CN112759011A - 一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，包括冷凝器罐、蒸发器罐、辅助电加热器、水泵、冷凝器、蒸发器、压缩机和换热器，所述冷凝器罐底部设有所述辅助电加热器，所述冷凝器罐与进水管连通，所述冷凝器罐顶部通过管道与蒸发器罐的顶部连通，进水与蒸汽在换热器中的逆向流动换热，所述冷凝器罐内设有冷凝器，所述蒸发器罐内设有蒸发器，所述冷凝器、压缩机和蒸发器连通成循环回路，所述蒸发器罐的底部通过净水管与水泵连通，所述净水管设有单向阀。本发明只用了一个水泵产生负压，让两个腔体的压力保持一致，利用热泵让两个腔体的温度变得一高一低，再加上利用换热器的换热作用，在能量消耗极低下完成海水淡化，避免淡水受油污染。
Description
技术领域
本发明涉及海水淡化技术领域，特别涉及一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置。
背景技术
随着技术的发展，海水淡化越来越多地被应用，海水淡化应用最多的是用低温蒸发技术，让海水在低温低压下蒸发成气体，再经过冷却变成水的过程。常规的低温蒸发是在低压下低温蒸发，再到常压下让蒸汽变成液体，不仅需要真空泵，压力转换也会耗损很多的能量，且在加热、蒸发、转换等过程中，有很多能量不能被有效利用。并且真空泵的密封是需要用油，而所有的油对干净的水都是污染，而且蒸汽流过真空泵的机械部分容易受到污染。
发明内容
针对上述现有技术，本发明在于提供一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，解决上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，包括冷凝器罐、蒸发器罐、辅助电加热器、水泵、冷凝器、蒸发器和压缩机，所述冷凝器罐底部设有所述辅助电加热器，所述冷凝器罐与进水管连通，所述冷凝器罐顶部通过蒸汽管道与蒸发器罐的顶部连通，所述冷凝器罐内设有冷凝器，所述蒸发器罐内设有蒸发器，所述冷凝器、压缩机和蒸发器连通成循环回路，所述蒸发器罐的底部通过净水管与水泵连通，所述净水管设有单向阀。
进一步的，还包括换热器，所述进水管和蒸汽管道穿过所述换热器，所述进水管和所述蒸汽管道在所述换热器进行换热。
进一步的，所述换热器包括第一换热管、第二换热管和换热片，所述第一换热管连接在进水管上，所述第二换热管连接在所述蒸汽管道上。
进一步的，所述冷凝器罐包括罐体和罐盖，所述罐体的开口设于顶部，所述罐盖可拆卸盖于所述罐体上密封所述罐体的开口。
进一步的，所述冷凝器罐的罐体和罐盖通过法兰盘可拆卸连接。
进一步的，所述蒸发器罐包括罐体和罐盖，所述罐体的开口设于顶部，所述罐盖可拆卸盖于所述罐体上密封所述罐体的开口。
进一步的，所述蒸发器罐的罐体和罐盖通过法兰盘可拆卸连接。
进一步的，所述进水管设有阀门。
本发明的有益效果在于：可以维持海水的进水量与淡水的出水量相等，从而使得整体装置维持水量平衡；在海水淡化的过程中，水变成蒸汽体积会扩张，蒸汽变成水体积会缩小，整个蒸发和液化过程都在内部完成，使得整个装置维持体积平衡；压缩机从蒸发器中吸收的热量后，将热量转移到冷凝器中释放；从而使得整个装置维持了温度平衡；通过离心水泵在有水时能产生持续负压的特性(在受到水管道的阻力时并不会影响水泵的工作，反而工作电流会减小)，从而省去了真空泵。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置结构示意图；
图2为本发明实施例1的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置立体结构示意图；
图中，1冷凝器罐，2蒸发器罐，3辅助电加热器，4水泵，5冷凝器，6蒸发器，7压缩机，9进水管，10蒸汽管道，11净水管，12单向阀，13换热器，14第一换热管，15第二换热管，16换热片，17罐体，18管盖，19法兰盘，20阀门。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
参见图1～2，一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，包括冷凝器罐1、蒸发器罐2、辅助电加热器3、水泵4、冷凝器5、蒸发器6和压缩机7，所述冷凝器罐1底部设有所述辅助电加热器3，所述冷凝器罐1与进水管9连通，所述冷凝器罐1顶部通过蒸汽管道10与蒸发器罐2的顶部连通，所述冷凝器罐1内设有冷凝器5，所述蒸发器罐2内设有蒸发器6，所述冷凝器5、压缩机7和蒸发器6连通成循环回路，所述蒸发器罐2的底部通过净水管11与水泵4连通，所述净水管11设有单向阀12。
打开进水管9后，会自动给冷凝器罐1内加入一定的海水，当水位达到预设高度时压缩机7和辅助电加热器3开始工作，海水从管道进入冷凝器罐1内，在冷凝器罐1内设有冷凝器5，蒸发器罐2内设有蒸发器6，压缩机7将蒸发器6内的制冷剂抽走并压缩后温度升高，高温的制冷剂充入冷凝器5中放热，海水浸没冷凝器5，从而对冷凝器罐1内的海水进行加热，让冷凝器罐1中的水温升高，当水温升高到一定温度时就会产生蒸汽，水蒸气沿着顶部的蒸汽管道10流向蒸发器罐2内。由于蒸发器罐2内设有蒸发器6，经过冷凝器5降温后的制冷剂进入蒸发器6蒸发吸热，蒸发器罐2中的蒸发器6因压缩机7的制冷剂换热而产生低温，流入蒸发器罐2的蒸汽会迅速变成水，初始的蒸发冷凝成水的过程完成。
