专利名称：一种海水淡化方法
技术领域：
本发明涉及一种海水淡化方法，尤其是一种应用封闭式热泵循环人工间接冷冻技术实现高效节能的海水淡化的新方法。
背景技术：
目前，国际上已实现大规模商业生产的海水淡化应用技术主要是热法和膜法，又分别称为蒸馏法和反渗透法。蒸馏法就是将海水变成蒸汽，蒸汽冷却而得到高纯度淡水。根据蒸发冷却的方式不同，蒸馏法通常分成多级闪蒸、多效蒸馏及蒸汽压缩蒸馏(也称压气蒸溜)三种。其中，多级闪蒸是将热海水突然减压，产生蒸汽而得到淡水。多效蒸馏是在蒸汽冷却的同时，持续蒸发进而得到淡水。蒸汽压缩蒸馏法工作原理是蒸汽被压缩后，压力增高，温度也随之上升。根据这个原理，可将压缩机的机械功转化为海水蒸发所需要的热能。对于二效蒸汽压缩蒸馏装置而言，可用第一效的二次蒸汽加热第二效的海水；但是第二效的二次蒸汽的压力和温度都比较低，必须用压缩机提高其压力和温度之后，才能用来加热第一效的海水。蒸汽压缩蒸馏海水淡化法的热功效率比其他两种蒸馏法高得多，而且能直接用柴油机驱动，单位体积产量高，很适用于舰艇、岛屿和野战的条件。但由于受压缩机容量的限制，目前压汽蒸溜装置的产量受到限制，一般以日产几千吨淡水以下的规模较适宜。反渗透法就是在一定压力下(60公斤/平方厘米)，将海水压入反渗透膜，这种膜只允许海水中的水分子透过，而将绝大部分盐分子截住，从而得到淡水。
就目前的技术而言，对于反渗透海水淡化，影响成本最大的因素是电力费用，其次是药剂费和膜更换费用。对于低温多效蒸馏和多级闪蒸海水淡化，影响成本最大的因素是蒸汽费用，其次是电力费用。降低能耗是海水淡化无法回避的问题，也是降低海水淡化成本的关键因素之一。寻找一种低能耗生产淡水的方法，是人类在海水淡化领域努力的方向。
还有一种能够实现海水淡化的方法--冷冻法海水在结冰时，盐分被排除在冰晶之外，将冰晶洗涤、分离、融化后，便得到淡水。由于水的融化热仅有334.4kJ/kg，约为水的汽化潜热的1/7，故比采用热法实现海水淡化可大大降低能耗。
按冰晶形成的途径不同，冷冻法又分天然冷冻法和人工冷冻法两种，而人工冷冻法又分间接冷冻法和直接冷冻法两种，由于人们一直认为采用间接冷冻法传热效率不高，而且需要很大的传热面积，同时，从换热面上取下冰晶，易损伤金属壁面，故对该方面的应用研究很少；而主要集中于研究直接冷冻法，分别提出了冷媒直接接触冷冻法、真空冷冻蒸汽压缩法、真空冷冻蒸汽吸收法、真空冷冻-气相冷凝法、真空冷冻高压融化冰晶法、真空冷冻多相转变法等等，尽管这些方法从20世纪60年代就开始进行研究，但迄今为止，仍未商业化应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有海水淡化技术中存在的缺点，通过利用高效节能的热泵技术，提出一种能够解决好间接冷冻法中存在的各种问题，实现低成本、低能耗及低运行费用的间接冷冻海水淡化方法。该方法尽可能简化海水淡化装置的结构，减小海水淡化装置的成本，同时，应用高效节能技术，尽可能降低海水淡化过程的能耗与运行成本，实现高效节能的海水淡化。
