CN114992957B - 一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法，包括冷水机组、水合物蓄冷槽、气流扰动装置、水层定位***、喷淋***与抽滤***、换热***、***监控装置。冷水机组提供低温载冷剂，流经水合物蓄冷槽内的蒸发器盘管完成换热，气流扰动装置诱导水合物成核，水层定位***在水合物分解后定位水层与载冷剂液面便于上层处理水的抽离，喷淋***与抽滤***强化固液分离效率，提高污染物的脱除率，取冷***配备翅片管换热器，提高蓄冷***供冷效率，***监控装置通过多个温压传感器模块实时监测***状态变化。本发明充分利用笼型水合物相变时的潜热和只与特定水合剂生成水合物的排他效应进行蓄冷和水处理，具有高效，节能，对污水种类无选择性的优点。

Description

一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法

技术领域

本发明涉及水合物污水处理及水合物蓄冷领域，具体涉及一套可通过水合物固液相变进行污水处理，并利用生成水合物进行冷量采集、蓄冷的污水处理外加蓄冷***。

背景技术

随着工业的迅速发展，污水由单一污染源向多污染源转变，污水成分更加复杂未知，传统污水处理技术对复杂污水体系出现处理效果降低，处理能耗增高等问题。采用水合物污水处理***，可利用相应水合剂在较高温度的大气压力下生成水合物，从而将纯净水和污水杂质分离开。该技术处理条件要求较低，不产生二次污染，并且对污染物种类无选择性。同时该***利用水合物进行蓄冷，克服了传统蓄冷***，蓄冷密度低，工作介质不匹配，易损伤设备等缺点。蓄冷和水处理相结合，可充分利用水处理消耗的能量，实现节能减排，能量多重利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有水处理***工序复杂，对污染物种类有选择性，处理难度高，能耗大的不足及蓄冷***水合物成核缓慢，储能转化率低的不足，提供一种水合物水处理协同蓄冷***及装置。

本发明解决其技术问题的技术方案为：一种水合物水处理协同蓄冷装置，包括冷水机组、换热***、翅片管换热器、第二双向阀门、第一双向阀门、***监控装置、污水槽、喷淋装置、水处理及蓄冷槽、水层定位装置、回流槽、温度传感器组、蒸发器盘管、支管路Ⅰ、支管路Ⅱ、支管路Ⅲ、支管路Ⅳ、支管路Ⅴ、支管路Ⅵ、支管路Ⅶ、滤网盘、支管路Ⅷ；

所述换热***内设有翅片管换热器；

所述冷水机组的出口端接支管路Ⅰ与翅片管换热器的入口相连接，冷水机组的入口端接支管路Ⅳ与翅片管换热器出口相连接；所述支管路Ⅰ上沿载冷剂流动方向依次有第一溶液泵、第一流量计、第一单向阀门、第二单向阀门，第二溶液泵；支管路Ⅳ上沿载冷剂流动方向依次有第三单向阀门、第四单向阀门、第二流量计；

所述水处理及蓄冷槽为双层密封容器，所述水处理及蓄冷槽外壁上端设置第一气泵以及下端设置浓缩污水排放管，浓缩污水排放管上设有第六单向阀门，水处理及蓄冷槽内胆顶部设置喷淋装置和双向气体阀门，水处理及蓄冷槽内胆下部设有滤网盘，滤网盘表面上侧设置气体发生器，气体发生器与第二气泵相连；水处理及蓄冷槽内胆底部为椭球形凹陷，并设置固液分离开关，固液分离开关外周套有密封圈；

蒸发器盘管位于水处理及蓄冷槽内胆中心，水处理及蓄冷槽内胆内部装有水合剂，所述水处理蓄冷槽内部设置有温度传感器组、水层定位装置，温度传感器组和水层定位装置的终端与***监控装置连接；所述第一单向阀门与第二单向阀门之间的支管路I通过支管路Ⅱ与蒸发器盘管的一端相连接，第三单向阀门和第四单向阀门之间的支管路Ⅳ通过支管路Ⅲ与蒸发器盘管的另一端相连接，所述支管路Ⅱ上设有第二双向阀门，所述支管路Ⅲ上设有第一双向阀门；

