一种两级加湿热泵海水淡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种两级加湿热泵海水淡化装置，包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、辅助换热器、热海水循环泵、冷却海水循环泵、冷却海水三通调节阀、一级海水喷淋器、一级加湿器、一级浓海水采集器、二级海水喷淋器、二级加湿器、二级浓海水采集器、一级预冷器、一级淡水采集器、二级预冷器、二级淡水采集器、三级淡水采集器、分流三通、合流三通和离心风机。本发明专利技术利用两级加湿器完成对循环空气的加热增湿，利用两级预冷器和蒸发器完成对循环空气中湿分的冷凝以析出淡水，利用对冷凝潜热的回收再利用完成对系统的补水及循环空气的预加热增湿，提高了系统的热回收效率和产水率，简化了设备规模，降低了设备结垢倾向，且能为不同的场合提供淡水。

A water desalination device for two stage humidifying heat pump

The invention discloses a two stage humidifying heat pump seawater desalination device, including compressor, condenser, throttle valve, evaporator, auxiliary heat exchanger, hot water circulation pump, cooling water circulation pump, cooling water three regulating valve, first stage seawater sprinkler, first stage humidifier, first class concentrated seawater collector and two level seawater spray. The device, two stage humidifier, two stage concentrated seawater collector, first class precooler, first grade fresh water collector, two stage precooler, two grade fresh water collector, three grade fresh water collector, three pass shunt, combined three pass and centrifugal fan. The invention uses the two stage humidifier to heat and humidifying the circulating air, and uses the two stage precooler and evaporator to complete the condensation of the wet fraction in the circulating air to precipitate fresh water, and use the recovery and reutilization of the latent heat to complete the pre heating and humidification of the system and the circulating air to improve the efficiency and production of the system. The water rate simplifies the scale of the equipment, reduces the scaling tendency of the equipment, and provides fresh water for different occasions.

【技术实现步骤摘要】
一种两级加湿热泵海水淡化装置
本专利技术涉及海水淡化领域，尤其涉及一种两级加湿热泵海水淡化装置。
技术介绍
中国是一个海洋大国，利用海水淡化技术制取淡水是解决我国严重缺乏淡水资源问题的最现实选择。目前海水淡化的传统方法主要是蒸馏法(包括多级闪蒸、多效蒸发、压气蒸馏等)和反渗透法，但这些方法存在投资大、运行费用高、维护困难等缺点，阻碍了它们的进一步发展。相对于传统的海水淡化方法而言，增湿除湿海水淡化方法是目前公认的比较有发展潜力的一种热处理海水淡化方法，其具有投资成本低、结构简单、常压工作、结垢倾向小、汽化温和等优点。但从目前的研究现状来看，一般的增湿除湿海水淡化装置仅与太阳能耦合来进行“免费”的加热加湿，其太阳能不稳定性等因素仍然限制了此类装置连续高效的生产；常规的热泵增湿除湿海水淡化技术则多以蒸发冷凝形式为主，但增加了冷凝器结垢的速率，从而导致加热加湿效率的持续下降。因此以热泵作为基础冷、热源，以高效加湿器作为空气的加热增湿介质，可实现结构简单、热量回收利用率高、操作模式灵活的海水淡化过程。中国专利CN103043735A公开了一种热泵式小型海水淡化装置，包括压缩机、冷凝器、主蒸发器、喷气抽气器和射水抽气器等，该装置主要利用热泵冷凝器来完成海水的蒸发，形成的水蒸气则在主蒸发器表面凝结产生淡水。