为了实现上述目的，本发明提出了一种将热泵节能技术高效应用于人工间接冷冻海水淡化系统方法，该发明方法包括进料海水、浓盐水输送与排放、产品水输送与排放、冰层洗涤、热泵循环、辅助制冷及中央控制七个工作步骤，并同时分别构成七个子系统，七个子系统或步骤与二个结冰水箱水气连通构成实现海水淡化的系统装置；二个结冰水箱上下布置，构成高位结冰水箱和低位结冰水箱，封闭式热泵循环系统的蒸发器与冷凝器分别放置在二个结冰水箱中，辅助制冷子系统的蒸发器与高位结冰水箱的换热器有机组合为一个换热器，按照设定的运行工序往复循环形成连续输出淡水的系统；将封闭式循环热泵系统的蒸发器、冷凝器与人工间接冷冻海水淡化系统有机结合起来；并通过封闭式热泵循环系统的四通阀，方便地实现了蒸发器与冷凝器的功能互换，从而高效回收利用冰层融化过程中放出的冷量，大幅度降低海水淡化过程的能耗。
系统启动时，先将海水加入高位结冰水箱，打开辅助制冷子系统，通过该系统的蒸发器将高位结冰水箱内的海水形成冰层，待冰层达到一定厚度后，关闭辅助制冷子系统，打开高位水箱的海水排放阀，让未结冰的海水靠重力作用从高位结冰水箱自动流入低位结冰水箱；待海水流完后，启动冰层洗涤子系统，用淡水将冰层表面的海水冲洗一段时间，待冲洗水全部流出高位结冰水箱后，关闭高位结冰水箱的盐水排放阀，启动热泵循环子系统，该系统将从流入到低位结冰水箱的海水中吸收热量，使其形成冰层，同时将获得的热量送到高位水箱的换热器，使高位结冰水箱的冰层融化，形成淡水；在所有的冰层融化后，关闭热泵循环子系统，同时打开高位结冰水箱的淡水阀、低位结冰水箱的海水排放阀及进料海水水泵，淡水与浓盐水流经进料海水冷却器，放出冷量后，淡水进入淡水水箱，浓盐水排出系统，被冷却的进料海水进入缓存箱中；待低位结冰水箱的海水流完后，启动冰层洗涤子系统，用淡水将冰层表面的海水冲洗干净，待冲洗水全部流出低位结冰水箱、淡水排放完毕、缓存水箱的海水达到水位要求后，关闭高位结冰水箱的淡水阀、低位结冰水箱的海水排放阀及进料海水水泵；接着，打开缓冲箱的排水阀，将被冷却的进料海水充入高位结冰水箱，然后，让热泵循环子系统的四通阀改变方向，再次启动热泵循环子系统，高位结冰水箱内的换热器转变为该热泵系统的蒸发器，从高位结冰水箱的海水中吸收热量，形成新的冰层，同时，低位结冰水箱内的换热器作为热泵系统的冷凝器，将热量传递给低位结冰水箱的冰层，使其融化产生淡水；在低位结冰水箱的冰层全部融化后，关闭热泵循环子系统，打开低位结冰水箱的淡水排放电磁阀及进料海水水泵，让淡水从低位结冰水箱进入进料海水冷却器，将冷量提供给新进的海水后流到淡水水箱中；低位结冰水箱的淡水全部流出后，关闭淡水排放电磁阀及进料海水水泵，打开高位结冰水箱的海水排放阀，让未结冰的海水靠重力作用从高位结冰水箱自动流入低位结冰水箱；待海水流完后，启动冰层洗涤子系统，用淡水将高位结冰水箱冰层表面的海水冲洗一段时间，待冲洗水全部流出高位结冰水箱后，关闭低位结冰水箱的盐水排放阀，让热泵循环子系统的四通阀改变方向，启动热泵循环子系统，该系统将从低位结冰水箱的海水中吸收热量，使其形成冰层，同时将获得的热量送到高位结冰水箱的换热器，使高位结冰水箱的冰层融化，形成淡水；如此循环往复，不断产生淡水。
本发明将封闭式热泵循环系统的蒸发器、冷凝器与人工间接冷冻海水淡化系统有机结合，通过四通阀实现蒸发器与冷凝器的功能互换，实现从换热器表面去除冰晶和回收冷量。
本发明采用浓盐水、产品水排放能量回收，通过将高、低位结冰水箱排出的浓盐水、产品水与进料海水有机组合换热，实现能量回收和降低供给海水温度。