所述支管路Ⅴ、支管路Ⅵ、支管路Ⅷ设置于水处理及蓄冷槽外部，支管路Ⅴ上端与污水槽连通，下端与水处理及蓄冷槽内胆顶部连通；所述喷淋装置依次连接第七单向阀门、支管路Ⅵ、第三单向阀门、第三溶液泵与回流槽连通，用于将回流槽中的水喷淋至水处理及蓄冷槽内胆内；支管路Ⅵ外接支管路Ⅷ依次连接第九单向阀门、第四溶液泵与回流槽连通，支管路Ⅵ外接支管路Ⅶ依次连接第八单向阀门、伸缩管，伸缩管伸入水处理及蓄冷槽内胆内，用于抽取水合物分解的水回流至回流槽。

进一步地，所述温度传感器组包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器；其中，所述第一温度传感器设置于支管路Ⅲ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；第二温度传感器位于水处理及蓄冷槽内胆中心位置；第三温度传感器安装在水处理及蓄冷槽内胆靠近壁面处；第四温度传感器安装在空气隔热层中间；第五温度传感器设置于支管路Ⅱ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧，所述第一～第五温度传感器通过温压传感器模块与***监控装置相连。

进一步地，还包括第一压力传感器、第二压力传感器，所述第一压力传感器设置于支管路Ⅲ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；所述的第二压力传感器设置于支管路Ⅱ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；所述第一～第二压力传感器通过温压传感器模块与***监控装置相连。

进一步地，所述伸缩管依据水层定位装置反馈数据，定位至水合剂和纯净水分层位置，抽取纯净水。

进一步地，所述水层定位装置由密度介于水合剂和纯净水的泡沫包裹传感器制成，传感器与***监控装置相连。

进一步地，所述水处理及蓄冷槽能够处理重金属污水、有机物污水或海水中的一种或多种。

优选地，水合剂选择R141b，CO₂等不与水互溶或易于分离的物质。

优选地，水处理及蓄冷槽外壳与水处理及蓄冷槽内胆之间存在空气隔热层。

采用上述的装置进行水合物水处理协同蓄冷方法，包括步骤如下：

蓄冷水处理阶段：固液分离开关处于关闭状态，污水由污水槽流经第五单向阀门进入水处理及蓄冷槽内胆，冷水机组提供低温载冷剂，载冷剂由第一溶液泵途径第一流量计、第一单向阀门、第二双向阀门输送至水处理及蓄冷槽，通过蒸发器盘管与水合剂和污水混合物进行换热实现水合物生成和污水浓缩；换热结束后载冷剂途经第一双向阀门、第四单向阀门、第二流量计流回冷水机组再次被降温完成一个水处理及蓄冷循环；水处理及蓄冷循环开始后，第二气泵将装置外空气输送至气体发生器中在水处理及蓄冷槽内胆中完成连续的气流扰动，气流完成扰动后从双向气体阀门排出；***监控装置实时监测载冷剂吸热前后温度变化，以及水合物蓄冷工质及槽体内部温度变化；

污水分离阶段：冷水机组继续运行，固液分离器开关上升，浓缩污水经过滤网盘流至空气隔热层中，分离完成后打开第六单向阀门，经浓缩污水排放管排出后关闭第六单向阀门；污水分离阶段开始后，双向气体阀门、气泵、溶液泵打开，气体从外界经双向气体阀门流入水处理及蓄冷槽内胆并从固液分离开关离开进入空气隔热层再经第一气泵排出，完成抽滤循环，加速固液分离效率；回流槽中的纯净水经第三溶液泵泵入喷淋装置完成洗涤操作，提高污染物脱除效率，此时第八单向阀门、第九单向阀门关闭；抽滤洗涤完成后，双向气体阀门，第一气泵，第三溶液泵关闭，固液分离开关下降至关闭；

