一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

A two-stage compression heat pump desalination device with combined action of refrigeration and evaporation

【技术实现步骤摘要】
一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置
本专利技术属于海水淡化
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术采用以下技术方案：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。进一步地，第二制冷剂出口连接的管道设有第三节流阀，蒸发器的第二制冷剂出口通过第三节流阀与第一节流阀的出口相连接。进一步地，第一节流阀出口与第一制冷剂入口之间的管道设有第二截止阀；第二截止阀与第三换热器并联，第一节流阀的出口通过第二截止阀与第一制冷剂入口相连接；第三换热器出口与第一压缩机入口之间的管道设有第三截止阀；第三截止阀与蒸发器并联，第三换热器出口通过第三截止阀与第一压缩机入口相连接。进一步地，蒸发器内的换热器为金属平板，所述第一制冷剂管道与所述第二制冷剂管道均贯穿金属平板的一侧，金属平板的另一侧内部中空构成所述海水通道。进一步地，第二换热器与第三换热器均为强制对流的风冷翅片换热器。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：(1)本专利技术采用两级压缩热泵技术制取淡水，相比于常规热泵，两级压缩热泵在制取淡水的过程中，海水经过两个冷凝器加热，更容易达到沸点而蒸发，能够有效降低能耗，提高海水淡化速度；通过回收热泵冷凝器侧的冷凝潜热，在冷凝器侧将海水加热形成不含盐分的水蒸气，完成海水淡化，气液分离器提高冷凝器侧海水淡化速度；利用热泵蒸发器侧的冷量，在蒸发器侧将海水冷冻形成不含盐分的冰，完成海水淡化，气液分离器提高蒸发器侧海水淡化速度；冷凝器与蒸发器相结合，共同制取淡水，提高海水淡化的速度，节约海水淡化成本；(2)本专利技术能够通过制冷剂循环将冰融化；(3)温度较低的高浓度的废水由蒸发器进入第一换热器内与第一海水水箱中的初始海水换热，使初始海水温度降低，海水进入蒸发器更容易结冰。附图说明图1为本实施例一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置连接结构图；图2为本实施例蒸发器结构图。图中：1-第二压缩机、2-第一压缩机、3-蒸发器、4-第三截止阀、5-第三换热器、6-第二截止阀、7-第三节流阀、8-第一截止阀、9-第一节流阀、10-第一换热器、11-第一海水水箱、12-第一水泵、13-第二海水水箱、14-第二水泵、15-气液分离器、16-第二节流阀、17-第二冷凝器、18-真空泵、19-第二换热器、20-淡水水箱、21-第一冷凝器、22-第一制冷剂入口、23-第一制冷剂出口、24-第二制冷剂入口、25-第二制冷剂出口、26-第一制冷剂管道、27-第二制冷剂管道、28-海水通道。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行进一步地描述，但本专利技术的保护范围并不仅仅限于此。如图1、图2所示，本实施例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2、第二压缩机1、第二冷凝器17、第二节流阀16、气液分离器15、第一节流阀9以及蒸发器3。第一压缩机2的出口与第二压缩机1的入口相连接，第二压缩机1的出口与第二冷凝器17的制冷剂入口相连接，第二冷凝器17的制冷剂出口与第二节流阀16的入口相连接，第二节流阀16的出口与气液分离器15的入口相连接，气液分离器15的第一出口连接到第二压缩机1的入口，气液分离器15的第二出口连接到第一节流阀9的入口。蒸发器3内设有第一制冷剂管道26，第一制冷剂管道26的入口与出口分别为第一制冷剂入口22、第一制冷剂出口23。第一节流阀9出口与蒸发器3的第一制冷剂入口22相连接，蒸发器3的第一制冷剂出口23与第一压缩机2的入口相连接。制冷剂循环系统还包括第一冷凝器21，第一压缩机2的出口还与第一冷凝器21的入口相连接，第一冷凝器21的制冷剂出口与第一节流阀9的入口相连接。第一压缩机2流出的制冷剂一部分进入第一冷凝器21，另一部分经第二压缩机1进入第二冷凝器17。气液分离器15流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置，其特征在于：/n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；/n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；/n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；/n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。/n...

【技术特征摘要】
1.一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置，其特征在于：
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。


2.根据权利要求1所述的冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置，其特征在于：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...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英杰，李芬，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33