本发明中二个结冰水箱内分别安装有结冰过程所需要的带肋片的换热器，该换热器大幅度扩大了有效换热面积或结冰面积，解决了原间接冷冻海水淡化方法中不易扩大换热面及无法快速除去热量，尽快形成冰晶的难题。
本发明的辅助制冷子系统之蒸发器与结冰水箱中的热泵循环用换热器共用相同的热肋片有机组成一体，其冷凝器是风冷式或水冷式。
本发明与现有技术相比，具有以下优点一是与热法海水淡化相比，由于水的融化热仅为汽化热的1/7，能够大幅度降低能耗；同时系统在常压下运行，无真空密封要求和真空抽气系统，结构简单且容易实现，成本大幅度降低；二是与膜法海水淡化相比，无需对海水进行复杂的预处理，不使用化学药品，不会对海水产生污染；也无需对海水进行加压处理，系统简单且能耗低；三是与直接冷冻法相比，无制冷剂与水的接触，不存在制冷剂对淡水和海水的污染；无冰水混合物的移动和分离过程，系统更简单可靠；四是与原有的间接冷冻法相比，本发明利用热泵循环子系统中四通阀的换向，使两个结冰水箱实现了结冰过程与冰层融化过程的有机结合，不仅有效利用了冰层融化过程的冷能，提高了热泵循环的效率，而且彻底解决了原间接冷冻法存在的无法从换热面取下冰晶的问题，实现了高效节能的人工冷冻海水淡化；
五是与原有的间接冷冻法相比，本发明2个结冰水箱内分别安装有结冰过程所需要的带肋片的换热器，该类型的换热器大幅度扩大了有效换热面积(结冰面积)，解决了原间接冷冻海水淡化方法中不易扩大换热面及无法快速除去热量，尽快形成冰晶的难题。
六是与各种热法海水淡化相比，冷冻法在低温工况下运行，对设备的腐蚀与结垢问题较为缓和，可采用价格较低的材料，降低了设备的初投资和运行费用；七是本发明设有专门的辅助制冷子系统，该子系统既能保证整个海水淡化系统顺利启动运行，也能在循环一定时间后，短时间启动该辅助制冷系统，及时补充冷量的损失，保证淡水产量恒定。
图1为本发明实现海水淡化过程的第一种工作流程图。
图2为本发明实现海水淡化过程的第二种工作流程图。
图3为高位结冰水箱的结构原理示意图。
图4为低位结冰水箱的结构原理示意图。
具体实施例方式本发明实施中涉及的热泵循环系统、高位结冰水箱与低位结冰水箱为实现海水淡化的必备部分，其整体系统的主要部件包括缓存水箱1，缓存水箱排水阀2，高位结冰水箱洗涤喷淋器3，高位结冰水箱洗涤喷淋控制阀4，四通阀5，干燥过滤器6，高位结冰水箱换热器7，节流膨胀阀8，干燥过滤器9，热泵循环压缩机10，节流膨胀阀11，高位结冰水箱盐水排放阀12，高位结冰水箱产品水排放阀13，高位结冰水箱14，辅助制冷系统压缩机15，辅助制冷系统冷凝器(选择风冷式，将热量排到大气中，或选择水冷式，包括采用海水直接冷却等方式)16，干燥过滤器17，低位结冰水箱洗涤喷淋器18、低位结冰水箱洗涤喷淋控制阀19，低位结冰水箱盐水排放阀20，低位结冰水箱产品水排放阀21，低位结冰水箱换热器22，低位结冰水箱23，进料海水管道24，进料海水水泵25，进料海水冷却器26，浓盐水排出管道27，产品水排出管道28，产品水箱29，洗涤水泵30，高位结冰水箱海水进口31，高位结冰水箱顶盖(有保温层)32，高位结冰水箱洗涤喷淋管33，热泵循环系统换热器接管34、35，高位结冰水箱结冰管肋片36，高位结冰水箱侧板(有保温层)37，高位结冰水箱换热器工质管38，换热器支撑件39，