[发明专利]一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置

说明书

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置；制冷剂循环系统包括第一压缩机、第一冷凝器、第一节流阀、蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第二节流阀、气液分离器以及第三换热器；第一海水淡化系统包括第一海水水箱、第一水泵以及蒸发器；第二海水淡化系统包括第二海水水箱，第二水泵、第一冷凝器、第二冷凝器、真空泵、第二换热器以及淡水水箱。本发明采用两级压缩热泵技术制取淡水，在蒸发器侧将海水冷冻形成不含盐分的冰；在冷凝器侧将海水加热形成不含盐分的水蒸气，海水经过两个冷凝器加热，更容易达到沸点而蒸发；同时能够通过制冷剂循环将蒸发器侧的冰融化。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置。

背景技术

随着社会经济的发展，作为地球上一切生物赖以发展和生存的必需物质，世界淡水资源已经变得非常短缺，因此合理利用淡水和能源成为新世纪全球面临的难点之一。而海水淡化技术无疑是解决淡水危机的重要途径之一。

目前常用的海水淡化方法包括蒸馏法和膜技术等。蒸馏法以多级闪蒸和多效闪蒸海为主，但是能耗大、淡化成本高。反渗透和电渗析膜法海水淡化技术也存在着能耗大、膜加工使用成本高和淡化工艺复杂等突出问题。同时，普通的热泵式海水淡化装置只是利用了冷凝器侧的热量，而忽略了蒸发器侧的冷量。因此，需要一种淡化效率高、成本低且工艺简单的装置来满足现有需求。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种双效两级压缩热泵海水淡化装置。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置，包括制冷剂循环系统，制冷剂循环系统包括第一压缩机、第二压缩机、第二冷凝器、第二节流阀、气液分离器、第一节流阀以及蒸发器；第一压缩机的出口与第二压缩机的入口相连接，第二压缩机的出口与第二冷凝器的制冷剂入口相连接，第二冷凝器的制冷剂出口与第二节流阀的入口相连接，第二节流阀的出口与气液分离器的入口相连接，气液分离器的第一出口连接到第二压缩机的入口，气液分离器的第二出口连接到第一节流阀的入口；蒸发器内设有第一制冷剂管道，第一制冷剂管道的入口与出口分别为第一制冷剂入口、第一制冷剂出口；第一节流阀出口与蒸发器的第一制冷剂入口相连接，蒸发器的第一制冷剂出口与第一压缩机的入口相连接；制冷剂循环系统还包括第一冷凝器，第一压缩机的出口还与第一冷凝器的入口相连接，第一冷凝器的制冷剂出口与第一节流阀的入口相连接；还包括第一海水淡化系统与第二海水淡化系统，第一海水淡化系统包括第一海水水箱、第一水泵以及蒸发器；第一海水水箱通过第一水泵与蒸发器的海水通道入口相连通；第一海水水箱设有海水补水口，蒸发器设有排冰口与废水出口；第二海水淡化系统包括第二海水水箱，第二水泵、第一冷凝器、第二冷凝器、真空泵、第二换热器以及淡水水箱；真空泵使第二海水淡化系统为真空状态，第二海水水箱通过第二水泵与第一冷凝器的海水入口相连通，第一冷凝器的海水出口与第二冷凝器的海水入口相连通，第二冷凝器的水蒸气出口依次通过真空泵、第二换热器与淡水水箱相连通；第二海水水箱设有海水补入口，第二冷凝器设有废水出口。

进一步地，制冷剂循环系统还包括第三换热器，第三换热器与蒸发器并联；第一节流阀出口还与第三换热器的入口相连接，第三换热器的出口与第一压缩机的入口相连接；蒸发器内设有第二制冷剂管道，第二制冷剂管道的入口与出口分别为第二制冷剂入口、第二制冷剂出口；第二冷凝器的制冷剂出口还与蒸发器的第二制冷剂入口相连接，蒸发器的第二制冷剂出口与第一节流阀的出口相连接。

进一步地，第一海水淡化系统还包括第一换热器，蒸发器废水出口与第一换热器进口相连通；第一换热器位于第一海水水箱内，第一换热器设有伸出第一海水水箱的废水排出管。

进一步地，第二冷凝器制冷剂出口与第二制冷剂入口之间的管道设有第一截止阀；第一截止阀与第二节流阀并联，第二冷凝器制冷剂出口通过第一截止阀与第二制冷剂入口相连接。