[发明专利]一种两级加湿热泵海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种两级加湿热泵海水淡化装置，包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、辅助换热器、热海水循环泵、冷却海水循环泵、冷却海水三通调节阀、一级海水喷淋器、一级加湿器、一级浓海水采集器、二级海水喷淋器、二级加湿器、二级浓海水采集器、一级预冷器、一级淡水采集器、二级预冷器、二级淡水采集器、三级淡水采集器、分流三通、合流三通和离心风机。本发明利用两级加湿器完成对循环空气的加热增湿，利用两级预冷器和蒸发器完成对循环空气中湿分的冷凝以析出淡水，利用对冷凝潜热的回收再利用完成对系统的补水及循环空气的预加热增湿，提高了系统的热回收效率和产水率，简化了设备规模，降低了设备结垢倾向，且能为不同的场合提供淡水。

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，尤其涉及一种两级加湿热泵海水淡化装置。

背景技术

中国是一个海洋大国，利用海水淡化技术制取淡水是解决我国严重缺乏淡水资源问题的最现实选择。目前海水淡化的传统方法主要是蒸馏法(包括多级闪蒸、多效蒸发、压气蒸馏等)和反渗透法，但这些方法存在投资大、运行费用高、维护困难等缺点，阻碍了它们的进一步发展。

相对于传统的海水淡化方法而言，增湿除湿海水淡化方法是目前公认的比较有发展潜力的一种热处理海水淡化方法，其具有投资成本低、结构简单、常压工作、结垢倾向小、汽化温和等优点。但从目前的研究现状来看，一般的增湿除湿海水淡化装置仅与太阳能耦合来进行“免费”的加热加湿，其太阳能不稳定性等因素仍然限制了此类装置连续高效的生产；常规的热泵增湿除湿海水淡化技术则多以蒸发冷凝形式为主，但增加了冷凝器结垢的速率，从而导致加热加湿效率的持续下降。因此以热泵作为基础冷、热源，以高效加湿器作为空气的加热增湿介质，可实现结构简单、热量回收利用率高、操作模式灵活的海水淡化过程。

中国专利CN103043735A公开了一种热泵式小型海水淡化装置，包括压缩机、冷凝器、主蒸发器、喷气抽气器和射水抽气器等，该装置主要利用热泵冷凝器来完成海水的蒸发，形成的水蒸气则在主蒸发器表面凝结产生淡水。虽然该装置利用射水抽气器来维持蒸发腔的真空度以提高海水的蒸发效率，但直接接触式喷淋蒸发仍不可避免会带来较为严重的结垢，同时仍然面临着提高蒸发温度和降低冷凝温度的矛盾，能量梯度利用率较差。中国专利CN105439232A公开了一种带梯级预热的热泵式海水淡化装置及其控制方法，包括蒸发式冷凝器、翅片蒸发器、滚动转子压缩机、轴流风机、初级预热器和次级预热器等部件，虽然该装置设置有两级预热器，但初级预热器内的淡水温度较低，其冷凝潜热主要被蒸发器吸收，因此和海水原料的换热驱动力较小。同时，该系统还包括了一套压力平衡系统，而且蒸发式冷凝器的结垢问题较为严重，系统结构复杂、部件较多、对稳定运行的操作较为严格，不适合用于小型海水淡化装置。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种两级加湿热泵海水淡化装置，提高系统的热量回收利用率，增加系统的产水率，简化设备规模，降低设备结垢倾向，并能应用于不同的场合。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何改进增湿除湿海水淡化方法，提高系统的热量回收利用率，增加系统的产水率，简化设备规模，降低设备结垢倾向，并能应用于不同的场合。