水是生命之源，人类活动离不开水，海水淡化技术是有效解决水资源危机的重要手段。然而，发展低能耗、低成本的海水淡化技术并实现能源的多级化利用是一个具有挑战性的课题。

近期，中国科学院福建物质结构研究所汪凤翔课题组针对低能耗的海水淡化技术与热泵系统的耦合展开了研究，提出了一种基于热泵的多效蒸发-冷冻淡化-冰蓄冷的耦合系统。该系统充分利用了热泵系统冷凝温度与多效蒸发淡化的首效蒸发温度接近的特点，热泵冷凝器用于多效蒸发淡化，同时蒸发器利用过冷水法制取流态冰，通过离心获得脱盐冰，并作为冷能存储介质按需为建筑供给冷量，融化后的冰获得额外淡水，实现能量的多级利用。这项研究成果已发表在 《Energy》期刊上（"Thermodynamic and economic analysis of an integration system of multi-effect desalination (MED) with ice storage based on a heat pump" Energy 283 (2023) 129064）。陈龙祥副研究员是该论文的第一作者，通讯作者兰文超是中国科学院福建物构所与福州大学联培硕士生。

与传统的蒸汽自压缩海水淡化（MVC）和空调耦合系统相比，新型耦合系统在相同淡水产量下能耗降低了一半。此外，新系统的投资回收期约为3.85年，仅为传统耦合系统的65.25%。在环境方面，新型耦合系统也表现出优势，单位收益碳排放量（UPCE）仅为15.50 kg/$，相较于传统系统减少了7.68%。因此，新型耦合系统在热力、经济和环境方面都具备明显的优势。 

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.energy.2023.129064

(汪凤翔课题组供稿)