高位结冰水箱底板(有保温层)40，高位结冰水箱盐水排出口41，排水管安装向下倾斜方向42，高位结冰水箱产品水排出口43，底板安装向下倾斜方向44，辅助制冷系统换热器接管45、46，洗涤水接管47，低位结冰水箱海水进口48，低位结冰水箱顶盖(有保温层)49，低位结冰水箱洗涤喷淋管50，热泵循环系统换热器接管51、52，低位结冰水箱侧板(有保温层)53，低位结冰水箱结冰管肋片54，低位结冰水箱换热器工质管55，换热器支撑件56，低位结冰水箱底板(有保温层)57，低位结冰水箱盐水排出口58，排水管安装向下倾斜方向59，低位结冰水箱产品水排出口60，底板安装向下倾斜方向61，洗涤水接管62。
本发明方法的海水淡化系统包括进料海水子系统、浓盐水输送与排放子系统、产品水输送与排放子系统、冰层洗涤子系统、热泵循环子系统、辅助制冷子系统及中央控制子系统七个部分。各子系统的工作原理及功效为进料海水子系统经过初步处理的海水由海水供给泵25送入系统，首先经过进料海水冷却器26，吸收淡水、浓盐水的冷量，再进入缓存水箱1；待高位结冰水箱排水阀12、13关闭后，打开缓冲水箱的排水阀2，让已冷却好的进料海水进入高位结冰水箱14中；其功效是将进料海水送入高位结冰水箱，同时回收排出系统的浓盐水和淡水的冷量。
浓盐水输送与排放子系统高位结冰水箱14的浓盐水通过浓盐水排出阀12排放到低位结冰水箱23，通过结冰又形成一部分淡水；低位结冰水箱23中仍未结冰的浓盐水通过浓盐水排出阀20排放到进料海水冷却器26，将冷量传递给进料海水后，从浓盐水排出口27排出；其功效是将两个结冰水箱的浓盐水顺利排出，同时将低位结冰水箱23排出的浓盐水的冷量传递给进料海水，实现冷量的回收。
产品水输送与排放子系统高位结冰水箱14与低位结冰水箱23的产品水都通过各自的产品水排出阀13或21，流入进料海水冷却器26，将冷量传递给进料海水后，进入产品水水箱29；其功效是将两个结冰水箱的产品水顺利送到产品水箱，同时将其冷量传递给进料海水，实现冷量的回收。
冰层洗涤子系统产品水箱29的淡水经洗涤水泵30升压后，通过洗涤子系统控制阀4或19分别送入高位结冰水箱14或低位结冰水箱23中，由喷淋系统将淡水均匀地喷到冰层表面；其功效是洗掉表面的海水，使淡水质量进一步提高。
热泵循环子系统通过改变四通阀5的方向，有两种不同的循环方式。当高位结冰水箱14内为海水，低位结冰水箱23内为冰层时，按第二种工作流程图所示的方式运行，高位结冰水箱14内的换热器7为蒸发器，低位结冰水箱23的换热器22为冷凝器，压缩机10启动后，高位结冰水箱14中换热器7的热泵工质从高位结冰水箱中吸热，使海水结冰的同时热泵工质由液态转变为气态，从压缩机10的吸气侧进入，经压缩机10提高压力后，被送到低位结冰水箱23的冷凝换热器22中，在低位结冰水箱23中放出热量，使冰层融化的同时热泵工质由气态转变为液态，在高压作用下，液态工质流经干燥过滤器17和节流膨胀阀11，再次进入高位结冰水箱14的换热器7中，形成热泵循环过程；当低位结冰水箱23内为海水，高位结冰水箱14内为冰层时，按第一种工作流程图所示的方式运行，低位结冰水箱23内的换热器22为蒸发器，高位结冰水箱14内的换热器7为冷凝器，压缩机10启动后，低位结冰水箱23内的换热器22中的热泵工质从低位结冰水箱的海水中吸热，使海水结冰的同时热泵工质由液态转变为气态，从压缩机10的吸气侧进入，经压缩机10提高压力后，被送到高位结冰水箱14的换热器7中，在高位结冰水箱中放出热量，使冰层融化的同时热泵工质由气态转变为液态，在高压作用下，液态工质流经干燥过滤器6和节流膨胀阀11，再次进入低位结冰水箱23的换热器22中，形成另外一种热泵循环过程。