CN103693795B - 一种家用型太阳能海水淡化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种家用型太阳能海水淡化系统，其特征是，包括太阳能电板、电动充气泵、海水箱、进水管、淡水箱、淡水导管一、鼓泡蒸发装置、多级蒸发装置和U型聚光槽，所述海水箱设置在多级蒸发装置上方，U型聚光槽设置在多级蒸发装置下方，太阳能电板通过设置有电线与电动充气泵连接。本发明将传统的蒸馏技术(被动式蒸馏)与鼓泡蒸发技术结合(主动式蒸馏)结合并加以改进，重复利用蒸汽潜热，既克服了被动式蒸馏系统的缺点，又使得装置小型化，更有利于海岛居民使用。

Description

一种家用型太阳能海水淡化系统
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域，具体涉及一种家用型太阳能海水淡化系统。
背景技术
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水。是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好、价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。我国广大地区如农村、孤岛等至今仍普遍缺乏电力，因此在我国能源较紧张的条件下，利用太阳能从海水中制取淡水，乃是解决淡水缺乏或供应不足的重要途径。
现在所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法等。但这些方法都存在着需要消耗大量的燃料或电力的缺陷。
现有的太阳能海水淡化装置主要分为两大类型：1、被动式太阳能蒸馏系统主要缺点：1)蒸汽的潜热未被重新利用；2)海水的热容量太大；3)装置内自然对流模式限制了装置性能的提高；2、主动式太阳能蒸馏系统主要缺点：1)装备造价相对较高；2)需要耗费一定的电能，不利于边远海岛居民使用。
因此，急需寻找一种节能的从海水(苦咸水)中制取淡水的方式来解决淡水缺乏供应不足的问题。
发明内容
本发明针对以上缺点，立足于解决边远海岛居民淡水来源问题，设计了一种简便的家用型太阳能海水淡化装置。该装置将传统的蒸馏技术(被动式蒸馏)与鼓泡蒸发技术结合(主动式蒸馏)结合并加以改进，重复利用蒸汽潜热，既克服了被动式蒸馏系统的缺点，又使得装置小型化，更有利于海岛居民使用。
为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：
一种家用型太阳能海水淡化系统，其特征是，包括太阳能电板、电动充气泵、海水箱、进水管、淡水箱、淡水输水管、鼓泡蒸发装置、多级蒸发装置和U型聚光槽，所述海水箱设置在多级蒸发装置上方，U型聚光槽设置在多级蒸发装置下方，太阳能电板通过设置有电线与电动充气泵连接；
多级蒸发装置包括架体和铝板组，铝板组按一定角度左低右高倾斜安装在架体上，铝板组顶部与海水箱连接有进水管，进水管上面安装有进水控制阀；所述铝板组右边端部上方设置有布水管，铝板组左边端部设置有海水集流槽和淡水集流槽，其中：海水集流槽安装在铝板组端部上方，淡水集流槽安装在铝板组端部下方；所述铝板组一侧设置有连接上下相隔两块铝板的斜管，其中：斜管一端与海水集流槽连通，斜管另一端与布水管连通；所述铝板组另一侧设置有与淡水集流槽连通的淡水输水管，所述淡水输水管输出输入至淡水箱内；
所述鼓泡蒸发装置包括圆形海水储水箱、铜质蒸发管、塑料圆盘、圆形集流盘，圆形海水储水箱上方通过设有金属扣将圆形集流盘安装在其上面，铜质蒸发管均布安装在圆形集流盘上面，所述铜质蒸发管顶部设置有塑料圆盘；所述圆形海水储水箱内还设置有气石，所述气石通过设置有气管与电动充气泵连接；
所述铝板组最底部连通有海水导管输出输入至圆形海水储水箱内，圆形集流盘上面设置有淡水导管输入输出至淡水箱内。
所述铜质蒸发管底部设置有与圆形海水储水箱连通的气嘴，气嘴外围的铜质蒸发管上面还设有开口。
所述圆形集流盘底部四周与圆形海水储水箱连接处设置有橡胶密封圈。
所述圆形海水储水箱上方一定高度还设置有溢流管、下方设置有出水管。
所述铝板组上方铺设有细纱布。
