CN202046907U - 风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置 - Google Patents

风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，包括微风、太阳能组合发电机组(8)、蒸发桶(1)、空气源热泵机组(6)和冷凝桶(11)四部分。微风、太阳能组合发电机组(8)经电缆与空气源热泵机组(6)和海水泵(9)相连。蒸发桶(1)经连通管(13)与冷凝桶(11)顶部的水蒸汽旋流器(12)相连。空气源热泵机组(6)经热风机(5)、热风管(14)与热风旋流器(2)相连。其优点：1，空气源热泵加热空气效率高，能效比可达4-6；2，空气源热泵制冷、制热双向循环利用；3，风、光伏发电一体化，实现了风、光互补。

Description

风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置
技术领域
本发明所述的技术方案属于用蒸发方法对水、废水或污水的处理领域，依据国际专利分类法，属于C02F1/04。
背景技术
海水淡化主要有三种方法。一是蒸馏法，将海水加热蒸发出水蒸汽，然后冷凝成淡水；二是电渗析法，通直流电后，海水中离子在电场作用下定向移动，经过交换膜，得到淡水；三是反渗透法，对海水一边施加大于渗透压的外压，海水中的纯水将透过膜成为淡水。
现有的热泵海水淡化装置，如我国专利号为200820022404.0的《一种新型高效热泵海水淡化装置》，它有热泵***、冷凝器淡水制备***、蒸发器淡水制备***和海水***，热泵***包括压缩机，蒸发式盘管冷凝器，喷淋装置，储液器，干燥过滤器，节流阀，蒸发器，气液分离器；冷凝器淡水制备***，蒸发器淡水制备***，海水***。
又如我国专利号为03116981.3的《双级吸收压缩式高温热泵海水淡化装置》，它以海水为热源，在装置的低温侧与高温侧两个独立的吸收式部分，通过压缩机和发生吸收器被串接起来，利用压缩机的吸、排气作用强化吸收式***中的吸收、发生过程，使***更接近劳伦兹循环。该装置在吸收海水热量的同时使海水冷却，通过沉淀池的沉淀和过滤装置的过滤，可去除部分结晶盐和杂质，因而使海水蒸馏时的发生温度有所降低。装置采用氨作为制冷剂。
这些方法成本高，能耗也高，不适合小型化。对于沿海小岛和没有电网的地方，还有一个缺电的问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种成本低、能耗低，利用风、光伏发电的小型空气源热泵海水淡化装置。
本发明的目的是这样实现的：本风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，包括微风、太阳能组合发电机组、蒸发桶、空气源热泵机组和冷凝桶四大部分。微风、太阳能组合发电机组装在容易接收风能和太阳能的地方，经电缆与空气源热泵机组和海水泵相连。空气源热泵机组经热风机和热风管与蒸发桶下部中央的热风旋流器相连。蒸发桶为食品级玻璃钢圆桶，其上部中央有一与海水输送管相连的喷雾器，顶部中央通过连通管与冷凝桶顶部中央的水蒸汽旋流器相连。底部开有排盐门。冷凝桶为食品级玻璃钢圆桶，海水泵通过海水输送管进入冷凝桶呈盘管状，出冷凝桶与蒸发桶上部的喷雾器相连。空气源热泵机组经蒸发器管进入冷凝桶呈盘管状，出冷凝桶与空气源热泵机相连。其下方水面上侧设有排气管，水面下侧设有排水口。
蒸发桶下部由热风机经空气源热泵冷凝器加热的空气送入热风旋流器旋转向上，将喷雾器喷出的雾状海水蒸发成水蒸汽，并经连通管送入冷凝桶中的水蒸汽旋流器，经海水输送盘管和空气源热泵的制冷剂蒸发器盘管吸热，冷凝成纯水，汇集至冷凝桶下部。被冷却的空气由排气管排出桶外。汇集的纯水经排水口定期排放和储存。蒸发桶下部沉积的盐粉经排盐门定期清理和收集。
本发明的优点：
1，空气源热泵利用空气中的低温热源提升为高温热源，加热空气，效率高，尤其在常温和高温条件下，能效比可达4-6。
2，空气源热泵制冷、制热双向循环利用。制热，使水雾蒸发成水蒸汽，水蒸汽、热空气加热了海水，有利于蒸发，又可加热制冷剂，使其汽化。吸热，使水蒸汽冷凝成纯水，使制水循环能够持续进行；吸热又使制冷剂蒸发汽化，使制冷循环能够持续进行。这样，使空气源热泵的优点发挥到了极致。
3，风、光伏发电一体化，实现了风、光互补。
4，整套装置简单、实用，达到了低能耗低成本的目标。
5，盐粉可以收集利用，有一定经济价值。
附图说明
图1为风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置示意图。
图2为旋流器示意图。
零部件编号：蒸发桶1、热风旋流器2、喷雾器3、排盐门4、热风机5、空气源热泵机组6、排水口7、微风、太阳能组合发电机组8、海水泵9、排气管10、冷凝桶11、水蒸汽旋流器12、连通管13、热风管14、海水输送管15、冷凝器管16、蒸发器管17。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步描述。
图1为风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置示意图。图2为旋流器示意图。从图中可以看出，本装置包括微风、太阳能组合发电机组8、蒸发桶1、空气源热泵机组6和冷凝桶11四大部分。微风、太阳能组合发电机组8装在容易接收风能和太阳能的地方，经电缆与空气源热泵机组6和海水泵9相连。蒸发桶1经连通管13与冷凝桶11顶部的水蒸汽旋流器12相连。空气源热泵机组6经热风机5、热风管14与蒸发桶1下部的热风旋流器2相连。空气源热泵机组6经蒸发器管17进入冷凝桶11呈盘管状，出冷凝桶11与空气源热泵机组6相连。蒸发桶1为食品级玻璃钢圆桶，其下部中央有一与热风管14相连的热风旋流器2，上部中央有一与海水输送管15相连的喷雾器3，顶部中央通过连通管13与冷凝桶11顶部中央的水蒸汽旋流器12相连。底部开有排盐门4。冷凝桶11为食品级玻璃钢圆桶，其下方水面上侧设有排气管10，水面下侧设有排水口7。海水泵9通过海水输送管15进入冷凝桶11呈盘管状，出冷凝桶11与蒸发桶1上部的喷雾器3相连。空气源热泵机组6经蒸发器管17进入冷凝桶11呈盘管状，出冷凝桶11与空气源热泵机6相连。其下方水面上侧设有排气管10，水面下侧设有排水口7。
本装置的工作过程如下：蒸发桶1下部由热风机5经空气源热泵冷凝器管16加热的空气送入热风旋流器2旋转向上，将喷雾器3喷出的雾状海水蒸发成水蒸汽，并经连通管13送入冷凝桶11中的水蒸汽旋流器12，经海水输送管15和空气源热泵6的制冷剂蒸发器管16吸热，冷凝成纯水，汇集至冷凝桶11下部。被冷却的空气由排气管10排出桶外。汇集的纯水经排水口7定期排出和储存。蒸发桶1下部沉积的盐粉经排盐门4定期清理和收集。
微风、太阳能发电机组8是外购设备。现有多种型式，均为成熟产品。根据所需功率大小，选取相应的规格，提供220V交流电源。海水输送管15吸收冷凝热，提高了海水温度，更有利于喷雾蒸发。制冷剂蒸发管17吸收冷凝热，将节流减压后的液态制冷剂，蒸发成汽态，送入压缩机压缩。蒸发桶1中水雾蒸发成水蒸汽送走后，剩下物成盐粉漂落到桶底，经排盐门4定期清理、收集。冷凝桶11中聚集的纯水，通过排水口7收集贮存。

