专利名称：一种新型高效热泵海水淡化装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种采用热泵技术进行海水淡化的高效热泵海水淡化装置，属 于海水淡化技术领域。
技术背景
目前，海水淡化技术主要有蒸馏法、冷冻法。在蒸馏法海水淡化装置中， 一般采用外加高温热源对海水加热，产生蒸汽，再用空气冷却器对蒸汽进行冷 却，这种装置能耗高、效率低，存在能源浪费严重、效率较低等缺陷。冷冻法 需要先用制冷装置先对海水冷冻，再分离冰晶并融化后得到淡水，这种方法结 构复杂，效率不高，水质较差。随着世界人口的增加和经济的增长，水资源紧 张的问题在一些地区也成为一个突出的问题，为了缓解水资源紧张以及合理利 用和配置水资源，研究新型高效节能的海水淡化装置非常有必要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供提高系统制取淡水的效 率，水质较好，能耗低，节约能源，结构简单紧凑、操作简便的一种新型高效 热泵海水淡化装置。
本发明的目的在可以通过如下措施来达到 一种新型高效热泵海水淡化装 置，包括热泵系统、冷凝器淡水制备系统、蒸发器淡水制备系统和海水系统， 其特征在于热泵系统包括压縮机，压缩机连接蒸发式盘管冷凝器，蒸发式盘管 冷凝器包括筒体和盘管，筒体上设有进风口、出风口、进水口、出水口，筒体 内设有喷林装置，压縮机与盘管的一端连接，盘管的另一端依次连接储液器、 干燥过滤器、节流阀，节流阀连接蒸发器，蒸发器连接气液分离器；冷凝器淡 水制备系统包括风道，风道与筒体连为一体，挡水板设在风道内的进风口处， 引风机设在风道内的出风口处，风道内连接海水预热换热器，海水预热换热器 的下方设有水槽，水槽通过过滤器连接储水罐，储水罐设有出水口；蒸发器淡 水制备系统包括风道，引风机设在风道内的出风口处，蒸发器设在风道内，蒸 发器的下方设有水槽，水槽通过过滤器与储水罐连接，风道内连接进风预热换 热器，进风预热换热器的筒体内设有喷淋装置，进风预热换热器的筒体下端设有海水出口，进风预热换热器与蒸发式盘管冷凝器相连，风道内设有挡水板； 海水系统包括水泵、水泵，水泵设在进风预热换热器与蒸发式盘管冷凝器之间， 水泵通过阀门连接海水预热换热器，海水预热换热器分别通过阀门与喷淋装置、 喷淋装置相连。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的海水预热换热器为气液型换热器。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的海水预热换热器为翅片管式或 板翅式换热器。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的海水预热换热器为翅片管式换 热器，其翅片方向与气流方向平行，与水槽垂直。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的蒸发器为气液型换热器。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的蒸发器为翅片管式或板翅式换 热器。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的蒸发器为翅片管式换热器，其 翅片方向与进风方向平行，与水槽垂直。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的进风预热换热器为翅片管式换 热器，翅片方向与气流方向平行。
为了进一步实现本实用新型的目的，所述的风道内的进风口处设有格栅。 为了进一步实现本实用新型的目的，所述的储水罐设有排气阀。 本发明的主要特征在于冷凝器余热利用，冷凝器余热包括水蒸汽余热和海 水余热两部分。在冷凝器内，制冷剂放热给海水，海水吸热后温度升高(海水 余热)并产生水蒸汽(水蒸汽余热)。水蒸汽沿风道进入海水预热换热器，与海 水换热凝结得到淡水，同时海水吸收水蒸汽水蒸汽余热和海水余热热量实现预 热，使得海水以较高的温度进入冷凝器。另外，海水在冷凝器内吸热后温度进 一步升高，所含水分部分蒸发后进入进风预热换热器内与蒸发器进风换热，提 高进风温度，同时从海水预热换热器出来的一部分海水通过进风预热换热器内 的喷淋装置对进风加湿，提高进风的含湿量。提高蒸发器进风温度可以提高热 泵系统的蒸发温度，而热泵系统在较高的蒸发温度下其运行效率更高；提高进 风含湿量不仅可以得到更多的淡化水，而且有利于在空气的热湿换热过程中降低空气与制冷剂的温差。
本发明同已有技术相比具有如下的优点和有益效果本发明可以用于中型及以上海水淡化用途，通过采用热泵原理、回收冷凝器出风和出水的余热、蒸发器凝结水等手段大大提高系统制取淡水的效率，水质较好，能耗低，节约能源，另外结构简单紧凑、操作简便。
附图为本实用新型的结构原理示意图。
以下结合附图对本发明进行说明。