该子系统的功效是通过热泵系统的蒸发器实现海水结冰—去除盐分，同时利用其冷凝器实现冰层的融化—形成淡水，再利用四通阀的换向作用，使高位结冰水箱与低位结冰水箱的海水淡化过程有机结合起来，实现高效节能的海水淡化过程。
辅助制冷子系统高位结冰水箱14的换热器7为该制冷子系统的蒸发器，当高位结冰水箱进行结冰过程时，可启动辅助制冷子系统，高位结冰水箱14内的换热器7中的液态制冷工质从海水中吸热，使海水结冰的同时制冷工质由液态转变为气体，从压缩机15的吸气侧进入，经压缩机15提高压力后，被送到辅助制冷子系统的冷凝换热器16中，放出热量后由气态转变为液态，在高压作用下，液态工质流经干燥过滤器9和节流膨胀阀8，再次进入高位结冰水箱14的换热器7中，形成制冷循环过程。该子系统的功效是在系统启动时，使用该系统在高位结冰水箱中形成第一次的冰层，使热泵循环子系统的海水淡化过程得以开始；另外，在热泵循环子系统工作一定时间后，也需要使辅助制冷子系统短时间工作，以补充损失的冷量，使海水淡化量基本稳定。
中央控制子系统包括辅助制冷子系统的启动与关机控制，热泵循环子系统的四通阀5方向控制及启动与关机控制，冰层洗涤子系统的水泵30与阀门4、19的开启与关闭控制，产品水输送与排放子系统的阀门控制及其与进料水泵的联动控制，浓盐水输送与排放子系统的阀门控制及其与进料水泵的联动控制，进料海水子系统的进水量控制等部分。该子系统的功效是使各子系统或步骤按时间顺序有机组合，同时控制热泵循环系统及辅助制冷系统的蒸发温度，保证海水淡化过程顺利进行。
实施例1一种实现本发明方法的系统装置，包括由高位结冰水箱14内的换热器7、四通阀5、压缩机10、低位结冰水箱23内的换热器22、干燥过滤器17、6、节流膨胀阀11等构成的热泵循环子系统；由高位结冰水箱14内的换热器7、压缩机15、冷凝器16、干燥过滤器9、节流膨胀阀8等构成的辅助制冷子系统；由进料水泵25、进料海水冷却器26、缓存水箱1、排水阀2及相关连接管道构成的进料海水子系统；由高、低位结冰水箱的浓盐水排出阀12、20、进料海水冷却器26及相关连接管道构成的浓盐水输送与排放子系统；由高、低位结冰水箱的产品水排出阀13、21、进料海水冷却器26、产品水箱29及相关连接管道构成的产品水输送与排放子系统；由水泵30、控制阀4、19、喷淋器3、18及相关连接管道构成的冰层洗涤子系统；中央控制子系统将上述六个子系统按海水淡化原理水气连通控制，实现海水淡化。
该系统装置的启动与运行过程如下