水合物分解阶段：第二溶液泵将位于水处理及蓄冷槽内的载冷剂途经第二双向阀门，第二单向阀门，抽送至翅片管换热器，通过换热***充分吸收翅片管换热器内部热量，然后途径第三单向阀门第一双向阀门流回水处理及蓄冷槽，在蒸发器盘管中与低温的水合物换热降温，完成一个换热循环；

水回收阶段：水合物全部分解后，利用水层定位装置定位水合剂和纯净水接触面，伸缩管改变长度至液面分离处，第四溶液泵开启，抽取纯净水进入回流槽再从处理水排放管流出装置，此时第三单向阀门关闭，待纯净水回收完毕，剩余部分纯净水于回流槽用于下次洗涤使用。

本发明的有益效果：通过水处理及蓄冷槽内胆底部的气体发生装置产生气泡，对水处理及蓄冷槽内部的水合剂和污水混合物进行持续的气流扰动，诱导水合物成核，加速储能效率。通过水处理及蓄冷槽内胆中的蒸发器盘管和换热***中的翅片换热器提高储能转化率和供冷能力。通过水处理及蓄冷槽内胆和水处理及蓄冷槽外壳之间的空气隔热层降低水处理及蓄冷槽与外界环境的热量交换，降低了蓄冷过程电能的额外消耗，提高了经济性。通过气泵抽取空气隔热层中的空气，使水处理及蓄冷槽内胆与空气隔热层之间出现压强差，加速固液分离速率达到抽滤效果。通过溶液泵抽取回流槽内纯净水，在水合物和污水固液分离阶段通过喷淋装置喷出洗涤水合物固体，带走附着于水合物表面的污染物，进一步提高污染物脱除效率，同时由于水合物生成时高于零上的温度，洗涤水也能顺利流下，在水处理及蓄冷循环结束后留部分处理生成的纯净水于回流槽中。通过密度介于水合剂和纯水之间的水层定位装置精准定位水层位置，达到抽取纯净水而不带走水合剂，实现水合剂的循环利用不产生二次污染。

本发明提供了一个完整的水合物污水处理协同蓄冷***，冷水机组在电价低谷时段蓄冷并完成污水处理，并导出高浓度污水。在电价高峰时段通过水处理及蓄冷槽对取冷***供冷，并分离导出纯净水。总之，本发明充分利用笼型水合物相变时的潜热和只与特定水合剂生成水合物的排他效应，来进行蓄冷和水处理。本发明具有高效，节能，对污水种类无选择性的优点，尤其适用于有污水生成并需要冷能供应的场景。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明装置总体结构示意图。

图3为本发明的装置局部结构示意图。

图中：1冷水机组；2第一溶液泵；3第一流量计；4第一单向阀门；5第二单向阀门；6第二溶液泵；7换热***；8翅片管换热器；9第三单向阀门；10第四单向阀门；11第二流量计；12***监控装置；13污水槽；14第五单向阀门；15喷淋装置；16水处理及蓄冷槽内胆；17水处理及蓄冷槽；18第一气泵；19抽气管路；20第三溶液泵；21空气隔热层；22水层定位装置；23第二气泵；24第一压力传感器25第一温度传感器；26第一双向阀门；27处理水排放管；28回流槽；29固液分离开关；30气体发生器；31蒸发器盘管；32第二温度传感器；33浓缩污水排放管；34第六单向阀门；35第三温度传感器；36第四温度传感器；37第二双向阀门；38第二压力传感器；39第五温度传感器；40支管路Ⅰ；41支管路Ⅱ；42支管路Ⅲ；43支管路Ⅳ；44支管路Ⅴ；45支管路Ⅵ；46支管路Ⅶ；47滤网盘；48第三单向阀门；49伸缩管；50双向空气阀门；51第七单向阀门；52第八单向阀门；53直流电源及电路控制***；54第四溶液泵；55支管路Ⅷ；56第九单向阀门。

