本实用新型专利技术公开了一种太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统，包括光伏系统、热泵系统、海水淡化装置、海水供应系统。光伏系统包括光伏电池、蓄电池；光伏电池将光能转化为直流电输出并储存在蓄电池内，为整个装置提供电能。热泵系统冷凝端分为第一冷凝器和第二冷凝器，使海水得到充分蒸发。海水淡化装置由固定隔板、活动隔板分成左右两个腔室，分别实现海水蒸发与制热、淡水冷凝与制冷。本实用新型专利技术充分利用可在生能源，提高了能源的利用率，能够在没有电力供应的情况下实现海水淡化以及制冷制热的耦合。另外，本实用新型专利技术结构紧凑、移动性强，满足小型化、便携式要求，适合孤岛生存、行军、探险时制备淡水。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及太阳能驱动热泵海水淡化
，尤其涉及一种太阳能驱动热泵海水淡化同时将制热制冷耦合的系统。
技术介绍
水是生命之源，是人类赖以生存的根本。随着社会的不断发展和人口的不断增长，全球淡水供应不断紧张，已经威胁到人类的生存发展。早在1977年，联合国水问题大会就提出：水不久将成为一种严重的社会危机，石油危机之后下一个危机便是水。1996年联合国“对世界淡水资源的全面评估”的报告中第一次提出：缺水将严重制约下世纪的经济和社会发展，并可能导致国家间冲突。地球上的海水资源丰富，如果能从海水中获得人类生活所需淡水，无疑对减缓水资源危机具有积极意义。在淡水资源严重匮乏的中东地区，已经把海水淡化作为主要的淡水资源。海水淡化是利用海水脱盐的方法生产淡水，目前常用的海水淡化技术是热法海水淡化，主要是多级闪蒸海水淡化方法、多效蒸馏海水淡化方法，无论哪种方法，都需要大规模的海水淡化装置，且需要消耗大量高品位能量，比如电能、高温热能，不适用与孤岛、舰船等占地面积小、规模小、移动性强的场合的海水淡化。热法海水淡化涉及到海水的加热以及淡水的冷凝。海水的加热需要提供一定的高品质的热能，淡水的冷凝则需要将淡水中的热量带走，热泵技术作为一种有效节能的方式，刚好满足这一技术要求，能够将低品位的热能转化为高品位的热能。如果能进一步利用热泵技术实现制冷与制热耦合，将在极大地提高能源利用率，同时实现多种功能并存。能源危机以及日益严重的环境问题，迫使人们开始寻找可替代的清洁能源。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生能源，且其具有清洁无毒、无环境污染的特点，因而一直受到世界各国的广泛关注。因此，为了缓解能源危机以及日益严重的环境、水资源问题，开发一种小型化、便携式、能利用太阳能实现海水淡化并能够充分利用热泵技术同时实现制冷与制热的系统具有重要意义。公开号CN103159275A的专利，将太阳能与热泵海水淡化结合，太阳能集热器与热泵系统串联，热泵系统所用工质在太阳能集热器加热后进入压缩机，热泵系统冷凝器置于海水箱内加热海水，加热后的海水进入闪蒸室闪蒸。该专利利用清洁能源太阳能及高效节能的热泵技术，在清洁高效方面具有一定的优势，但是该专利设置有多个泵以及压缩机等设备，需要消耗高的电能驱动；管路多且结构较复杂，增加了热量损失；太阳能集热器的加 入使装置较大，成本增加，不适用于船舶、行军、探险等对小型化、便携式海水淡化的需求；且太阳能集热器与热泵系统为串联，增加了系统的安全隐患。公开号CN202046907U的专利，利用微风、太阳能组合发电机组产生的电能为热泵海水淡化装置提供电能，解决了海水淡化系统自身所需电能，但是在没有发电机组的情况下，该专利所述系统就无法正常工作，使得该专利大大受限。公开号CN201999824U、CN204625232U专利，采用太阳能集热与热泵加热并联，将产生的蒸汽用作多效蒸馏。太阳能集热装置、中间蓄热装置以及多效蒸馏装置的加入，使得海水淡化成本增加、装置庞大、结构复杂，并且系统只有消耗高品味的电能才能够正常运行。中间蓄热装置的加入，使得系统不必要散热损失增加，综合能源利用率低，且除了海水淡化外，不能充分利用热泵制冷制热性能，无法实现制热与制冷的耦合。综合以上可以看出，现有相关专利并不能达到上文所述的开发理想系统的目标，即不能同时满足以下几个要点：(1)系统满足小型化、便捷式的要求，结构紧凑、移动方便；(2)能够充分利用热泵性能，实现海水淡化、制冷、制热多功能耦合；(3)整个系统能够仅通过清洁能源的输入就实现稳定运行，同时，在没有清洁能源的情况下，可以依靠常规的电力驱动，实现海水淡化与制冷制热耦合的功能。