具体实施方式
实施例 一种新型高效热泵海水淡化装置(参照附图)，包括热泵系统、冷凝器淡水制备系统、蒸发器淡水制备系统和海水系统。
其中热泵系统包括压縮机l、蒸发式盘管冷凝器2、储液器5、干燥过滤器
6、节流阀3、蒸发器4、气液分离器7，压縮机1连接蒸发式盘管冷凝器2，蒸发式盘管冷凝器2包括筒体18和螺旋弯曲盘管34，筒体18可以是圆形、方形，筒体18的两侧均设有进风口 26，筒体18的上端设有出风口 35，筒体18的右侧设进水口 37，筒体18的下端设有出水口 27，筒体18内设有喷林装置36，压縮机1与蒸发式盘管冷凝器2的盘管34的一端连接，蒸发式盘管冷凝器2的盘管34的另一端依次连接储液器5、干燥过滤器6、节流阀3,节流阀3连接蒸发器4，蒸发器4连接气液分离器7。
冷凝器淡水制备系统包括风道16、挡水板21、海水预热换热器8、水槽14和引风机12，风道16与筒体18连为一体，挡水板21设在风道16内的进风口处，引风机12设在风道16内的出风口处，风道16内连接海水预热换热器8，风道16内海水预热换热器8的下方设有水槽14,海水预热换热器8为翅片管式或板翅式等气液型换热器，采用翅片管式时翅片方向与气流方向平行，.与水槽14垂直，水槽14通过过滤器32连接储水罐11，储水罐11设有出水口29和排气阀31。
蒸发器淡水制备系统包括风道17、进风预热换热器9、喷淋系统10、挡水板22、水槽15和引风机13，引风机13设在风道17内的出风口处，蒸发器4设在风道17内，风道17内蒸发器4的下方设有水槽15，蒸发器4为翅片管式或板翅式等类型换热器，进风口和出风口都与风道17连接，下部有淡水槽备盛析出淡水用，布置时翅片与进风方向平行，与水槽15垂直，水槽15通过过滤器33与储水罐11连接，风道17内连接进风预热换热器9，进风预热换热器9为翅片管式换热器，翅片方向与气流方向平行，进风预热换热器9的筒体内设有喷淋装置IO，向进风喷淋海水以增加其含湿量，进风预热换热器9的筒体下端设有海水出口 28，进风预热换热器9的盘管通过管路与蒸发式盘管冷凝器2的出水口 27相连，在蒸发器4和进风预热换热器9之间的风道17内设有挡水板22，在风道17内的进风口处设有格栅30，使进风均匀。
海水系统包括水泵19、水泵20、管道和阀门23、阀门24、阀门25，水泵20设在进风预热换热器9的盘管与蒸发式盘管冷凝器2的出水口 27之间的管路上，水泵19连接阀门23，阀门23连接海水预热换热器8，海水预热换热器8分别连接阀门24、阀门25，阀门24通过蒸发式盘管冷凝器2的进水口 37与喷淋装置36相连，阀门25连接喷淋装置10。
下面按照装置的主要组成子系统介绍该装置的运行。
热泵系统压縮机1出来的高压高温制冷剂气体进入蒸发式盘管冷凝器2，在冷凝器中与海水换热凝结成高压液体后依次进入储液器5和干燥过滤器6，再经过节流阀3节流，变为低温低压的气液两相制冷剂，该两相制冷剂进入蒸发器4与空气换热变为低压过热气体，经过气液分离器7进入压縮机压縮后重复上述过程。蒸发式盘管冷凝器，该盘管换热器是由螺旋弯曲盘管组成，制冷剂在管内流动，水在管外与管子交叉流过，与空气呈逆向流动，这样一方面可以利用空气的气化潜热换热并由空气将水蒸气带走，另一方面可以增强水的扰动以提高水侧表面传热系数。
冷凝器淡水制备系统该子系统的原理是通过加热使海水的水分蒸发，再冷却凝结得到淡水，具体流程如下海水通过水泵19由阀门23泵入海水预热换热器8与高温水蒸汽进行热交换预热，预热后的海水分为两路 一路由阀门25进入进风预热换热器9的喷淋装置10，另一路经过阀门24进入蒸发式盘管冷凝器2与冷凝器盘管内的高温制冷剂气体换热，海水的水分蒸发产生水蒸汽，在风机12抽吸作用下与从换热器进风口 26进入的空气一起，经过挡水板21沿风道到海水预热换热器8放热，凝结成淡水集结在水槽14内，水槽14内的淡水由管道经过过滤器32流入储水罐11。冷凝器筒体18中的海水吸热后部分水份蒸发，海水浓度增加，温度较高，这部分温度较高的海水由冷凝器筒体出水
7口 27流出，由水泵20抽出后进入进风预热换热器9加热进风。
蒸发器淡水制备系统该子系统的原理是采用蒸发器的析湿特性，将饱和或近饱和湿空气的水份凝结析出得到淡水，具体流程如下蒸发器4的引风机13将外界空气吸入，先经过格栅30均匀后进入进风预热换热器9，在该换热器中空气与冷凝器筒体18出来的温度较高的海水进行换热，同时受到喷淋系统10的喷淋，二者综合作用的结果是使得空气温度升高的同时增强其携带水份的能力，进风经过该换热器后成为饱和或近饱和的湿空气，湿空气经过挡水板22沿风道17进入蒸发器4，由于蒸发器内制冷剂温度低于空气温度，湿空气与制冷剂换热后所含水份会大量析出，得到的凝结水集结在蒸发器4下部的水槽15内，水槽15内的淡水沿管道经过过滤器33进入储水罐11。进风预热换热器9中的热海水放热后直接排入大海，喷淋系统10的海水也有换热器下部的海水出口 28流入大海。