具体实施方式

现结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明。

实施例1：参见附图1至图3，本发明提出的一种水合物污水处理协同蓄冷装置，包括冷水机组1、换热***7、翅片管换热器8、第二双向阀门37、第一双向阀门26、***监控装置12、污水槽13、喷淋装置15、水处理及蓄冷槽17、水层定位装置22、回流槽28、温度传感器组、蒸发器盘管31、支管路Ⅰ40、支管路Ⅱ41、支管路Ⅲ42、支管路Ⅳ43、支管路Ⅴ44、支管路Ⅵ45、支管路Ⅶ46、滤网盘47、支管路Ⅷ55；

水处理及蓄冷槽17为一双层密封容器，水处理及蓄冷槽内胆16内部充有水合剂。水处理及蓄冷槽17尺寸优选为外壳直径3.2m、高5m，内胆直径3m、高4m。内胆下侧为顶高0.2m的微椭球形凹陷结构，底部开口直径1.5m。固液分离装置直径1.6m。水处理及蓄冷槽内胆16内水合剂和污水混合物空间占比为9/10。蒸发器盘管31设置于水处理及蓄冷槽内胆16内且完全浸没于水合剂和污水混合物中。所述温度传感器组设置于水处理及蓄冷槽内胆16内和空气隔热层21中，温度传感器组的终端与***监控装置12相连；所述换热***7内设有翅片管换热器8；

所述冷水机组1的出口端接支管路Ⅰ40与翅片管换热器8的入口相连接，冷水机组的入口端接支管路Ⅳ43与翅片管换热器8出口相连接；所述支管路Ⅰ40上沿载冷剂流动方向依次有第一溶液泵2、第一流量计3、第一单向阀门4、第二单向阀门5，第二溶液泵6；支管路Ⅳ43上沿载冷剂流动方向依次有第三单向阀门9、第四单向阀门10、第二流量计11；所述水处理及蓄冷槽17外壁上端设置第一气泵18以及下端设置浓缩污水排放管33，浓缩污水排放管33上设有第六单向阀门34，水处理及蓄冷槽内胆16顶部设置喷淋装置15和双向气体阀门50，水处理及蓄冷槽内胆16下部设有滤网盘47，滤网盘47表面上侧设置气体发生器30，气体发生器30与第二气泵23相连；水处理及蓄冷槽内胆16底部为椭球形凹陷，并设置固液分离开关29，固液分离开关29外周套有密封圈；

蒸发器盘管31位于水处理及蓄冷槽内胆16中心，水处理及蓄冷槽内胆16内部装有水合剂，所述水处理蓄冷槽17内部设置有温度传感器组、水层定位装置22，温度传感器组和水层定位装置22的终端与***监控装置12连接；所述第一单向阀门4与第二单向阀门5之间的支管路I40通过支管路Ⅱ41与蒸发器盘管31的一端相连接，第三单向阀门9和第四单向阀门10之间的支管路Ⅳ43通过支管路Ⅲ42与蒸发器盘管31的另一端相连接，所述支管路Ⅱ41上设有第二双向阀门37，所述支管路Ⅲ42上设有第一双向阀门26；

所述支管路Ⅴ44、支管路Ⅵ45、支管路Ⅷ55设置于水处理及蓄冷槽17外部，支管路Ⅴ44上端与污水槽13连通，下端与水处理及蓄冷槽内胆16顶部连通；所述喷淋装置15依次连接第七单向阀门51、支管路Ⅵ45、第三单向阀门48、第三溶液泵20与回流槽28连通，用于将回流槽中的水喷淋至水处理及蓄冷槽内胆16内；支管路Ⅵ45外接支管路Ⅷ55依次连接第九单向阀门56、第四溶液泵54与回流槽28连通，支管路Ⅵ45外接支管路Ⅶ46依次连接第八单向阀门52、伸缩管49，伸缩管49伸入水处理及蓄冷槽内胆16内，用于抽取水合物分解的水回流至回流槽28。

