CN104860364A - 一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，包括潮汐发电系统、潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统，其中，潮汐发电系统利用潮汐能进行发电，供给潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统用电，潮汐直接驱动海水淡化系统利用潮汐能将海水淡化，淡化后的海水流入海水热源泵恒温恒湿系统，被其进行能源利用以进行恒温恒湿调节，改变现有利用热源泵进行地热交换的方式，改变为利用海洋为恒温介质，避免了对生态环境造成极大的伤害，提高换热效率；设有潮汐直接驱动海水淡化系统，合理利用自然资源，淡化后的海水可作为用于洗衣服、洗菜等非饮用水。
Description
技术领域
本发明涉及一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统。
背景技术
我国在今后的20-30年内正处于加速“城市化”的阶段，我国每年需要新建居民房在两亿平米以上。我国居民21世纪上半叶，我国居民的住房要求将是居高不下的，认真研究我国住房建设，使其不仅满足方便、舒适、同时也满足生态、环境、节能、和可持续发展的需要是十分重要的。
现在我国出现了一些小区，利用地热，通过热源泵进行热交换，可以达到室内的恒温、恒湿、恒氧。但是利用地热资源有着一定的弊端，一个是土壤虽然是一种比较理想的恒温介质，恒温系统的保证需要一直深入地下500米，很大程度上加大了成本。而且，地热源泵的热交换式在土壤中进行的，有研究表明地热绷的使用会造成土壤的逐年升高，不仅影响了之后得换热效率，大范围使用更会对当地的生态环境造成极大的伤害。而现在研究证明海洋热源泵以海洋作为恒温介质，有着更大的优越性。
我国拥有众多的沿海省份和沿海城市，海洋中拥有大量的资源，包括海洋中的潮汐能，热能等。而我国沿海城市居民生活对海洋能源的利用还很少。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，本发明借助沿海优势的能自供能源，进行能量回收。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，包括潮汐发电系统、潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统，其中，潮汐发电系统利用潮汐能进行发电，供给潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统用电，潮汐直接驱动海水淡化系统利用潮汐能将海水淡化，淡化后的海水流入海水热源泵恒温恒湿系统，被其进行能源利用以进行恒温恒湿调节。
所述潮汐发电系统，包括潮汐坝、水流通道、潮汐发电水流通道进水闸门、潮汐发电水流通道出水闸门、维修通道和水轮发电机组，其中，潮汐坝建造在容易涨潮的海边，潮汐坝浸没在海水中的部分设有水流通道，且水流通道近海一侧安装有潮汐发电水流通道进水闸门，靠近水库一侧装有潮汐发电水流通道出水闸门，水轮发电机组安装在水流通道中段，潮汐坝上部开有维修通道，以供维修水轮发电机组。
所述潮汐坝上设置有可换水海水游泳池系统，所述可换水海水游泳池系统，包括游泳池进水管道、游泳池海水过滤消毒装置、游泳池进水单向阀、游泳池、游泳池出水单向阀、游泳池出水管道、游泳池进水开关和游泳池出水开关，游泳池进水管道从水库引出，连接海水过滤消毒装置，并通过游泳池进水单向阀进入游泳池，游泳池出水管道与游泳池进水管道平行，中间由游泳池出水单向阀与游泳池连接，游泳池进水开关安装在游泳池进水管道中，游泳池出水开关安装在游泳池出水管道中。
所述潮汐直接驱动海水淡化系统，包括海水淡化进水阀门、海水淡化聚能增压装置叶片、海水淡化聚能装置支撑、海水淡化聚能增压泵和海水淡化出水装置，海水淡化进水阀门位于海水淡化水流通道靠近海一边的进口处，海水淡化聚能增压装置叶片位于海水淡化水流通道最窄的地方，设置于海水淡化聚能增压泵前端，海水聚能增压泵通过海水聚能增压装置支撑固定在海水淡化水流通道中，海水淡化水流通道靠水库部分装有海水淡化出水装置。