技术实现思路
针对上述现有技术，本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统，利用清洁的太阳能和热泵技术提高能量利用率、实现制热制冷耦合的多功能、小型化和便捷式。本技术充分利用可再生能源，提高了能源的利用率，能够在没有电力供应的情况下实现海水淡化以及制冷制热的耦合。另外，本技术结构紧凑、移动性强，满足小型化、便携式要求，适合孤岛生存、行军、探险时制备淡水。为了解决上述技术问题，本技术提出的一种太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统，包括光伏系统、热泵系统、海水淡化装置和海水供应系统；所述光伏系统包括与光伏电池阵列依次相连的蓄电池和逆变器；所述海水淡化装置包括保温箱，所述保温箱由隔板墙分为两个腔室，其中一个腔室为海水蒸发或制热室，另外一个腔室为淡水冷凝或制冷室；所述两个腔室之间的隔板墙由自下而上连接的固定板墙和第一活动板墙构成，所述固定板墙的下部设有夹层，所述第一活动板墙和固定板墙上各设有一个连通两个腔室的风道；其中一个风道内置风机，另外一个风道内置有风量调节阀，所述海水淡化装置还包括有一绝热密闭的第二活动板墙；所述热泵系统包括压缩机、第一控制阀、第一冷凝器、第二控制阀、第二冷凝器、节流阀和蒸发器；所述压缩机布置在所述固定板墙下部的夹层中，所述第一冷凝器布置在所述海水蒸发或制热室的底部，所述第二冷凝器布置在所述第一冷凝器的上方，所述压缩机的出口通过所述第一控制阀和第二控制阀分别于所述第一冷 凝器和第二冷凝器的入口连接；所述第一冷凝器和第二冷凝器的出口与所述节流阀的入口连接；所述节流阀的出口与所述蒸发器的入口连接；所述蒸发器的出口与所述压缩机的入口连接；所述风机的送风方向冲向所述蒸发器；所述海水供应系统包括海水泵、热交换器、喷淋装置；所述热交换器布置在淡水冷凝或制冷室的底部，所述喷淋装置布置在所述第一冷凝器的上方，所述海水泵的入口接原料海水，所述海水泵的出口与所述热交换器的入口连接；所述热交换器的出口与所述喷淋装置的入口连接。所述逆变器为所述压缩机、风机、海水泵供电。本技术中，所述光伏电池阵列中的光伏电池包括单晶硅电池、多晶硅电池、非晶硅电池和薄膜电池中的一种。所述光伏电池阵列中的光伏电池彼此之间为串连且不固定，当需要光伏发电时，所述光伏电池彼此之间紧密平行排列，将产生的电能输出并存储到蓄电池内；当无需光伏发电时，所述光伏电池彼此之间堆叠存放。所述第一控制阀和第二控制阀用于控制所述第一冷凝器和第二冷凝器各自所需的制冷剂的量。所述固定板墙的上部为实心结构，所述固定板墙和第一活动板墙之间通过锯齿插接结构连接，并实现密封；所述保温箱的顶部设有用于插装所述第一活动板墙的插装口。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术系统结构紧凑、占地面积小，实现了小型化、便携式；(2)本技术系统除能进行海水淡化外，还能进行制冷与制热，实现了多种功能的耦合；(3)太阳能光伏产生的电能用于系统的耗电部件，减少了对化石燃料的消耗，实现了利用可再生能源辅助海水淡化的过程。附图说明图1为本技术太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统示意图；图中：1-保温箱；2-固定隔板；3-活动隔板；4-风量调节阀；5-风机；6-压缩机；7-第一控制阀；8-第一冷凝器；9-第二控制阀；10-第二冷凝器；11-节流阀；12-蒸发器；13-海水泵；14-热交换器；15-喷淋装置；16-光伏电池阵列；17-蓄电池；18-淡水阀；19-浓盐水阀；20-逆变器。