当水处理及蓄冷槽17需要蓄冷水处理时，污水由污水槽13经支管路44进入内胆16，载冷剂由第一溶液泵2输送至水处理及蓄冷槽17，通过蒸发器盘管31与水合剂和污水混合物进行换热，充分吸收水处理及蓄冷槽内胆16的热量，实现水合物相变储能和污水处理，换热结束后载冷剂流回冷水机组1再次被降温，完成一个蓄冷水处理循环。所述冷水机组优选为单工况冷水机组。载冷剂优选为浓度为30％的乙二醇水溶液，所述水合剂优选为R141b，与污水的体积比优选为1：4。

当蓄冷水处理完成后，冷水机组1继续运行，减少水合物分解。固液分离开关29上升，浓缩污水经过滤网盘47上的纱布后流至空气隔热层21中，分离完成后，再经浓缩污水排放管33排出。所述滤网盘上小孔优选为直径5cm，纱布优选为孔径50目。

当需要水处理及蓄冷槽17供冷时，固液分离器开关29下降，用于控制***电源的直流电源及电路控制***53位于水合物水处理及蓄冷***内；所述换热***7内设置翅片管换热器8；第二溶液泵6将位于水处理及蓄冷槽17内的载冷剂依次通过第二双向阀门37、第二单向阀门5抽送至翅片管换热器8内，通过换热***7充分吸收翅片管换热器8内热量，然后载冷剂依次通过第三单向阀门9，第一双向阀门26流回水处理及蓄冷槽17内，在蒸发器盘管31内与低温的水合物换热再次降温完成供冷循环。同时水处理及蓄冷槽内胆16中的水合物分解为水合剂和纯净水。

所述气体发生器位于蒸发器盘管31底部，滤网盘47上方，当水处理及蓄冷槽17需要蓄冷水处理时，双向空气阀门50打开，气体发生器30工作，通过第二气泵23抽取水处理及蓄冷槽17外界空气，释放于蒸发器盘管31底部，从双向空气阀门50流出。持续扰动水合剂和污水混合物，促进水合物生成，降低水合物生成随机性，并使生成水合物呈絮状，强化固液分离效率。

所述喷淋装置通过支管路Ⅵ45与回流槽28相连，支管路Ⅵ45上沿洗涤水流动方法依次有第三溶液泵20、第三单向阀门48、第七单向阀门51。喷淋装置15位于水处理及蓄冷槽内胆16内侧上方，当蓄冷水处理过程完成后，固液分离开关29上升，排出浓缩污水时，喷淋装置15从回流槽28中抽取上次循环留下的纯净水持续洗涤水合物固体，减少水合物固体之间的高浓度污水残余。此时第八单向阀门52、第九单向阀门56关闭。

所述气泵位于水处理及蓄冷槽17侧面，当蓄冷水处理过程完成后，固液分离开关29上升，排出浓缩污水时，双向空气阀门50打开，第一气泵18工作，抽取空气隔热层21内气体，在滤网盘47两侧形成压强差，加速高浓度污水与水合物固体分离。

所述水层定位装置22上有第八单向阀门52，水层定位装置22一端与支管路Ⅶ46相连。所述水层定位装置22由密度介于水合剂和纯水的泡沫包裹传感器构成。供冷完毕后，水层定位装置22定位水层位置，伸缩管22移动至水层上方，第四溶液泵54工作，纯净水经第八单向阀门52、第九单向阀门56、回流槽28后从处理水排放管27流出装置。回流槽28内始终存有少量纯净水，供下次循环喷淋装置15使用。所述回流槽内残余水量优选为污水处理量的5％。