当蒸发器罐2内水位高于中水位时，水泵4开始启动，水泵4的作用下将蒸发器罐2内的水从净水管11抽出，水泵4会把蒸发器罐2和冷凝器罐1内的压力抽成一定的负压。在由于水被抽走使得蒸发器罐2内的气压降低，蒸发器罐2与冷凝器罐1是连通的，因此冷凝器罐1内的气压也降低，在这个负压的情况下，就降低了水蒸发的温度，使得冷凝器罐2中的水在更低的温度下都会蒸发，此时关闭辅助电加热器3，只让压缩机7工作即可完成水的蒸发。蒸汽走到蒸发器罐2后会因为低温变成水，水又被多级水泵4抽走，水泵4抽出的是干净的淡水，没有受到任何污染，单向阀12是防止淡水回流。水被抽走时产生的负压会让冷凝器罐1中的水在低温情况下也会蒸发，可以在进水管9设置带流量调节的电磁阀来根据水泵4抽走的水量及时按一定的流量补水。优选的，所补充进来的水通过换热器13时会把蒸汽的初始温度带入冷凝器罐1，冷凝器罐1与蒸发器罐2通过压缩机进行热交换，加上换热器13的辅助，几乎维持了能量守恒，整个***只需要耗损非常少的能量就能完成。
本发明的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置不仅能低能耗制造安全、干净的淡水，还能同时制造海水蒸发后产生的盐巴，这个也是一笔财富。整套设备结构简单、安装方便、使用维护便捷，整个***形成了一个高效合理的能量闭环。可以应用在任何海水淡化的场所，市场前景巨大。
本发明取消了真空泵只用了一个水泵产生负压，让两个腔体的压力保持一致，利用热泵的冷媒换热的原理让两个腔体的温度变得一高一低，高温蒸发，低温液化。再加上利用进水与蒸汽的逆向流动换热，可有效利用自然环境中(海水)的冷热能量，是一款能量消耗极低的海水淡化装置，清洁高效，非常值得推广。
优选的，还包括换热器13，所述进水管9和蒸汽管道10穿过所述换热器13，所述进水管9和所述蒸汽管道10在所述换热器13进行换热。蒸汽管道10穿过换热器13，将热量传递至换热器13。海水在进水管9流动的过程中与换热器13换热，从而对海水进行预加热，同时也对蒸汽管道10内的蒸汽降温，促进蒸发器罐2内的蒸汽液化。蒸汽会顺着蒸汽管道10流过换热器13，在换热器13中会冷却成一定的水，这个水会随着蒸汽流入蒸发器罐2。
具体的，所述换热器13包括第一换热管14、第二换热管15和换热片16，所述第一换热管14连接在进水管9上，所述第二换热管15连接在所述蒸汽管道10上。第一换热管14和第二换热管15与换热片16连接，提高了换热管之间的换热效率。
具体的，所述冷凝器罐1包括罐体17和罐盖18，所述罐体17的开口设于顶部，所述罐盖18可拆卸盖于所述罐体17上密封所述罐体17的开口。冷凝器罐1分为罐体17和罐盖18两个可拆卸的部分，需要对冷凝器罐1内部进行安装或维护时可将罐盖18拆开，便于安装和维护。
具体的，所述冷凝器罐1的罐体17和罐盖18通过法兰盘19可拆卸连接。通过法兰盘19将罐体17和罐盖18紧密连接，提高了冷凝器罐1的连接稳定性。
具体的，所述蒸发器罐2包括罐体17和罐盖18，所述罐体17的开口设于顶部，所述罐盖18可拆卸盖于所述罐体17上密封所述罐体17的开口。同理，蒸发器罐2分为罐体17和罐盖18两个可拆卸的部分，需要对蒸发器罐2内部进行安装或维护时可将罐盖18拆开，便于安装和维护。
具体的，所述蒸发器罐2的罐体17和罐盖18通过法兰盘19可拆卸连接。同理，通过法兰盘19将蒸发器罐2的罐体17和罐盖18紧密连接，提高了蒸发器罐2的连接稳定性。
具体的，所述进水管9设有阀门20。通过控制阀门20的开关来控制给水量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，包括冷凝器罐、蒸发器罐、辅助电加热器、水泵、冷凝器、蒸发器和压缩机，所述冷凝器罐底部设有所述辅助电加热器，所述冷凝器罐与进水管连通，所述冷凝器罐顶部通过蒸汽管道与蒸发器罐的顶部连通，所述冷凝器罐内设有冷凝器，所述蒸发器罐内设有蒸发器，所述冷凝器、压缩机和蒸发器连通成循环回路，所述蒸发器罐的底部通过净水管与水泵连通，所述净水管设有单向阀。
2.根据权利要求1所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，还包括换热器，所述进水管和蒸汽管道穿过所述换热器，所述进水管和所述蒸汽管道在所述换热器进行换热。
3.根据权利要求1所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述换热器包括第一换热管、第二换热管和换热片，所述第一换热管连接在进水管上，所述第二换热管连接在所述蒸汽管道上。
4.根据权利要求1所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器罐包括罐体和罐盖，所述罐体的开口设于顶部，所述罐盖可拆卸盖于所述罐体上密封所述罐体的开口。
5.根据权利要求4所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述冷凝器罐的罐体和罐盖通过法兰盘可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发器罐包括罐体和罐盖，所述罐体的开口设于顶部，所述罐盖可拆卸盖于所述罐体上密封所述罐体的开口。
7.根据权利要求6所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发器罐的罐体和罐盖通过法兰盘可拆卸连接。
8.根据权利要求1所述的一种不需要真空泵的低温蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述进水管设有阀门。
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