[发明专利]基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机

说明书

本发明属于海水淡化技术与热泵技术的交叉领域，公开了一种基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机，由蒸汽压缩式热泵、海水加热器、加湿器，风机、一级除湿器、二级除湿器、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、送风格栅、淡水水箱组成，蒸汽压缩式热泵包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器。本发明与现有技术相比，可充分利用热泵的制冷和制热能力，同时实现制备淡水和房屋供冷的功能，从而提升热泵式加湿除湿海水淡化技术的应用前景。

技术领域

本发明属于海水淡化技术与热泵技术的交叉领域，具体涉及一种基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机。

背景技术

目前应用最广泛的海水淡化方法是热法中的多效蒸馏法、多级闪蒸法和膜法当中的反渗透法，但这些方法初投资高、运行维护复杂，并不十分适用于海岛淡水需求量小、需求位置分散且运行维护条件困难的情况。

近些年来，加湿-除湿海水淡化装置具有占地面积小、易于操作维护、常压下运行、与可再生能源具有良好的兼容性等优点，能适应海岛淡水需求分布分散且目标产量较低的情况，因而得到了广泛研究。

在各类加湿-除湿海水淡化装置类型中，热泵式装置能综合利用热泵提供的热量和冷量、达到全天候运行的要求，避免太阳能直接驱动造成的受天气条件制约等不确定性。热泵式加湿-除湿海水淡化的本质原理为：利用热泵的制热量将海水中的水分转化为水蒸气进入空气中，同时利用热泵的制冷量将高温高含湿量的空气冷却，空气中析出的冷凝水即为所需的淡水。

在现有的热泵式加湿-除湿海水淡化装置中，通常被冷却的空气温度较低，具有给室内的相对高温环境供冷的潜力，但以往的专利和研究较少关注这一点。

针对现有技术的不足，本发明提出的基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机，可充分利用热泵的制冷和制热能力，同时实现制备淡水和房屋供冷的功能，从而提升热泵式加湿除湿海水淡化技术的应用前景。

发明内容

本发明提出了一种基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机，可同时实现制备淡水和房屋供冷的功能。

本发明通过以下技术方案来实现的：

一种基于蒸汽压缩式热泵技术的加湿除湿海水淡化与空调一体机，由蒸汽压缩式热泵、海水加热器、加湿器，风机、一级除湿器、二级除湿器、冷却水循环泵、冷冻水循环泵、送风格栅、淡水水箱组成，蒸汽压缩式热泵包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器；

风机、加湿器、海水加热器、一级除湿器依次相连接；

加湿器、一级除湿器、二级除湿器、送风格栅依次相连接；

一级除湿器、二级除湿器分别连接淡水水箱；

二级除湿器、冷冻水循环泵、冷凝器依次相连接形成一闭环循环管路；

压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器依次相连接形成一闭环循环管路；

蒸发器、冷却水循环泵、海水加热器依次相连接形成一闭环循环管路；

加湿器为逆流填料式；

蒸汽压缩式热泵采用冷水机组形式；

上述的连接形式为管路连接；

本技术方案的工作原理主要包括空气回路、海水回路和制冷剂回路三个回路，实现制备淡水和房屋供冷功能的：

空气回路：空气首先通过风机从外界环境进入逆流填料式加湿器，加湿器中热海水和空气发生热质交换，高温高含湿量的空气离开加湿器后连续地流经一级除湿器和二级除湿器。在一级除湿器中，热湿空气的热量被用于预热低温海水，同时淡水从空气中冷凝出来进入淡水水箱；类似地，在二级除湿器中，热湿空气被冷冻水冷却，同样产生淡水进入淡水水箱。最终低温空气从二级除湿器流经送风格栅进入房屋内，实现一体机的供冷功能。