所述温度传感器组包括第二温度传感器32、第三温度传感器35、第四温度传感器36，所述第四温度传感器36安装在空气隔热层21中间，第三温度传感器35安装在水处理及蓄冷槽内胆16靠近壁面处，第二温度传感器32位于水处理及蓄冷槽内胆16中心位置。所述第一温度传感器25、第五温度传感器38、第一压力传感器24、第二压力传感器39、温度传感器组均通过温压传感模块与***监控装置12相连，***监控装置12通过第二温度传感器32、第三温度传感器35、第四温度传感器36监测水处理及蓄冷槽17内状态，通过第一温度传感器25、第五温度传感器38、第一压力传感器24、第二压力传感器39监测载冷剂通过水处理及蓄冷槽17前后温度压力变化。

具体一种水合物污水处理协同蓄冷装置操作方法，包括步骤如下：

蓄冷水处理阶段：固液分离开关29处于关闭状态，污水由污水槽13流经第五单向阀门14进入水处理及蓄冷槽内胆16，冷水机组1提供低温载冷剂，载冷剂由第一溶液泵2途径第一流量计3、第一单向阀门4、第二双向阀门37输送至水处理及蓄冷槽17，通过蒸发器盘管31与水合剂和污水混合物进行换热实现水合物生成和污水浓缩；换热结束后载冷剂途经第一双向阀门26、第四单向阀门10、第二流量计11流回冷水机组1再次被降温完成一个水处理及蓄冷循环；水处理及蓄冷循环开始后，第二气泵23将装置外空气输送至气体发生器30中在水处理及蓄冷槽内胆16中完成连续的气流扰动，气流完成扰动后从双向气体阀门50排出；***监控装置12实时监测载冷剂吸热前后温度变化，以及水合物蓄冷工质及槽体内部温度变化；

污水分离阶段：冷水机组1继续运行，固液分离器开关29上升，浓缩污水经过滤网盘47流至空气隔热层21中，分离完成后打开第六单向阀门34，经浓缩污水排放管33排出后关闭第六单向阀门34；污水分离阶段开始后，双向气体阀门50、气泵18、溶液泵20打开，气体从外界经双向气体阀门50流入水处理及蓄冷槽内胆16并从固液分离开关29离开进入空气隔热层21再经第一气泵18排出，完成抽滤循环，加速固液分离效率；回流槽28中的纯净水经第三溶液泵20泵入喷淋装置15完成洗涤操作，提高污染物脱除效率，此时第八单向阀门52、第九单向阀门56关闭；抽滤洗涤完成后，双向气体阀门50，第一气泵18，第三溶液泵20关闭，固液分离开关29下降至关闭；

水合物分解阶段：第二溶液泵6将位于水处理及蓄冷槽17内的载冷剂途经第二双向阀门37，第二单向阀门5，抽送至翅片管换热器7，通过换热***7充分吸收翅片管换热器8内部热量，然后途径第三单向阀门9第一双向阀门26流回水处理及蓄冷槽17，在蒸发器盘管31中与低温的水合物换热降温，完成一个换热循环；

水回收阶段：水合物全部分解后，利用水层定位装置22定位水合剂和纯净水接触面，伸缩管49改变长度至液面分离处，第四溶液泵54开启，抽取纯净水进入回流槽28再从处理水排放管27流出装置，此时第三单向阀门48关闭，待纯净水回收完毕，剩余部分纯净水于回流槽28用于下次洗涤使用。

Claims (9)

1.一种水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，包括冷水机组（1）、换热***（7）、翅片管换热器（8）、第二双向阀门（37）、第一双向阀门（26）、***监控装置（12）、污水槽（13）、喷淋装置（15）、水处理及蓄冷槽（17）、水层定位装置（22）、回流槽（28）、温度传感器组、蒸发器盘管（31）、支管路Ⅰ（40）、支管路Ⅱ（41）、支管路Ⅲ（42）、支管路Ⅳ（43）、支管路Ⅴ（44）、支管路Ⅵ（45）、支管路Ⅶ（46）、滤网盘（47）、支管路Ⅷ（55）；

