本發(fā)明屬于海水淡化以及新型制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種能同時(shí)實(shí)現(xiàn)海水真空制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)及裝置。

背景技術(shù)：

近年來隨著資源短缺和環(huán)境惡化日趨嚴(yán)重，人們愈加重視資源的合理綜合利用和節(jié)能環(huán)保技術(shù)研究開發(fā)和應(yīng)用。由于淡水資源的短缺和分布不均勻，全球都在研究高效節(jié)能的海水淡化技術(shù)，目前多數(shù)仍采用熱源或電能做為輔助能源，能效還有待進(jìn)一步提高；制冷技術(shù)由于氟利昂具有的臭氧破壞和溫室效應(yīng)后果，所以近四十年來全世界都在研究環(huán)保節(jié)能的新型制冷劑替代技術(shù)，但是至今仍是花樣百出、莫衷一是的局面，尚未能找出公認(rèn)的技術(shù)方案。

目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于海水淡化和制冷技術(shù)分別申請(qǐng)或公開了很多專利，也公開發(fā)表了大量科技文章，但是都是分別單獨(dú)針對(duì)海水淡化或制冷技術(shù)，至今尚沒檢索到類同本專利的能同時(shí)實(shí)現(xiàn)海水制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)思路或裝置。

相關(guān)專利，如CN 102620462A（熱源驅(qū)動(dòng)的真空制冷系統(tǒng)），采用離心渦輪向心渦輪和工作氣體驅(qū)動(dòng)形成抽吸作用，由于渦輪的真空形成能力有限，很難達(dá)到實(shí)現(xiàn)真空蒸發(fā)制冷所要求小于1000Pa。再如CN 1019703596A（閃蒸冷凝一體化海水淡化裝置）是利用海洋溫差實(shí)現(xiàn)海水閃蒸和冷凝，從而實(shí)現(xiàn)海水淡化，并沒有提及制冷技術(shù)問題。

本專利提出的實(shí)現(xiàn)制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)思路，具有很強(qiáng)的可行性和前瞻性，相信不久將來將會(huì)成為研究熱點(diǎn)之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種海水真空制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)及裝置，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，機(jī)組功率可大可小，尤其是在同時(shí)有制淡和制冷需求的海洋船舶上有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。綜合利用海水的三相點(diǎn)原理，采用無公害的海水做為制冷劑，實(shí)現(xiàn)水真空蒸發(fā)制冷（冰），與傳統(tǒng)制冷技術(shù)相比，具有明顯的技術(shù)和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，減少環(huán)境污染和節(jié)約能源，在提倡節(jié)能環(huán)保的今天具有重要意義。

真空罐內(nèi)海水由于氣壓不斷降低而不斷沸騰，水蒸氣不斷被真空泵抽送進(jìn)入凝汽器凝結(jié)成淡水，實(shí)現(xiàn)海水淡化的目的；真空罐底部由于熱量被蒸汽帶走而溫度不斷下降，通過制冷劑循環(huán)泵持續(xù)送往冷量輸出及交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了輸出冷量——制冷技術(shù)；如果真空罐壓力低于水的三相點(diǎn)壓力611Pa，就能使得真空罐底部海水結(jié)出冰晶，實(shí)現(xiàn)制冰晶目的。

為了完成上述發(fā)明目的，本發(fā)明的總體技術(shù)方案是：一種海水真空制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)及裝置，主要由淡水儲(chǔ)存柜、冷卻水盤管、淡水凝水器、真空泵、換熱器出口溫度傳感器、真空壓力傳感器、真空罐、用戶端換熱器、制冷劑換熱器、載冷劑循環(huán)泵、換熱器進(jìn)口溫度傳感器、電控三通閥、載冷劑流量計(jì)、鹽度計(jì)、鹵水柜、制冷劑循環(huán)泵、高低水位傳感器、海水補(bǔ)水柜、電控截止閥、水霧噴管等部件通過管路或電路連接組成；

所述的真空泵連接真空罐和真空罐壓力傳感器，加上水霧噴管等部件通過管路或電路連接組成制冷系統(tǒng)；由凝水器、冷卻水盤管和淡水儲(chǔ)存柜等部件通過管路連接組成凝水系統(tǒng)；由制冷劑循環(huán)泵、制冷劑換熱器、用戶端換熱器、載冷劑循環(huán)泵等部件通過管路連接組成冷量輸出及交換系統(tǒng)；