冷凝器和蒸发器淡水制备系统出来的淡水都进入储水罐11，完成了海水淡化。
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权利要求1、一种新型高效热泵海水淡化装置，包括热泵系统、冷凝器淡水制备系统、蒸发器淡水制备系统和海水系统，其特征在于热泵系统包括压缩机(1)，压缩机(1)连接蒸发式盘管冷凝器(2)，蒸发式盘管冷凝器(2)包括筒体(18)和盘管(34)，筒体(18)上设有进风口(26)、出风口(35)、进水口(37)、出水口(27)，筒体(18)内设有喷林装置(36)，压缩机(1)与盘管(34)的一端连接，盘管(34)的另一端依次连接储液器(5)、干燥过滤器(6)、节流阀(3)，节流阀(3)连接蒸发器(4)，蒸发器(4)连接气液分离器(7)；冷凝器淡水制备系统包括风道(16)，风道(16)与筒体(18)连为一体，挡水板(21)设在风道(16)内的进风口处，引风机(12)设在风道(16)内的出风口处，风道(16)内连接海水预热换热器(8)，海水预热换热器(8)的下方设有水槽(14)，水槽(14)通过过滤器(32)连接储水罐(11)，储水罐(11)设有出水口(29)；蒸发器淡水制备系统包括风道(17)，引风机(13)设在风道(17)内的出风口处，蒸发器(4)设在风道(17)内，蒸发器(4)的下方设有水槽(15)，水槽(15)通过过滤器(33)与储水罐(11)连接，风道(17)内连接进风预热换热器(9)，进风预热换热器(9)的筒体内设有喷淋装置(10)，进风预热换热器(9)的筒体下端设有海水出口(28)，进风预热换热器(9)与蒸发式盘管冷凝器(2)相连，风道(17)内设有挡水板(22)；海水系统包括水泵(19)、水泵(20)，水泵(20)设在进风预热换热器(9)与蒸发式盘管冷凝器(2)之间，水泵(19)通过阀门连接海水预热换热器(8)，海水预热换热器(8)分别通过阀门与喷淋装置(36)、喷淋装置(10)相连。
2、 根据权利要求1所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的海水预热换热器(8)为气液型换热器。
3、 根据权利要求2所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的海水预热换热器(8)为翅片管式或板翅式换热器。
4、 根据权利要求3所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的海水预热换热器(8)为翅片管式换热器，其翅片方向与气流方向平行， 与水槽(14)垂直。
5、 根据权利要求1所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于所述的蒸发器(4)为气液型换热器。
6、 根据权利要求5所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的蒸发器(4)为翅片管式或板翅式换热器。
7、 根据权利要求6所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的蒸发器(4)为翅片管式换热器，其翅片方向与进风方向平行，与水槽(15) 垂直。
8、 根据权利要求1所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的进风预热换热器(9)为翅片管式换热器，翅片方向与气流方向平行。
9、 根据权利要求1所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的风道(17)内的进风口处设有格栅(30)。
10、 根据权利要求l所述的一种新型高效热泵海水淡化装置，其特征在于 所述的储水罐(11)设有排气阀(31)。
专利摘要本实用新型公开了一种新型高效热泵海水淡化装置，包括热泵系统、冷凝器淡水制备系统、蒸发器淡水制备系统和海水系统，其特征在于热泵系统包括压缩机(1)，包括筒体(18)和盘管(34)的蒸发式盘管冷凝器(2)，喷林装置(36)，储液器(5)，干燥过滤器(6)，节流阀(3)，蒸发器(4)，气液分离器(7)；冷凝器淡水制备系统包括风道(16)，挡水板(21)，引风机(12)，海水预热换热器(8)，水槽(14)连接储水罐(11)；蒸发器淡水制备系统包括风道(17)，引风机(13)，水槽(15)，进风预热换热器(9)，喷淋装置(10)；海水系统包括水泵(19)、水泵(20)，海水预热换热器(8)，本实用新型提高系统制取淡水的效率，水质较好，能耗低，节约能源，结构简单紧凑、操作简便。
文档编号C02F1/04GK201261726SQ20082002240
公开日2009年6月24日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者赵海波 申请人:烟台大学