Claims (4)

1.一种风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，其特征在于：它包括微风、太阳能组合发电机组(8)、蒸发桶(1)、空气源热泵机组(6)和冷凝桶(11)四大部分；微风、太阳能组合发电机组(8)装在容易接收风能和太阳能的地方，经电缆与空气源热泵机组(6)和海水泵(9)相连；蒸发桶(1)经连通管(13)与冷凝桶(11)顶部的水蒸汽旋流器(12)相连；空气源热泵机组(6)经热风机(5)、热风管(14)与热风旋流器(2)相连；空气源热泵机组(6)经蒸发器管(17)进入冷凝桶(11)呈盘管状，出冷凝桶(11)与空气源热泵机组(6)相连。
2.按照权利要求1所述的风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，其特征在于：所述的蒸发桶(1)为食品级玻璃钢圆桶，其下部中央有一与热风管(14)相连的热风旋流器(2)，上部中央有一与海水输送管(15)相连的喷雾器(3)，顶部中央通过连通管(13)与冷凝桶(11)顶部中央的水蒸汽旋流器(12)相连，底部开有排盐门(4)。
3.按照权利要求1所述的风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，其特征在于：所述的冷凝桶(11)为食品级玻璃钢圆桶，其下方水面上侧设有排气管(10)，水面下侧设有排水口(7)。
4.按照权利要求1所述的风、光伏发电空气源热泵海水淡化装置，其特征在于：所述的海水泵(9)通过海水输送管(15)进入冷凝桶(11)呈盘管状，出冷凝桶(11)与蒸发桶(1)上部的喷雾器(3)相连。
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