[发明专利]重结晶水处理系统及用于实现其的热交换装置

权利要求书

1.一种重结晶水处理系统，其包含：两个热交换装置，至少两个热交换装置具有用于水冻结和冰融化的腔、冷却和加热构件、与热交换装置的腔相连的水循环回路，所述水循环回路能够将已预处理的水从一个腔中排出并将其供应到另一个腔以进行最终处理；与冷却和加热构件连接的制冷剂循环回路，其能够交替地在热交换装置的腔中进行水冻结和冰融化步骤，和在水冻结期间将在腔中形成的制冷剂的热量传递到冰融化腔中；控制和监测工具，其以及与水和制冷剂循环回路连接并且能够在交替的水冻结和冰融化步骤期间使水和制冷剂流逆转；其中，水循环回路包括用于初始水供应的工具、用于排放污水浓缩物的工具、用于排放已预处理水的工具、用于排放已处理水的工具、纯水储罐和用于污染水浓缩物的储罐；而制冷剂循环回路包括压缩机、水冷冷凝器和两个热交换器，所述水冷冷凝器在污染水浓缩物从热交换装置的腔排放之后与用于污染水浓缩物的储罐交换热量；其中，热交换装置一个在另一个下串联，并且各装置包含一个腔，该腔可以被划分为相互连通的冷却空腔和再循环空腔，并且在水冻结期间，水能够在空腔之间循环，从而在冷却空腔中形成等电势面；制冷剂循环回路包括附加的空冷冷凝器，所述空冷冷凝器的入口和出口对应地分别与压缩机出口和与水冷冷凝器的入口连接；其中，第一热交换器的入口与冷却和加热构件的入口和出口连接，而其出口与第二热交换器的入口连接，第二热交换器的出口与纯水储罐交换热量并与压缩机入口连接；上热交换装置的腔在入口处与用于初始水供应的工具连接，并且在出口处与用于排放污染水浓缩物的工具和用于排放已预处理水的工具连接；下热交换装置的腔在入口处与用于排放来自上热交换装置的腔的已预处理水的工具连接，且在出口处与用于排放污染水浓缩物的工具和用于排放纯水的工具连接；水循环回路安装有控制进入热交换装置腔中的初始水供应的阀，对污染水浓缩物和已预处理水从腔的排放进行分离的阀，对污染水浓缩物和纯水从腔的排放进行分离的阀；

所述热交换装置包含外和内圆柱形壳体、冷却和加热构件，其中，壳体相对于彼此同轴地安装，从而在它们的壁之间形成一个环形空腔；其中，内壳体制造成具有封闭的端面，而外壳体可以用盖紧密封闭，并配备有排放喷嘴；其中，热交换装置配备有位于外壳体和内壳体之间的圆柱形挡板，从而在挡板下方及其下方形成相互连通的冷却空腔和再循环空腔；在冷却空腔内安装在外壳体底部的空气歧管，以及位于内壳体顶部的加热构件。

2.根据权利要求1所述的重结晶水处理系统，其中，控制和监测工具能够将上热交换装置的腔中的初始水分离成重水和轻水；其中，重水通过用于排放污染水浓缩物的工具移除，而轻水通过用于排放已预处理水的工具在下热交换装置的腔中供应。

3.根据权利要求1所述的重结晶水处理系统，其中，控制和监测工具包括控制器和安装在水和制冷剂循环回路中并连接于所述控制器的控制阀；安装在冷却和加热构件的入口和出口处以及纯水储罐中的温度传感器、以及安装在纯水储罐中的水位传感器；其中，控制阀是水和制冷剂电磁阀。

4.根据权利要求1所述的重结晶水处理系统，其中，其包括热交换蓄能器，热交换蓄能器与被供应到上热交换装置的腔中的初始水交换热量，并且当污染水浓缩物和纯水从下热交换装置的腔供应时与它们交换热量，而水冷冷凝器额外地与从热交换蓄能器供应的纯水交换热量。

5.根据权利要求1所述的重结晶水处理系统，其中：其中，用于初始水供应的工具在上热交换装置的上游包含位于热蓄能器中的热交换构件和粗过滤器；用于排放污染水浓缩物的工具包含在上热交换装置的腔的下游的用于污染水浓缩物的储罐，以及排放喷嘴 ,用于污染水浓缩物的储罐与水冷冷凝器交换热量；用于排放污染水浓缩物的工具和用于排放纯水的工具具有出自下热交换装置的腔的公共出口，并且在腔的下游的热交换蓄能器中具有公共的热交换构件；沿着污染水浓缩物的路径，它们包括用于污染水浓缩物的储罐和排放喷嘴；它们包含沿着纯水路径位于水冷冷凝器中的第二热交换构件、细过滤器和杀菌灯；并且纯水储罐包含切断阀，以控制对用户的水供应。