展和人民生活水平的不断提高，水资源短缺问题成为全国乃至世界发展面临的一个重大障碍，全球各国和地区纷纷寻找解决水资源短缺的方法。由于海水总量巨大，相对于淡水来说可谓取之不尽用之不竭，因此，海水淡化是目前解决水资源短缺问题的重要方式。

蒸馏法(热法)是目前海水淡化的主要方式之一，其中又以多效蒸馏(MED)和多级闪蒸(MSF)技术应用较为广泛。多效蒸馏是将多个蒸馏器进行串联，上一组蒸馏器内产生的水蒸气冷凝释放的热量作为热源加热下一组蒸馏器，且每组蒸馏器的温度和压力均低于前一组，以此，海水浓度不断变高，回收的冷凝水即为淡水。由于其结垢和腐蚀问题，使得其发展停滞不前，直至低温多效蒸馏技术的出现才有所改观。多级闪蒸是将海水预热后引入到一个压力低于其饱和蒸汽压的容器之中，海水因过热进行闪蒸，闪蒸后的蒸汽冷凝后进行淡水回收，但其能耗大，投资及制水成本高。

发明内容

本发明针对当前采用热法进行海水淡化存在的不足之处，提出了一种风光互补的海水淡化装置。利用空气温度升高，其载湿能力呈现一种超线性增长的特点，通过循环空气带走海水中的纯水，并通过对湿空气进行降温，降低至其露点温度，则冷凝水析出，达到海水淡化的目的。其中，空气与海水直接接触换热，吸收海水的热量；海水由太阳能或风能热泵系统产生的热水进行加热；太阳能平板集热器吸收太阳能用于加热热水，热泵系统则利用风能进行驱动，工质在冷凝器中释放热量，用于加热热水。利用海边自然环境特点，晴天时阳光辐照较强，以太阳能作为驱动热源，阴雨天时风力较强，以风能作为驱动热源。设置相变蓄热器，储存太阳能平板集热器或风能热泵系统产生的多余热量，确保系统能够在晴朗无风夜晚运行，实现连续地海水淡化操作。

为实现本发明目的，采用如下技术方案：

一种风光互补的海水淡化装置，其特征在于，包括：海水储罐、进料泵、回热冷凝器、预热器、蒸发室、风机、循环液罐、循环泵、除湿冷凝器、淡水收集罐、太阳能平板集热器、相变蓄热器、溴化锂制冷机、热水箱、风力机、变速器、压缩机、节流阀、蒸发器、冷凝器、冷却水循环泵和热水循环泵。系统工作流程为：由海水储罐流出的原始海水经进料泵输送与循环液罐流出的浓缩海水经循环泵输送按比例混合后分别经回热冷凝器与预热器加热升高至指定温度，送入至蒸发室；在风机作用下，空气被通入到蒸发室，与混合海水进行直接接触传热传质，空气带走海水中的部分水分，离开蒸发室，之后被引入到回热冷凝器中冷凝，与混合海水进行换热后，初步降温除湿，并在除湿冷凝器中与冷却水进行换热后，二次降温除湿，空气回到进入蒸发室之前的状态，再次引入到蒸发室，完成空气循环；浓缩海水落入蒸发室底部，进入循环液罐，完成海水循环；太阳能平板集热器能够产生热水，用于实现3个目的：1)加热混合海水，使其达到指定温度；2)作为热源，驱动溴化锂制冷机产生冷却水；3)与相变蓄热器进行换热，储存热量。风能热泵系统通过风能带动风力机转动，通过变速器调整至指定转速，驱动热泵系统工作，为预热器提供加热海水所需的热量，以及为除湿冷凝器提供冷凝湿空气所需的冷量，同时其产生的热量同样能够储存到相变蓄热器中。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：