一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统，包括离心机，所述离心机包括箱体、盖体、转鼓、离心电机、螺旋刮刀以及操作机构，所述盖体上开设有离心进液孔，所述转鼓的侧壁上开设有的多个穿孔，所述螺旋刮刀的上端固定连接或一体连接有出料杆，所述出料杆和所述螺旋刮刀的横截面都呈V形或U形，所述箱体的上部开设有与所述出料杆衔接的离心出料孔，所述箱体的下部开设有与所述箱体的内腔连通的排水孔。通过设置螺旋管道和出料杆，可在离心机不停止工作的情况下完全冰晶的提取，效率相对较高，通过对离心淡化后的冰进行存储，实现冷能在时间和空间上的转移，能够有效的对可在生能源所发的电进行消纳，亦可根据高峰低谷电的差异进行套利。行套利。行套利。

【技术实现步骤摘要】
一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统


[0001]本技术涉及一种水处理和能量梯级利用系统，尤其是一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统。

技术介绍

[0002]海水淡化是实现水资源利用的开源增量技术，未来必将大力发展，常见的海水淡化方法主要有蒸馏法、反渗透法和冷冻法，其中，传统的冷冻法主要是将海水在低温下冷却至结冰，冰晶经分离、洗涤、融化后得到淡水的方法，而冰晶分离主要采用的是重力法脱盐，分离效率相对较低，且脱盐之后还需要使用淡水去除冰晶表面的含盐水，这也会影响海水淡化效率。此外，随着可再生能源发电系统的发展，储能是提高随机性发电消纳的重要方法，其中冰蓄冷在建筑节能方面起到重要的作用，也是未来发展的主要趋势之一，然而现有的的海水淡化系统都不具有储能功能，淡化成本制约着其发展，产品竞争力相对较低。
[0003]公布号为CN112299521A的中国专利技术专利申请公开了一种用于海水淡化的离心设备，其虽然在一定程度上能够提高盐分和冰晶的分离速度，然而，其在完成分离工序之后，需要停机以便取出冰晶，且取出的冰晶同样需要使用淡水去除冰晶表面的含盐水，影响效率，且冰晶的冷能没有得到充分利用。
[0004]此外，传统的冷冻法主要是以块状并为研究对象，由于冰的导热系数低，随着冰层厚度增加，块状冰的制取效率低且能耗大，因此采用传统的冷冻法的海水淡化系统效率相对较低且能耗相对较大。
[0005]有鉴于此，本申请人对上述问题进行了深入的研究，遂有本案产生。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种效率相对较高的海水淡化与冰蓄冷耦合系统。
[0007]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0008]一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统，包括依次连接的制冰机和离心机，所述离心机包括上端具有开口的箱体、盖合在所述箱体上的盖体、竖直布置且转动连接在所述箱体的内腔中的转鼓、用于驱动所述转鼓转动的离心电机、设置在所述转鼓内的螺旋刮刀以及用于驱动所述螺旋刮刀紧贴或远离所述转鼓的内侧壁的操作机构，所述盖体上开设有与所述箱体的内腔连通的离心进液孔，所述离心进液孔与所述制冰机连接，所述转鼓的侧壁上开设有的多个穿孔，所述螺旋刮刀的上端固定连接或一体连接有位于所述转鼓上端的出料杆，所述出料杆和所述螺旋刮刀的横截面都呈V形或U形，所述箱体的上部开设有与所述出料杆衔接的离心出料孔，所述箱体的下部开设有与所述箱体的内腔连通的排水孔，
[0009]作为本技术的一种改进，所述制冰机使用悬浮式冰晶法进行高效制冰，所述制冰机包括外筒体、设置在所述外筒体内的内筒体、穿插在所述内筒体内且与所述内筒体同轴布置的搅拌杆、用于驱动所述搅拌杆转动的搅拌电机以及固定连接在所述搅拌杆上用于刮除粘附在所述内筒体的内壁上的冰晶的刮板，所述外筒体和所述内筒体之间设置有密
闭的制冷剂通道，且所述外筒体上部设置有与所述制冷剂通道连通的制冷剂输入接头和与所述内筒体连通的制冰出液接头，所述外筒体下部设置有与所述制冷剂通道连通的制冷剂输出接头和与所述内筒体连通的制冰进液接头。
[0010]作为本技术的一种改进，所述离心出料孔上连接有盐度计，所述盐度计与所述离心电机直接或间接通讯连接。
[0011]作为本技术的一种改进，还包括预冷换热器，所述预冷换热器的冷介质入口与所述排水孔连通，所述预冷换热器的出水口与所述制冰机连接。
[0012]作为本技术的一种改进，还包括蓄冰箱，所述蓄冰箱的上端开设有与所述离心出料孔连通的蓄冰进冰孔，所述蓄冰箱的侧壁下部开设有冷冻水出口。