利用真空罐中海水不斷蒸發(fā)換熱，實(shí)現(xiàn)真空罐下方海水是冷的乃至結(jié)成冰晶，通過制冷劑循環(huán)泵源源不斷送往冷量輸出及交換系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)用戶端供冷或獲取冰晶；為保持系統(tǒng)持續(xù)正常運(yùn)行，水蒸氣必須及時(shí)采用真空泵抽送到凝水系統(tǒng)，并及時(shí)冷凝成水進(jìn)入淡水儲(chǔ)存柜。

本專利所述的裝置中與鹽分、液位、溫度、壓力傳感器相連接的控制單元根據(jù)傳感器獲取的鹽分液位溫度壓力等信息，對(duì)系統(tǒng)中的各個(gè)電磁閥、水泵和真空泵等的起停進(jìn)行順序控制，順序控制還包括系統(tǒng)能量調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等。

附圖說明

圖1是本發(fā)明海水真空制淡及制冷（冰）一體化技術(shù)及裝置的連接關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

參見圖1本發(fā)明的連接關(guān)系圖，主要由淡水儲(chǔ)存柜（1）、冷卻水盤管（2）、淡水凝水器（3）、真空泵（4）、換熱器出口溫度傳感器（5）、真空壓力傳感器（6）、真空罐（7）、用戶端換熱器（8）、制冷劑換熱器（9）、載冷劑循環(huán)泵（10）、換熱器進(jìn)口溫度傳感器（11）、電控三通閥（12）、載冷劑流量計(jì)（13）、鹽度計(jì)（14）、鹵水柜（15）、制冷劑循環(huán)泵（16）、高低水位傳感器（17）、海水補(bǔ)水柜（18）、電控截止閥（19）、水霧噴管（20）等部件通過管路或電路連接組成。這些部件可以構(gòu)成以下三個(gè)系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)、凝水系統(tǒng)和冷量輸出及交換系統(tǒng)。

制冷系統(tǒng)由真空泵（4）連接真空罐（7）和真空罐壓力傳感器（6），加上水霧噴管（20）等部件通過管路或電路連接組成；由凝水器（3）、冷卻水盤管（2）和淡水儲(chǔ)存柜（1）等部件通過管路連接組成凝水系統(tǒng)；由制冷劑循環(huán)泵（16）、制冷劑換熱器（9）、用戶端換熱器（8）、載冷劑循環(huán)泵（10）等部件通過管路連接組成冷量輸出及交換系統(tǒng)。

開機(jī)時(shí)，真空罐壓力傳感器（6）和真空罐高低水位傳感器（17）首先自檢，要求檢測(cè)到真空罐（7）氣壓介于1個(gè)大氣壓和800Pa之間，且水位介于高低水位之間；然后，真空泵（4）開始工作，對(duì)真空罐（7）進(jìn)行抽真空到1500Pa左右時(shí)，制冷劑循環(huán)泵（16）也開始工作，使得真空罐（7）底部水經(jīng)過制冷劑換熱器（9）和水霧噴管（16）等部件，源源不斷實(shí)現(xiàn)循環(huán)。不久后，載冷劑循環(huán)泵（10）也開始運(yùn)轉(zhuǎn)，把冷量輸送給用戶端換熱器（8），實(shí)現(xiàn)用戶供冷。

在實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)的同時(shí)，由于凝水系統(tǒng)中不斷有淡水生成進(jìn)入淡水儲(chǔ)存柜（1）——實(shí)現(xiàn)海水制淡，使得真空罐（7）中海水高度降低且鹽分濃度不斷升高，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的濃度值，鹽度計(jì)（14）發(fā)出信號(hào)使得電控三通閥（12）導(dǎo)通，濃鹽水部分排入鹵水柜（15），同時(shí)電控截止閥（19）打開使海水補(bǔ)水柜（18）海水進(jìn)入真空罐（7），達(dá)到高低水位傳感器（17）的高位停止。

在工作過程中，真空罐（7）內(nèi)氣壓不斷下降的同時(shí)水分不斷汽化成為蒸汽，罐內(nèi)水溫也下降到預(yù)期的溫度及其對(duì)應(yīng)的飽和氣壓，如空調(diào)水5℃對(duì)應(yīng)飽和氣壓872Pa。如果要獲得冰晶0℃以下，則對(duì)應(yīng)飽和氣壓611Pa以下，且循環(huán)水需要采用防凍液體或添加抗凝劑。

本發(fā)明的裝置采用環(huán)保且價(jià)格低廉的工質(zhì)——海水，可以替代傳統(tǒng)的氟利昂制冷技術(shù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)海水制淡，做到一機(jī)兩用且機(jī)組可大可小，適用于海邊地區(qū)或海洋船舶上，在當(dāng)今提倡節(jié)能環(huán)保的背景下，技術(shù)和市場(chǎng)前景廣闊。

最后所應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。