先将高效节能的人工制冷海水淡化装置安装完毕；通过海水供给泵25，将海水加入高位结冰水箱14中；启动辅助制冷子系统，使高位结冰水箱14中的海水在其换热面上形成冰层，待冰层达到一定厚度后，关闭辅助制冷子系统，打开高位结冰水箱的海水排放阀12，让未结冰的海水靠重力作用从高位结冰水箱14自动流入低位结冰水箱23；待海水流完后，打开冰层洗涤子系统的控制阀4和水泵30，通过喷淋系统3，用淡水将冰层表面的海水冲洗干净，冲洗一定时间后，关闭冰层洗涤子系统；待冲洗水全部流出高位结冰水箱14后，关闭连管上的浓盐水排放阀12，启动热泵循环子系统，该系统按第一种工作流程图所示的方式运行，热泵工质从低位结冰水箱23内的海水中吸收热量，使其形成冰层，同时将获得的热量送到高位结冰水箱14中的换热器7，使高位结冰水箱14中的冰层融化，形成淡水；在所有的冰层都融化后，关闭热泵循环子系统，同时打开高位结冰水箱的淡水阀13、低位结冰水箱的浓盐水排放阀20及进料海水水泵25，产品水与浓盐水流经进料海水冷却器26，放出冷量后，产品水进入产品水水箱29，浓盐水排出系统，而被冷却的进料海水进入缓存水箱1中；待低位结冰水箱的海水流完后，打开冰层洗涤子系统的控制阀19和水泵30，通过喷淋器18，用淡水将冰层表面的海水冲洗干净，冲洗一定时间后，关闭冰层洗涤子系统；待冲洗水全部流出低位结冰水箱23、产品水排放完毕、缓存水箱1的海水达到水位要求后，关闭高位结冰水箱14的淡水阀13、低位结冰水箱23的海水排放阀20及进料海水水泵25；接着，打开缓冲水箱的排水阀2，将被冷却的进料海水放入高位结冰水箱14，然后，让热泵循环子系统的四通阀5改变方向，再次启动热泵循环子系统，该系统按第二种工作流程图所示的方式运行，高位结冰水箱14内的换热器7转变为该热泵系统的蒸发器，从高位结冰水箱14内的海水中吸收热量，形成新的冰层，同时，低位结冰水箱23内的换热器22作为热泵系统的冷凝器，将热量传递给低位结冰水箱23内的冰层，使其融化产生淡水；在低位结冰水箱23的冰层全部融化后，关闭热泵循环子系统，打开低位结冰水箱23的淡水排放阀21及进料海水水泵25，让淡水从低位结冰水箱23进入进料海水冷却器26，将冷量提供给新进的海水后流到淡水水箱29中；低位结冰水箱23的淡水全部流出后，关闭淡水排放阀21及进料海水水泵25，打开高位结冰水箱14的海水排放阀12，让高位结冰水箱14中未结冰的海水靠重力作用从高位结冰水箱14自动流入低位结冰水箱23中；待海水流完后，打开冰层洗涤子系统的控制阀4和水泵30，通过喷淋器3，用淡水将冰层表面的海水冲洗干净，冲洗一定时间后，关闭冰层洗涤子系统；待冲洗水全部流出高位结冰水箱14后，关闭连管上的浓盐水排放阀12，将热泵循环子系统四通阀5换向，开启压缩机10，该系统按第一种工作流程图所示的方式运行，从流入到低位结冰水箱23的海水中吸收热量，使其形成冰层，同时将获得的热量送到高位结冰水箱14的换热器，使高位结冰水箱14的冰层融化，形成淡水；如此循环往复，不断产生淡水。
实施例1是采用立式布置方式，本发明只要在部分排放水的位置加装相应的水泵，可以全部水平布置形成卧式布置形式，或部分立式布置、部分卧式布置而构成混合布置形式。
权利要求
1.一种海水淡化方法，将热泵节能技术应用于人工间接冷冻海水淡化系统，其特征在于包括进料海水、浓盐水输送与排放、产品水输送与排放、冰层洗涤、热泵循环、辅助制冷及中央控制七个工作步骤，并同时分别构成七个子系统与二个结冰水箱水气连通构成实现海水淡化的系统装置；二个结冰水箱上下布置，构成高位结冰水箱和低位结冰水箱，封闭式热泵循环系统的蒸发器与冷凝器分别放置在二个结冰水箱中，辅助制冷子系统的蒸发器与高位结冰水箱的换热器有机组合为一个换热器，按照设定的运行工序往复循环形成连续输出淡水的系统。