虽然该装置利用射水抽气器来维持蒸发腔的真空度以提高海水的蒸发效率，但直接接触式喷淋蒸发仍不可避免会带来较为严重的结垢，同时仍然面临着提高蒸发温度和降低冷凝温度的矛盾，能量梯度利用率较差。中国专利CN105439232A公开了一种带梯级预热的热泵式海水淡化装置及其控制方法，包括蒸发式冷凝器、翅片蒸发器、滚动转子压缩机、轴流风机、初级预热器和次级预热器等部件，虽然该装置设置有两级预热器，但初级预热器内的淡水温度较低，其冷凝潜热主要被蒸发器吸收，因此和海水原料的换热驱动力较小。同时，该系统还包括了一套压力平衡系统，而且蒸发式冷凝器的结垢问题较为严重，系统结构复杂、部件较多、对稳定运行的操作较为严格，不适合用于小型海水淡化装置。因此，本领域的技术人员致力于开发一种两级加湿热泵海水淡化装置，提高系统的热量回收利用率，增加系统的产水率，简化设备规模，降低设备结垢倾向，并能应用于不同的场合。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是如何改进增湿除湿海水淡化方法，提高系统的热量回收利用率，增加系统的产水率，简化设备规模，降低设备结垢倾向，并能应用于不同的场合。为实现上述目的，本专利技术提供了一种两级加湿热泵海水淡化装置，包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、辅助换热器、热海水循环泵、冷却海水循环泵、冷却海水三通调节阀、一级海水喷淋器、一级加湿器、一级浓海水采集器、二级海水喷淋器、二级加湿器、二级浓海水采集器、一级预冷器、一级淡水采集器、二级预冷器、二级淡水采集器、三级淡水采集器、分流三通、合流三通和离心风机；其中，所述压缩机的排气出口与所述冷凝器的入口连接，所述节流阀的入口与所述冷凝器的出口连接，所述蒸发器的入口与所述节流阀的出口连接，所述压缩机的吸气入口与所述蒸发器的出口连接，所述三级淡水采集器被设置于所述蒸发器正下方，形成一个热泵循环；所述冷凝器的海水入口与所述热海水循环泵出口连接，所述冷凝器的海水出口与所述辅助换热器入口连接，所述辅助换热器出口连接到所述一级海水喷淋器的入口，所述一级海水喷淋器被均匀地布置于所述一级加湿器的正上方，所述一级浓海水采集器被设置于所述一级加湿器的正下方，所述一级浓海水采集器上游出口与所述热海水循环泵入口连接，形成一个热海水循环；所述冷却海水循环泵入口与大海相连，所述冷却海水三通调节阀入口与所述冷却海水循环泵出口连接，所述一级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀右侧出口连接，所述一级淡水采集器被设置于一级预冷器正下方，所述二级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀上侧出口连接，所述二级淡水采集器被设置于二级预冷器正下方，所述分流三通下侧入口与所述一级预冷器出口连接，所述分流三通右侧出口与所述一级浓海水采集器入口连接，所述分流三通左侧出口与所述合流三通右侧入口连接，所述合流三通下侧入口与所述二级预冷器出口连接，所述二级海水喷淋器入口与所述合流三通出口连接，所述二级海水喷淋器布置于所述二级加湿器正上方，所述二级浓海水采集器被设置于所述二级加湿器正下方，形成一个冷却海水循环；所述一级加湿器、所述一级预冷器、所述二级预冷器、所述蒸发器、所述离心风机与所述二级加湿器相连，形成一个循环风道。进一步地，还包括进风三通调节阀和出风三通调节阀，所述二级加湿器出风口通过所述进风三通调节阀与所述一级加湿器进风口连接，所述离心风机出风口通过所述出风三通调节阀与所述二级加湿器进风口连接，所述进风三通调节阀、出风三通调节阀可根据环境温湿度自由调节循环风量。进一步地，还包括单向阀，所述单向阀被设置于所述分流三通左侧出口与所述合流三通右侧入口之间，仅允许海水从所述分流三通出口流入所述合流三通入口。进一步地，还包括设置于所述一级浓海水采集器内的浮球阀，所述浮球阀被设置为可在所述一级浓海水采集器液位达到设定高度时关闭所述分流三通右侧出口的补水，使预热海水可通过所述分流三通左侧出口全部进入所述二级海水喷淋器。进一步地，还包括设置于所述一级浓海水采集器下游出口处的一级浓海水排放阀，所述一级浓海水排放阀被设置为定时排放。进一步地，所述冷却海水三通调节阀被设置为可自由调节进入所述一级预冷器与所述二级预冷器的海水流量。进一步地，所述一级加湿器和所述二级加湿器被设置为采用填料结构的蒸发器，其填料型式为蜂窝填料纸或多面空心填料球；加湿器也可以是其他形式的加湿装置。进一步地，所述冷却海水循环泵被设置为三档可调循环泵，可根据不同需求调节冷却海水流量。进一步地，所述一级加湿器和所述二级加湿器沿风道两侧尺寸被设置为超出所述一级海水喷淋器和所述二级海水喷淋器。进一步地，所述冷凝器为内螺纹套管式换热器，所述辅助换热器为板式换热器，可灵活地接入不同形式的辅助热源，所述一级预冷器、所述二级预冷器和所述蒸发器均为翅片管式换热器。在本专利技术的较佳实施方式中，两级加湿热泵海水淡化装置的一级浓海水排放阀定时排放的时间间隔设置为30min；一级加湿器、二级加湿器沿风道两侧尺寸被设置为多出一级海水喷淋器、二级海水喷淋器10mm；预冷器和蒸发器的翅片间距被设置为3.0mm，一级预冷器与一级加湿器之间设置30mm的缓冲区，设备管道布置于该缓冲区；一级预冷器的管排数被设置于2排以内，海水流量被设置于100kg/h以内。该装置包括有辅助热源和无辅助热源运行模式。