[发明专利]一种基于高温复叠热泵的节能高效海水淡化装置

说明书

本发明提供了一种基于高温复叠热泵的节能高效海水淡化装置，包括低温级蒸发器、低温级压缩机、中间换热器、低温级节流阀、高温级蒸发器、高温级压缩机、高温级冷凝器、高温级节流阀、海水循环泵、水罐。本发明利用复叠式热泵技术，能够以环境海水为热源，通过两级循环使工质达到海水沸点温度以上，实现海水淡化。

技术领域

本发明涉及海水淡化的技术领域，更具体地，涉及一种基于高温复叠热泵的节能高效海水淡化装置。

背景技术

随着全球经济的发展和人口的快速增加，淡水资源的日趋减少已成为目前面临的严峻挑战之一。海水淡化作为补充淡水的有效方式，不受季节气候的影响，而且水量大，因此对该技术的研发和改进受到社会的密切关注。

目前，海水淡化的方法主要有蒸馏法、膜分离法、冷冻法等，其中蒸馏法实施利用方便，不需要对海水进行预处理，淡水的产量大，水质高，而且对于设备的维修保养也较为方便。在工业化的海水淡化过程中需要消耗大量的化石能源，且对基础设施的建设有要求。如何在进行大规模海水淡化的过程中，减少化石能源消耗，降低污染，降低基础设施建设的成本，是亟待解决的问题。

因此，现有技术中亟需一种解决淡水缺乏的问题的技术方案。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于高温复叠热泵的节能高效海水淡化装置。

为实现上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：

一种基于高温复叠热泵的节能高效海水淡化装置，包括低温级蒸发器、低温级压缩机、中间换热器、低温级节流阀、高温级蒸发器、高温级压缩机、高温级冷凝器、高温级节流阀、海水循环泵、水罐，所述低温级蒸发器上设置有环境海水进口和环境海水出口，所述低温级蒸发器的工质出口与所述低温级压缩机的进口连接，所述低温级蒸发器的工质进口与所述低温级节流阀的出口连接，所述低温级压缩机的出口与所述中间换热器的低温级工质进口连接，所述低温级节流阀的进口与所述中间换热器的低温级工质出口连接，所述中间换热器的高温级工质出口与所述高温级蒸发器的工质进口连接，所述中间换热器的高温级工质进口与所述高温级节流阀的出口连接，所述高温级蒸发器的工质出口与所述高温级压缩机的工质进口连接，所述高温级压缩机的工质出口与所述高温级冷凝器的工质进口连接，所述高温级节流阀的进口与所述高温级冷凝器的工质出口连接，所述高温级冷凝器的循环海水出口与所述水罐的循环水进口连接，所述高温级冷凝器的循环海水进口与所述海水循环泵的出口连接，所述海水循环泵的进口与所述水罐的循环水出口连接，所述水罐上还连接有用于补充海水的补水阀和用于排出废气海水的排水阀，所述水罐通过蒸汽管路与所述高温级蒸发器的蒸汽进口连接，所述蒸汽管路上还设置有蒸汽控制阀，所述高温级蒸发器的淡水出口与淡水收集装置连接。

所述低温级蒸发器和所述高温级冷凝器均为管壳式换热器，海水流经管程，工质流经壳程。

流经低温级蒸发器、低温级压缩机、中间换热器、低温级节流阀的工质为低温级工质，流经中间换热器、高温级蒸发器、高温级压缩机、高温级冷凝器、高温级节流阀的工质为高温级工质，所述低温级工质和所述高温级工质均为有机工质。

所述低温级工质R134a，R245fa，R227中的一种或多种，高温级工质为R245fa，R365mfc，R142b，R123中的一种或多种。

本发明相比现有技术的有益效果是：

1.利用复叠式热泵技术，能够以环境海水为热源，通过两级循环使工质达到海水沸点温度以上，实现海水淡化；

2.以制备出的水蒸气作为热泵中高温循环部分的热量来源之一，可实现在对该部分余热进行回收利用的同时，降低水蒸气温度至沸点以下，形成液态淡水；

3.利用热泵进行海水淡化，使用高品质能源电能，减少化石燃料的消耗，降低对环境的污染。

附图说明

图1是本发明的系统图。