所述换热***（7）内设有翅片管换热器（8）；

所述冷水机组（1）的出口端接支管路Ⅰ（40）与翅片管换热器（8）的入口相连接，冷水机组的入口端接支管路Ⅳ（43）与翅片管换热器（8）出口相连接；所述支管路Ⅰ（40）上沿载冷剂流动方向依次有第一溶液泵（2）、第一流量计（3）、第一单向阀门（4）、第二单向阀门（5），第二溶液泵（6）；支管路Ⅳ（43）上沿载冷剂流动方向依次有第三单向阀门（9）、第四单向阀门（10）、第二流量计（11）；

所述水处理及蓄冷槽（17）为双层密封容器，所述水处理及蓄冷槽（17）外壁上端设置第一气泵（18）以及下端设置浓缩污水排放管（33），浓缩污水排放管（33）上设有第六单向阀门（34），水处理及蓄冷槽内胆（16）顶部设置喷淋装置（15）和双向气体阀门（50），水处理及蓄冷槽内胆（16）下部设有滤网盘（47），滤网盘（47）表面上侧设置气体发生器（30），气体发生器（30）与第二气泵（23）相连；水处理及蓄冷槽内胆（16）底部为椭球形凹陷，并设置固液分离开关（29），固液分离开关（29）外周套有密封圈；

蒸发器盘管（31）位于水处理及蓄冷槽内胆（16）中心，水处理及蓄冷槽内胆（16）内部装有水合剂，所述水处理蓄冷槽（17）内部设置有温度传感器组、水层定位装置（22），温度传感器组和水层定位装置（22）的终端与***监控装置（12）连接；所述第一单向阀门（4）与第二单向阀门（5）之间的支管路I（40）通过支管路Ⅱ（41）与蒸发器盘管（31）的一端相连接，第三单向阀门（9）和第四单向阀门（10）之间的支管路Ⅳ（43）通过支管路Ⅲ（42）与蒸发器盘管（31）的另一端相连接，所述支管路Ⅱ（41）上设有第二双向阀门（37），所述支管路Ⅲ（42）上设有第一双向阀门（26）；

所述支管路Ⅴ（44）、支管路Ⅵ（45）、支管路Ⅷ（55）设置于水处理及蓄冷槽（17）外部，支管路Ⅴ（44）上端与污水槽（13）连通，下端与水处理及蓄冷槽内胆（16）顶部连通；所述喷淋装置（15）依次连接第七单向阀门（51）、支管路Ⅵ（45）、第三单向阀门（48）、第三溶液泵（20）与回流槽（28）连通，用于将回流槽中的水喷淋至水处理及蓄冷槽内胆（16）内；支管路Ⅵ（45）外接支管路Ⅷ（55）依次连接第九单向阀门（56）、第四溶液泵（54）与回流槽（28）连通，支管路Ⅵ（45）外接支管路Ⅶ（46）依次连接第八单向阀门（52）、伸缩管（49），伸缩管（49）伸入水处理及蓄冷槽内胆（16）内，用于抽取水合物分解的水回流至回流槽（28）；

所述水处理及蓄冷槽（17）外壳与水处理及蓄冷槽内胆（16）之间存在空气隔热层（21）。

2.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述温度传感器组包括第一温度传感器（25）、第二温度传感器（32）、第三温度传感器（35）、第四温度传感器（36）、第五温度传感器（38）；其中，所述第一温度传感器（25）设置于支管路Ⅲ（42）上，且位于靠近蒸发器盘管（31）的一侧；第二温度传感器（32）位于水处理及蓄冷槽内胆（16）中心位置；第三温度传感器（35）安装在水处理及蓄冷槽内胆（16）靠近壁面处；第四温度传感器（36）安装在空气隔热层（21）中间；第五温度传感器（38）设置于支管路Ⅱ（41）上，且位于靠近蒸发器盘管（31）的一侧，所述第一~第五温度传感器通过温压传感器模块与***监控装置（12）相连。