具体实施方式下本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统，其特征在于：包括光伏系统、热泵系统、海水淡化装置和海水供应系统；所述光伏系统包括与光伏电池阵列(16)依次相连的蓄电池(17)和逆变器(20)；所述海水淡化装置包括保温箱(1)，所述保温箱(1)由隔板墙分为两个腔室，其中一个腔室为海水蒸发或制热室，另外一个腔室为淡水冷凝或制冷室；所述两个腔室之间的隔板墙由自下而上连接的固定板墙(2)和第一活动板墙(3)构成，所述固定板墙的下部设有夹层，所述第一活动板墙(3)和固定板墙(2)上各设有一个连通两个腔室的风道；其中一个风道内置风机(5)，另外一个风道内置有风量调节阀(4)；所述海水淡化装置还包括有一绝热密闭的第二活动板墙；所述热泵系统包括压缩机(6)、第一控制阀(7)、第一冷凝器(8)、第二控制阀(9)、第二冷凝器(10)、节流阀(11)和蒸发器(12)；所述压缩机(6)布置在所述固定板墙下部的夹层中，所述第一冷凝器(8)布置在所述海水蒸发或制热室的底部，所述第二冷凝器(10)布置在所述第一冷凝器(8)的上方，所述压缩机(6)的出口通过所述第一控制阀(7)和第二控制阀(9)分别于所述第一冷凝器(8)和第二冷凝器(10)的入口连接；所述第一冷凝器(8)和第二冷凝器(10)的出口与所述节流阀(11)的入口连接；所述节流阀(11)的出口与所述蒸发器(12)的入口连接；所述蒸发器(12)的出口与所述压缩机(6)的入口连接；所述风机(5)的送风方向冲向所述蒸发器(12)；所述海水供应系统包括海水泵(13)、热交换器(14)、喷淋装置(15)；所述热交换器(14)布置在淡水冷凝或制冷室的底部，所述喷淋装置(15)布置在所述第一冷凝器(8)的上方，所述海水泵(13)的入口接原料海水，所述海水泵(13)的出口与所述热交换器(14)的入口连接；所述热交换器(14)的出口与所述喷淋装置(15)的入口连接；所述逆变器(20)为所述压缩机(6)、风机(5)、海水泵(13)供电。...
【技术特征摘要】
1.一种太阳能光伏热泵海水淡化及制热制冷耦合系统，其特征在于：包括光伏系统、热泵系统、海水淡化装置和海水供应系统；所述光伏系统包括与光伏电池阵列(16)依次相连的蓄电池(17)和逆变器(20)；所述海水淡化装置包括保温箱(1)，所述保温箱(1)由隔板墙分为两个腔室，其中一个腔室为海水蒸发或制热室，另外一个腔室为淡水冷凝或制冷室；所述两个腔室之间的隔板墙由自下而上连接的固定板墙(2)和第一活动板墙(3)构成，所述固定板墙的下部设有夹层，所述第一活动板墙(3)和固定板墙(2)上各设有一个连通两个腔室的风道；其中一个风道内置风机(5)，另外一个风道内置有风量调节阀(4)；所述海水淡化装置还包括有一绝热密闭的第二活动板墙；所述热泵系统包括压缩机(6)、第一控制阀(7)、第一冷凝器(8)、第二控制阀(9)、第二冷凝器(10)、节流阀(11)和蒸发器(12)；所述压缩机(6)布置在所述固定板墙下部的夹层中，所述第一冷凝器(8)布置在所述海水蒸发或制热室的底部，所述第二冷凝器(10)布置在所述第一冷凝器(8)的上方，所述压缩机(6)的出口通过所述第一控制阀(7)和第二控制阀(9)分别于所述第一冷凝器(8)和第二冷凝器(10)的入口连接；所述第一冷凝器(8)和第二冷凝器(10)的出口与所述节流阀(11)的入口连接；所述节流阀(11)的出口与所述蒸发器(12)的入口连接；所述蒸发器(12)的出口与所述压缩机(6)的入口连接；所述风机(5)的送风方向冲向所述蒸发器(12)；所述海水供应系统...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵力，邵亚伟，赵东鹏，刘一楠，赵睿恺，邓帅，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12
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