2.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于将封闭式热泵循环系统的蒸发器、冷凝器与人工间接冷冻海水淡化系统有机结合，通过四通阀实现蒸发器与冷凝器的功能互换，实现从换热器表面去除冰晶和回收冷量。
3.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于采用浓盐水、产品水排放能量回收，通过将高、低位结冰水箱排出的浓盐水、产品水与进料海水有机组合换热，实现能量回收和降低供给海水温度。
4.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于二个结冰水箱内分别安装有结冰过程所需要的带肋片的换热器，以扩大有效换热面积或结冰面积。
5.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于辅助制冷子系统之蒸发器与结冰水箱中的热泵循环用换热器共用相同的热肋片有机组成一体，其冷凝器是风冷式或水冷式。
6.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于在部分排放水的位置加装相应的水泵，全部水平布置形成卧式布置形式，或部分立式布置、部分卧式布置而构成混合布置形式。
7.根据权利要求1所述的一种海水淡化方法，其特征在于进料海水将进料海水送入高位结冰水箱，同时回收排出系统的浓盐水和淡水的冷量；浓盐水输送与排放将两个结冰水箱的浓盐水排出，同时将低位结冰水箱排出的浓盐水的冷量传递给进料海水，实现冷量的回收；产品水输送与排放将两个结冰水箱的产品水送到产品水箱，同时将其冷量传递给进料海水，实现冷量的回收；冰层洗涤洗掉表面的海水，使淡水质量进一步提高；热泵循环通过热泵系统的蒸发器实现海水结冰去除盐分，同时利用其冷凝器实现冰层的融化形成淡水，再利用四通阀的换向作用，使高位结冰水箱与低位结冰水箱的海水淡化过程有机结合起来，实现高效节能的海水淡化过程；辅助制冷在高位结冰水箱中形成第一次的冰层，使热泵循环子系统的海水淡化过程开始，并在热泵循环子系统工作后，使辅助制冷子系统工作，以补充损失的冷量，使海水淡化量稳定；中央控制使各子系统或步骤按时间顺序有机组合，同时控制热泵循环系统及辅助制冷系统的蒸发温度。
全文摘要
本发明涉及一种应用封闭式热泵循环人工间接冷冻技术实现高效节能的海水淡化方法，包括进料海水、浓盐水输送与排放、产品水输送与排放、冰层洗涤、热泵循环、辅助制冷及中央控制七个工作步骤，并同时分别构成七个子系统与二个结冰水箱水气连通构成实现海水淡化的系统装置；按照设定的运行工序往复循环形成连续输出淡水的系统，将封闭式热泵循环系统的蒸发器、冷凝器与人工间接冷冻海水淡化系统有机结合，通过四通阀实现蒸发器与冷凝器的功能互换，实现从换热器表面去除冰晶和回收冷量，该方法工艺过程简单可靠，使用装置结构简单，节能效果好，运行成本低，利于工业化生产，淡化质量高。
文档编号C02F103/08GK1880236SQ200610044098
公开日2006年12月20日 申请日期2006年5月9日 优先权日2006年5月9日
发明者田小亮, 孙晖, 曲源 申请人:青岛大学