[0013]作为本技术的一种改进，所述冷冻水出口连接有用水设备，所述用水设备上设置有回流管，所述蓄冰箱的内腔上部设置有与所述回流管连接的喷淋管。
[0014]采用上述技术方案，本技术具有以下有益效果：
[0015]1、通过设置螺旋管道和出料杆，可在离心机不停止工作的情况下完全冰晶的提取，效率相对较高，同时由于离心机没有停止工作，冰晶表面没有含盐水，无需使用淡水去除冰晶表面的含盐水，进一步提高了海水淡化效率。
[0016]2、本技术采用的制冰机，由于在制冰过程中不断进行了搅拌，不易结块，因此所获得的冰为流态冰，冰水混合端的热阻几乎为零，能够与制冷工质进行快速换热，换热效率高，制冰时间短；此外，流态冰由于冰晶的体积小，脱盐过程相当于将表面的盐分分离，因此在相同转速和离心时间的情况下，脱盐效果更佳。
[0017]3、本技术采用的制冰机，水从下往上流，制冷工质从上往下流，通过冰晶密度小于水密度的原理，生成的冰晶自动往顶部聚集，可以有效的实现高含冰率冰浆与低含冰率冰浆的分层，从上部排出冰浆能够实现冰浆的连续输出。
[0018]4、本技术采用的蓄冰箱，利用冰浮于水面的原理，通过上部喷淋回流水，下部排出冷冻水，使得水冲刷冰晶，对流换热取代导热换热，实现快速换热。
[0019]5、本技术将冷冻法的融冰过程与蓄冷结合起来，制冰机一机两用，使系统更紧凑，更有应用价值，此外，实现了海水淡化和蓄冷的耦合，可实现电网高峰低谷电的套利或实现可再生能源发电的消纳，降低海水淡化成本。
[0020]6、通过对离心淡化后的冰进行存储，实现冷能在时间和空间上的转移，能够有效的对可在生能源所发的电进行消纳，亦可根据高峰低谷电的差异进行套利。
[0021]7、对淡化过程的能量梯级利用有利于提高系统的能量利用率降低系统的综合成本，提高产品竞争力。
附图说明
[0022]图1为本技术海水淡化与冰蓄冷耦合系统的结构示意图；
[0023]图2为本技术中制冰机的剖切结构示意图；
[0024]图3为本技术中离心机的剖切结构示意图，图中省略部分零部件；
[0025]图4为本技术中转鼓及其配合部件的结构示意图；
[0026]图5为本技术中蓄冰箱的结构示意图。
[0027]图中标示对应如下：
[0028]10
‑
制冰机；
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11
‑
外筒体；
[0029]12
‑
内筒体；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
‑
搅拌杆；
[0030]14
‑
搅拌电机；
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15
‑
刮板；
[0031]16
‑
制冷剂通道；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
17
‑
制冷剂输入接头；
[0032]18
‑
制冰出液接头；
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19
‑
制冷剂输出接头；
[0033]20
‑
离心机；
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21
‑
箱体；
[0034]22
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化与冰蓄冷耦合系统，其特征在于，包括依次连接的制冰机和离心机，所述离心机包括上端具有开口的箱体、盖合在所述箱体上的盖体、竖直布置且转动连接在所述箱体的内腔中的转鼓、用于驱动所述转鼓转动的离心电机、设置在所述转鼓内的螺旋刮刀以及用于驱动所述螺旋刮刀紧贴或远离所述转鼓的内侧壁的操作机构，所述盖体上开设有与所述箱体的内腔连通的离心进液孔，所述离心进液孔与所述制冰机连接，所述转鼓的侧壁上开设有的多个穿孔，所述螺旋刮刀的上端固定连接或一体连接有位于所述转鼓上端的出料杆，所述出料杆和所述螺旋刮刀的横截面都呈V形或U形，所述箱体的上部开设有与所述出料杆衔接的离心出料孔，所述箱体的下部开设有与所述箱体的内腔连通的排水孔。2.如权利要求1所述的海水淡化与冰蓄冷耦合系统，其特征在于，所述制冰机包括外筒体、设置在所述外筒体内的内筒体、穿插在所述内筒体内且与所述内筒体同轴布置的搅拌杆、用于驱动所述搅拌杆转动的搅拌电机以及固定连接在所述搅拌杆上用于刮除粘附在所述内筒体的内壁上的冰晶的刮板，所述外筒体和所述内筒体之间设置有密闭的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙祥，叶楷，汪凤翔，
申请(专利权)人：泉州装备制造研究所，
类型：新型
国别省市：