所述海水热源泵恒温恒湿系统，包括海水管换热器、恒温恒湿空调机和抽水泵，海水管换热器位于海水以下，抽水泵位于海岸上，抽水泵的输出管道分为两条管路，分别连接有蒸发器阀门和冷凝器阀门，蒸发器阀门连接蒸发器，冷凝器阀门连接冷凝器，两条管路再合并成一条管路与给水泵相连，水泵将管路中的水提供至恒温恒湿空调机，恒温恒湿空调机安装于住宅处。
本发明的有益效果为：
(1)设置有潮汐发电装置，综合、合理利用自然生态资源，有效解决能源紧缺，生态环保；
(2)改变现有利用热源泵进行地热交换的方式，改变为利用海洋为恒温介质，避免了对生态环境造成极大的伤害，提高换热效率；
(3)设有潮汐直接驱动海水淡化系统，合理利用自然资源，淡化后的海水可作为用于洗衣服、洗菜等非饮用水；
(4)设置有可换水海水游泳池系统，将海水消毒、过滤后供给娱乐用。
附图说明
图1为本发明的平面布局分布图；
图2为本发明的可换海水游泳池装置轴二侧图；
图3为本发明的海水淡化系统流水通道内部结构轴二侧图；
图4为本发明的海水淡化聚能增压装置叶片倾角图；
图5为本发明的原理示意图；
图6为本发明的潮汐能发电内部结构轴二侧图；
其中，1-游泳池水库、2-潮汐直驱海水淡化系统、3-可换海水游泳池、4-海水热源泵恒温恒湿系统、5-游泳池进水管道、6-游泳池海水过滤消毒装置、7-游泳池进水单向阀、8-游泳池进水开关、9-游泳池、10-游泳池出水开关、11-游泳池出水单向阀、12-游泳池出水管道、13-海水淡化水流通道、14-海水淡化进水阀门、15-海水淡化聚能增压装置叶片、16-海水淡化聚能增压装置支撑、17-海水淡化聚能增压泵、18-海水淡化出水阀门、19-海水淡化水库、20-海水换热器、21-抽水泵、22-蒸发器阀门、23-冷凝器阀门、24-蒸发器、25-冷凝器、26-给水泵、27-恒温恒湿空调机组、28-潮汐发电水流通道、29-潮汐发电水流通道进水闸门、30-水轮发电机组、31-维修通道、32-维修通道、33-潮汐发电水流通道出水闸门、34-潮汐发电水库。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
潮汐发电系统，包括潮汐坝、水流通道、潮汐发电水流通道进水闸门、潮汐发电水流通道出水闸门、维修通道和水轮发电机组，其中，潮汐坝建造在容易涨潮的海边，潮汐坝浸没在海水中的部分设有水流通道，且水流通道近海一侧安装有潮汐发电水流通道进水闸门，靠近水库一侧装有潮汐发电水流通道出水闸门，水轮发电机组安装在水流通道中段，潮汐坝上部开有维修通道，以供维修水轮发电机组。
如图1所示，潮汐直驱海水淡化系统2，是利用潮汐能供动力，使低压海水变成高压海水，从而逆渗透，使海水淡化。海水热源泵恒温恒湿系统4是利用浅海恒温海水，利用此区域的海水温度作为基础温度，再经过冷凝器25和蒸发器24，达到给保持用户室内恒温恒湿的目的的同时，还能减少能量的消耗。可换海水游泳池9利用游泳池水库1内的海水，再经过简单的处理而形成海水游泳池。
如图2所示，游泳池进水开关8打开，游泳池出水开关10关闭，游泳池水库1中的海水流入游泳池进水管道5，流经游泳池海水过滤消毒装置6时经过过滤和消毒后由游泳池进水单向阀7控制进入游泳池9；出水时，游泳池出水开关10打开，游泳池进水开关8关闭，池水通过游泳池出水单向阀11和游泳池出水管道12流回游泳池水库1。
如图3所示，海水淡化进水阀门14位于靠近海一边的海水淡化水流通道13进口处，海水淡化聚能装置叶片15位于海水淡化水流通道13最窄的地方，连接在海水淡化聚能增压泵17前端，而海水淡化聚能增压泵17通过海水聚能增压装置支撑16在海水淡化水流通道13中，海水淡化水流通道13靠海水淡化水库19部分装有海水淡化出水阀门18。海水涨潮时，海水淡化进水阀门14开启，此时海水的液面高于海水淡化水库19液面，在海水的冲击下，海水淡化聚能装置叶片15转动，海水淡化聚能装置叶片15的转动带动海水淡化聚能泵17，海水淡化聚能泵17将经过预处理的海水聚能加压，同时将高压海水通到反渗透组件，从而使海水淡化。
如图4所示，海水淡化聚能装置叶片15的叶片倾角γ，经过流体力学的计算，可以得出γ的取值范围为20°～70°时，水流的动能转化成电能的效果最好。
