[发明专利]一种基于热泵驱动的真空海水淡化系统

说明书

本发明提供了一种基于热泵驱动的真空海水淡化系统，包括海水泵入和回收回路、冷冻水循环回路、热水循环回路、热泵循环回路、淡水回收管路和抽压管路，通过将真空闪蒸和降膜蒸发技术应用到海水淡化中，提高了出水率，其次将通过热泵技术回收水蒸气的冷凝热作为减压真空蒸发的部分热源，利用热泵的制冷量降低冷凝室的冷冻水温度，克服了传统技术的能耗高和出水率低的问题，是一种高效节能的海水淡化装置。

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，具体是一种基于热泵驱动的真空海水淡化系统。

背景技术

海水淡化事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。传统的热法海水淡化技术耗能高且产水率低，不利于可持续发展战略。

而真空海水淡化技术一般采用真空蒸馏的原理，即通过能抽水蒸气的真空泵，来维持装置中90％~94％的真空度，此时对应的海水蒸发的沸点仅为46℃~36℃，以利用低温热源来进行海水蒸馏淡化，因此真空海水淡化具有节能、效率高等优点。

本发明在传统真空蒸馏式海水淡化技术的基础上进一步突破，和热泵以及降膜蒸发技术结合起来，使得该系统更加节能且效率更高。

发明内容

本发明的目的是为了针对传统的热法海水淡化技术耗能高、效率低的问题，提出了一种基于热泵驱动的真空海水淡化系统。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于热泵驱动的真空海水淡化系统，包括海水泵入和回收回路、冷冻水循环回路、热水循环回路、热泵循环回路、淡水回收管路和抽压管路。

所述海水泵入和回收回路包括海水罐、第一溶液阀、第一溶液泵、海水蒸发室、海水淡化管和浓海水储藏室；所述海水罐左上侧输出端通过第一溶液阀和第一溶液泵与海水蒸发室连接，所述海水蒸发室通过三条海水淡化管与浓海水储藏室连通，所述浓海水储藏室与海水罐左下侧输入端连接；

海水罐中的海水被第一溶液泵压入海水蒸发室中，由于瞬间失压发生闪蒸；闪蒸后海水温度急剧下降，流入到海水淡化管内壁，形成一层均匀的薄膜，因其持续吸收热管热量而降膜蒸发，蒸发之后的浓海水流入浓海水储藏室，最后再流回海水罐中。

所述冷冻水循环回路包括冷冻水箱、第二溶液阀、第二溶液泵、冷凝室和冷凝水管；所述冷却水箱左侧输出端依次通过第二溶液阀、第二溶液泵与冷凝室内的冷凝水管连接，所述冷凝水管与冷冻水箱右侧输入端连接；

来自冷冻水箱的冷冻水通过第二溶液泵被压入冷凝水管中，在冷凝室完成冷凝之后再回到冷冻水箱中。

所述热水循环回路包括热水箱、加热器、第三溶液泵、加热槽和第三溶液阀；所述热水箱右下侧输出端依次通过加热器、第三溶液泵与加热槽左下侧输入端连接，所述加热槽左上侧输出端通过第三溶液阀与热水箱右侧输入端连接；

热水先经过加热器加热达到指定温度之后，通过第三溶液泵被压入到加热槽中，加热槽给热管提供足够的热量使海水蒸发，热水最后再从加热槽回到热水箱中。

所述热泵循环回路包括冷冻水箱、第四溶液阀、第四溶液泵、热泵蒸发器、压缩机、热泵冷凝器、膨胀阀、第五溶液泵、第六溶液阀和热水箱；所述冷冻水箱左下侧输出端依次通过第四溶液阀、第四溶液泵、热泵蒸发器与冷冻水箱右侧输入端连接构成第一循环回路；所述热泵蒸发器左下侧输出端依次通过压缩机、热泵冷凝器、膨胀阀与热泵蒸发器右下侧输入端连接构成第二循环回路；所述热水箱左侧输出端依次通过第六溶液阀、第五溶液泵、热泵冷凝器与热水箱右上侧输入端连接构成第三循环回路；所述第一循环回路与第二循环回路之间、第二循环回路与第三循环回路之间分别通过热泵蒸发器、热泵冷凝器相连构成所述热泵循环回路；