3.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，还包括第一压力传感器（24）、第二压力传感器（39），所述第一压力传感器（24）设置于支管路Ⅲ（42）上，且位于靠近蒸发器盘管（31）的一侧；所述的第二压力传感器（39）设置于支管路Ⅱ（41）上，且位于靠近蒸发器盘管（31）的一侧；所述第一~第二压力传感器通过温压传感器模块与***监控装置（12）相连。

4.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述伸缩管（49）依据水层定位装置（22）反馈数据，定位至水合剂和纯净水分层位置，抽取纯净水。

5.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述水层定位装置（22）由密度介于水合剂和纯净水的泡沫包裹传感器制成，传感器与***监控装置（12）相连。

6.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述水处理及蓄冷槽（17）能够处理重金属污水、有机物污水或海水中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述水合剂选择R141b、CO₂中的一种。

8.采用权利要求1-7任一所述的装置进行水合物水处理协同蓄冷方法，其特征在于，包括步骤如下：

蓄冷水处理阶段：固液分离开关（29）处于关闭状态，污水由污水槽（13）流经第五单向阀门（14）进入水处理及蓄冷槽内胆（16），冷水机组（1）提供低温载冷剂，载冷剂由第一溶液泵（2）途径第一流量计（3）、第一单向阀门（4）、第二双向阀门（37）输送至水处理及蓄冷槽（17），通过蒸发器盘管（31）与水合剂和污水混合物进行换热实现水合物生成和污水浓缩；换热结束后载冷剂途经第一双向阀门（26）、第四单向阀门（10）、第二流量计（11）流回冷水机组（1）再次被降温完成一个水处理及蓄冷循环；水处理及蓄冷循环开始后，第二气泵（23）将装置外空气输送至气体发生器（30）中在水处理及蓄冷槽内胆（16）中完成连续的气流扰动，气流完成扰动后从双向气体阀门（50）排出；***监控装置（12）实时监测载冷剂吸热前后温度变化，以及水合物蓄冷工质及槽体内部温度变化；

污水分离阶段：冷水机组（1）继续运行，固液分离器开关（29）上升，浓缩污水经过滤网盘（47）流至空气隔热层（21）中，分离完成后打开第六单向阀门（34），经浓缩污水排放管（33）排出后关闭第六单向阀门（34）；污水分离阶段开始后，双向气体阀门（50）、气泵（18）、溶液泵（20）打开，气体从外界经双向气体阀门（50）流入水处理及蓄冷槽内胆（16）并从固液分离开关（29）离开进入空气隔热层（21）再经第一气泵（18）排出，完成抽滤循环，加速固液分离效率；回流槽（28）中的纯净水经第三溶液泵（20）泵入喷淋装置（15）完成洗涤操作，提高污染物脱除效率，此时第八单向阀门（52）、第九单向阀门（56）关闭；抽滤洗涤完成后，双向气体阀门（50），第一气泵（18），第三溶液泵（20）关闭，固液分离开关（29）下降至关闭；

水合物分解阶段：第二溶液泵（6）将位于水处理及蓄冷槽（17）内的载冷剂途经第二双向阀门（37），第二单向阀门（5），抽送至翅片管换热器（7），通过换热***（7）充分吸收翅片管换热器（8）内部热量，然后途径第三单向阀门（9）第一双向阀门（26）流回水处理及蓄冷槽（17），在蒸发器盘管（31）中与低温的水合物换热降温，完成一个换热循环；

水回收阶段：水合物全部分解后，利用水层定位装置（22）定位水合剂和纯净水接触面，伸缩管（49）改变长度至液面分离处，第四溶液泵（54）开启，抽取纯净水进入回流槽（28）再从处理水排放管（27）流出装置，此时第三单向阀门（48）关闭，待纯净水回收完毕，剩余部分纯净水于回流槽（28）用于下次洗涤使用。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述水回收阶段：剩余污水处理量5%的纯净水于回流槽（28）用于下次洗涤使用。

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