本发明的优点是：本发明将传统的蒸馏技术(被动式蒸馏)与鼓泡蒸发技术结合(主动式蒸馏)结合并加以改进，重复利用蒸汽潜热，既克服了被动式蒸馏系统的缺点，又使得装置小型化，更有利于海岛居民使用。与现有技术相比，本发明优点如下：1、装置简便，操作简单；2、外形小巧，占地面积小；3、具有节能效果，全部能源由太阳能提供；4、装置成本低，可安装多组装置，增加产水量；5、海水热容量小，装置效率高。
附图说明
现在接下来借助于实施例的附图来对本发明进行简短的描述。附图中：
图1示出了本发明家用型太阳能海水淡化系统的结构示意图；
图2示出了本发明多级蒸发装置结构示意图；
图3示出了本发明铜质蒸发管四周部件结构布置图；
图4示出了本发明家用型太阳能海水淡化系统工作流程图；
图5示出了本发明家用型太阳能海水淡化系统铝板组及其四周的结构布置详图。
图中：1、太阳能电板，2、电线，3、电动充气泵，4、气管，5、气石，6、出水管，7、圆形海水储水箱，8、溢流管，9、圆形集流盘，10、海水导管，11、淡水导管，12、铜质蒸发管，13、塑料圆盘，14、海水箱，15、进水管，16、进水控制阀，17、铝板组，19、架体，21、细纱布，22、金属扣，23、布水管，24、淡水箱，25、淡水输水管，26、淡水集流槽，27、海水集流槽，28、斜管，29、橡胶密封圈，30、气嘴，100、鼓泡蒸发装置，121、开口，171、第一铝板，172、第二铝板，173、第三铝板，174、第四铝板，175、第五铝板，176、第六铝板，177、第七铝板，200、多级蒸发装置，300、U型聚光槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图所示，一种家用型太阳能海水淡化系统，包括太阳能电板1、电动充气泵3、海水箱14、进水管15、淡水箱24、淡水输水管25、鼓泡蒸发装置100、多级蒸发装置200和U型聚光槽300，所述海水箱14设置在多级蒸发装置200上方，U型聚光槽300设置在多级蒸发装置200下方，太阳能电板1通过设置有电线2与电动充气泵3连接；
多级蒸发装置200包括架体19和铝板组17，铝板组17按一定角度左低右高倾斜安装在架体19上，这样的目的是具有高度差的海水更易于流动，同时增加了铝板组17之间的温度差，有利蒸汽冷凝，本实施例中，铝板组17的数量为七个，除最顶部第一铝板171为单独一块之外，从上到下每相邻两个铝板为一小组，则分为第二铝板172和第三铝板173、第四铝板174和第五铝板175、第六铝板176和第七铝板177的三个小组，铝板组17顶部的两个铝板第二铝板172和第三铝板173与海水箱14连接有进水管15，进水管15上面安装有进水控制阀16控制海水定量输入至多级蒸发装置200内；所述铝板组17右边端部上方设置有布水管23，铝板组17左边端部设置有海水集流槽27和淡水集流槽26，其中：海水集流槽27安装在铝板组17端部上方收集铝板组17上方斜流下来的海水，淡水集流槽26安装在铝板组17端部下方收集铝板组17蒸发下来的淡水；铝板组17一侧设置有连接上下相隔两块铝板的斜管28，本实施例中，斜管28的数量为5根，它们分别用于第二铝板172与第四铝板174连接、第三铝板173与第五铝板175连接、第四铝板174与第六铝板176连接、第五铝板175与第七铝板177连接，第六铝板176与第七铝板177中间连接，其中：斜管28一端与海水集流槽27连通，斜管28另一端与布水管23连通；所述铝板组17另一侧设置有与淡水集流槽26连通的淡水输水管25，所述淡水输水管25输出输入至淡水箱24内；
鼓泡蒸发装置100包括圆形海水储水箱7、铜质蒸发管12、塑料圆盘13、圆形集流盘9，圆形海水储水箱7上方通过设有金属扣22将圆形集流盘9安装在其上面，铜质蒸发管12均布安装在圆形集流盘9上面，所述铜质蒸发管12顶部设置有塑料圆盘13；所述圆形海水储水箱7内还设置有气石5，所述气石5通过设置有气管4与电动充气泵3连接；
铝板组17最底部连通有海水导管10输出输入至圆形海水储水箱7内，圆形集流盘9上面设置有淡水导管11输入输出至淡水箱24内。
铜质蒸发管12底部设置有与圆形海水储水箱7连通的气嘴30，气嘴30外围的铜质蒸发管12上面还设有开口121用于淡水输出。圆形集流盘9底部四周与圆形海水储水箱7连接处设置有橡胶密封圈29；所述圆形海水储水箱7上方一定高度还设置有溢流管8防止圆形海水储水箱7内海水过多、下方设置有出水管6用于来将浓度高的海水排出。铝板组17上方铺设有细纱布21使海水均匀从上方流入下方。