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种两级加湿热泵海水淡化装置，利用两级加湿器完成对循环空气的加热增湿，利用两级预冷器和热泵蒸发器完成对循环空气中湿分的冷凝以析出淡水，利用对冷凝潜热的回收再利用完成对系统的补水及循环空气的预加热增湿，提高了系统的热量回收利用率，增加了系统的产水率。本专利技术利用热泵技术作为基础冷、热源，利用冷海水作为该系统的辅助冷源，同时又耦合不同形式的辅助热源。海水经过冷凝器升温后，在存在辅助热源的前提下可进一步完成对海水的加热升温，产生的热海水经喷淋器均匀喷淋至加湿器上，循环空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级加湿热泵海水淡化装置，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、辅助换热器、热海水循环泵、冷却海水循环泵、冷却海水三通调节阀、一级海水喷淋器、一级加湿器、一级浓海水采集器、二级海水喷淋器、二级加湿器、二级浓海水采集器、一级预冷器、一级淡水采集器、二级预冷器、二级淡水采集器、三级淡水采集器、分流三通、合流三通和离心风机；其中，所述压缩机的排气出口与所述冷凝器的入口连接，所述节流阀的入口与所述冷凝器的出口连接，所述蒸发器的入口与所述节流阀的出口连接，所述压缩机的吸气入口与所述蒸发器的出口连接，所述三级淡水采集器被设置于所述蒸发器正下方，形成一个热泵循环；所述冷凝器的海水入口与所述热海水循环泵出口连接，所述冷凝器的海水出口与所述辅助换热器入口连接，所述辅助换热器出口连接到所述一级海水喷淋器的入口，所述一级海水喷淋器被均匀地布置于所述一级加湿器的正上方，所述一级浓海水采集器被设置于所述一级加湿器的正下方，所述一级浓海水采集器上游出口与所述热海水循环泵入口连接，形成一个热海水循环；所述冷却海水循环泵入口与大海相连，所述冷却海水三通调节阀入口与所述冷却海水循环泵出口连接，所述一级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀右侧出口连接，所述一级淡水采集器被设置于一级预冷器正下方，所述二级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀上侧出口连接，所述二级淡水采集器被设置于二级预冷器正下方，所述分流三通下侧入口与所述一级预冷器出口连接，所述分流三通右侧出口与所述一级浓海水采集器入口连接，所述分流三通左侧出口与所述合流三通右侧入口连接，所述合流三通下侧入口与所述二级预冷器出口连接，所述二级海水喷淋器入口与所述合流三通出口连接，所述二级海水喷淋器布置于所述二级加湿器正上方，所述二级浓海水采集器被设置于所述二级加湿器正下方，形成一个冷却海水循环；所述一级加湿器、所述一级预冷器、所述二级预冷器、所述蒸发器、所述离心风机与所述二级加湿器相连，形成一个循环风道。...

【技术特征摘要】
1.一种两级加湿热泵海水淡化装置，其特征在于，包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、辅助换热器、热海水循环泵、冷却海水循环泵、冷却海水三通调节阀、一级海水喷淋器、一级加湿器、一级浓海水采集器、二级海水喷淋器、二级加湿器、二级浓海水采集器、一级预冷器、一级淡水采集器、二级预冷器、二级淡水采集器、三级淡水采集器、分流三通、合流三通和离心风机；其中，所述压缩机的排气出口与所述冷凝器的入口连接，所述节流阀的入口与所述冷凝器的出口连接，所述蒸发器的入口与所述节流阀的出口连接，所述压缩机的吸气入口与所述蒸发器的出口连接，所述三级淡水采集器被设置于所述蒸发器正下方，形成一个热泵循环；所述冷凝器的海水入口与所述热海水循环泵出口连接，所述冷凝器的海水出口与所述辅助换热器入口连接，所述辅助换热器出口连接到所述一级海水喷淋器的入口，所述一级海水喷淋器被均匀地布置于所述一级加湿器的正上方，所述一级浓海水采集器被设置于所述一级加湿器的正下方，所述一级浓海水采集器上游出口与所述热海水循环泵入口连接，形成一个热海水循环；所述冷却海水循环泵入口与大海相连，所述冷却海水三通调节阀入口与所述冷却海水循环泵出口连接，所述一级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀右侧出口连接，所述一级淡水采集器被设置于一级预冷器正下方，所述二级预冷器入口与所述冷却海水三通调节阀上侧出口连接，所述二级淡水采集器被设置于二级预冷器正下方，所述分流三通下侧入口与所述一级预冷器出口连接，所述分流三通右侧出口与所述一级浓海水采集器入口连接，所述分流三通左侧出口与所述合流三通右侧入口连接，所述合流三通下侧入口与所述二级预冷器出口连接，所述二级海水喷淋器入口与所述合流三通出口连接，所述二级海水喷淋器布置于所述二级加湿器正上方，所述二级浓海水采集器被设置于所述二级加湿器正下方，形成一个冷却海水循环；所述一级加湿器、所述一级预冷器、所述二级预冷器、所述蒸发器、所述离心风机与所述二级加湿器相连，形成一个循环风道。2.如权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：代彦军，徐辉，赵耀，方金虎，麻胜坤，
申请(专利权)人：上海交通大学，浙江汉润能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31