请继续参阅说明书附图，本发明的工作原理是：海水箱14内海水通过进水管15进入铝板组17，铝板组17下方的U型聚光槽300通过对铝板组17照射使铝板组17发热，在铝板组17内，第六铝板176与第七铝板177受到的热量最大，海水通过受热蒸发成水蒸汽在其上方相邻的铝板下表面预冷冷凝成淡水在流入淡水集流槽26中汇集之后再通过淡水输水管25排入淡水箱24内。
未蒸发的海水通过海水导管10进入鼓泡蒸发装置100内的圆形海水储水箱7中，虽然海水并未蒸发，经过多级蒸发装置200处理之后，外部太阳能电板1自动发电向电动充气泵3供电使其运转再通过气管4向圆形海水储水箱7底部的气石5供气，这样气石5向圆形海水储水箱7内开始充气，圆形海水储水箱7内部处于密封状态。圆形海水储水箱7内的湿空气开始向上通过圆形集流盘9上面的气嘴30进入铜质蒸发管12，铜质蒸发管12上方的塑料圆盘13将蒸汽挡住，由于铜质蒸发管12本身材料为铜，导热性强，这样湿的空气就会在铜质蒸发管12壁上冷凝成淡水，再通过铜质蒸发管12的管壁从上方流下，淡水到达最底部时通过开口121进入圆形集流盘9上面，淡水在圆形集流盘9上面再通过淡水导管11排入淡水箱24内部。
综上所述，本发明提供的技术方案克服了已有技术中的欠缺，达到了发明目的，体现了申请人所述的技术效果。

Claims (5)

1.一种家用型太阳能海水淡化系统，其特征是，包括太阳能电板(1)、电动充气泵(3)、海水箱(14)、进水管(15)、淡水箱(24)、淡水输水管(25)、鼓泡蒸发装置(100)、多级蒸发装置(200)和U型聚光槽(300)，所述海水箱(14)设置在多级蒸发装置(200)上方，U型聚光槽(300)设置在多级蒸发装置(200)下方，太阳能电板(1)通过设置有电线(2)与电动充气泵(3)连接；
多级蒸发装置(200)包括架体(19)和铝板组(17)，铝板组(17)按一定角度左低右高倾斜安装在架体(19)上，铝板组(17)顶部与海水箱(14)连接有进水管(15)，进水管(15)上面安装有进水控制阀(16)；所述铝板组(17)右边端部上方设置有布水管(23)，铝板组(17)左边端部设置有海水集流槽(27)和淡水集流槽(26)，其中：海水集流槽(27)安装在铝板组(17)端部上方，淡水集流槽(26)安装在铝板组(17)端部下方；所述铝板组(17)一侧设置有连接上下相隔两块铝板的斜管(28)，其中：斜管(28)一端与铝板的海水集流槽(27)连通，斜管(28)另一端与铝板的布水管(23)连通；所述铝板组(17)另一侧设置有与淡水集流槽(26)连通的淡水输水管(25)，所述淡水输水管(25)输出输入至淡水箱(24)内；
所述鼓泡蒸发装置(100)包括圆形海水储水箱(7)、铜质蒸发管(12)、塑料圆盘(13)、圆形集流盘(9)，圆形海水储水箱(7)上方通过设有金属扣(22)将圆形集流盘(9)安装在其上面，铜质蒸发管(12)均布安装在圆形集流盘(9)上面，所述铜质蒸发管(12)顶部设置有塑料圆盘(13)；所述圆形海水储水箱(7)内还设置有气石(5)，所述气石(5)通过设置有气管(4)与电动充气泵(3)连接；
铝板组(17)最底部连通有海水导管(10)输出输入至圆形海水储水箱(7)内，圆形集流盘(9)上面设置有淡水导管(11)输入输出至淡水箱(24)内。
2.根据权利要求1所述的家用型太阳能海水淡化装置，其特征是，所述铜质蒸发管(12)底部设置有与圆形海水储水箱(7)连通的气嘴(30)，气嘴(30)外围的铜质蒸发管(12)上面还设有开口(121)。
3.根据权利要求1所述的家用型太阳能海水淡化装置，其特征是，所述圆形集流盘(9)底部四周与圆形海水储水箱(7)连接处设置有橡胶密封圈(29)。
4.根据权利要求1所述的家用型太阳能海水淡化装置，其特征是，所述圆形海水储水箱(7)上方一定高度处还设置有溢流管(8)、下方设置有出水管(6)。
5.根据权利要求1所述的家用型太阳能海水淡化装置，其特征是，所述铝板组(17)上方铺设有细纱布(21)。
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