如图5所示，海水换热器20内经过特殊处理的水在抽水泵21和给水泵26提供的动力下，在该闭合系统内循环，夏季时，蒸发器阀门22闭合，冷凝器阀门23打开，从海水换热器20换热之后的低温水，经过冷凝器25后制冷效果进一步加强，经过冷凝器25之后的水通过给水泵26提供到各个用户家中的恒温恒湿空调机组27中，维持各个用户室内的温度和湿度，在室内经过了热量交换的水，再回到海水换热器20中，与低温海水换热，使本身的温度下降；冬季时，蒸发器阀门22打开，冷凝器阀门23闭合，从海水换热器20换热之后，比环境温度高的水，经过蒸发器24后使之具有供暖效果，经过蒸发器24之后的水通过给水泵26提供到各个用户家中的恒温恒湿空调机组27中，维持各个用户室内的温度和湿度，在室内经过了热量交换的水，再回到海水换热器20中，与相对高温海水换热，使本身的温度上升。
如图6，图中所示潮汐坝28，它将海水隔断，形成潮汐发电水库33，潮汐坝28中间留一个潮汐发电水流通道29，涨潮时，打开潮汐发电水流通道进水闸门30和潮汐发电水流通道出水闸门33，使海水流经潮汐发电水流通道29，并推动安装在潮汐发电水流通道29中的水轮发电机组31进行发电，当通过潮汐发电水流通道进水闸门30的水流量低于设定值时，利用控制系统关闭潮汐发电水流通道进水闸门30和潮汐发电水流通道出水闸门33，以防止海水倒流，同时，潮汐发电水库33已经蓄满一定量的水；落潮时，打开潮汐发电水流通道出水闸门33和潮汐发电水流通道进水闸门30，使海水流经潮汐发电水流通道29，,再次推动安装在潮汐发电水流通道29中的水轮发电机组31进行发电，当通过潮汐发电水流通道出水闸门33的水流量低于设定值时，利用控制系统关闭潮汐发电水流通道出水闸门33和潮汐发电水流通道进水闸门30，并为下一次涨潮做准备。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，其特征在于：包括潮汐发电系统、潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统，其中，潮汐发电系统利用潮汐能进行发电，供给潮汐直驱动海水淡化系统和海水热源泵恒温恒湿系统用电，潮汐直接驱动海水淡化系统利用潮汐能将海水淡化，淡化后的海水流入海水热源泵恒温恒湿系统，被其进行能源利用以进行恒温恒湿调节。
2.如权利要求1所述的一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，其特征在于：所述潮汐发电系统，包括潮汐坝、水流通道、潮汐发电水流通道进水闸门、潮汐发电水流通道出水闸门、维修通道和水轮发电机组，其中，潮汐坝建造在海边，潮汐坝浸没在海水中的部分设有水流通道，且水流通道近海一侧安装有潮汐发电水流通道进水闸门，靠近水库一侧装有潮汐发电水流通道出水闸门，水轮发电机组安装在水流通道中段，潮汐坝上部开有维修通道，以供维修水轮发电机组。
3.如权利要求2所述的一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，其特征在于：所述潮汐坝上设置有可换水海水游泳池系统，所述可换水海水游泳池系统，包括游泳池进水管道、游泳池海水过滤消毒装置、游泳池进水单向阀、游泳池、游泳池出水单向阀、游泳池出水管道、游泳池进水开关和游泳池出水开关，游泳池进水管道从水库引出，连接海水过滤消毒装置，并通过游泳池进水单向阀进入游泳池，游泳池出水管道与游泳池进水管道平行，中间由游泳池出水单向阀与游泳池连接，游泳池进水开关安装在游泳池进水管道中，游泳池出水开关安装在游泳池出水管道中。
4.如权利要求1所述的一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，其特征在于：所述潮汐直接驱动海水淡化系统，包括海水淡化进水阀门、海水淡化聚能增压装置叶片、海水淡化聚能装置支撑、海水淡化聚能增压泵和海水淡化出水装置，海水淡化进水阀门位于海水淡化水流通道靠近海一边的进口处，海水淡化聚能增压装置叶片位于海水淡化水流通道最窄的地方，设置于海水淡化聚能增压泵前端，海水聚能增压泵通过海水聚能增压装置支撑固定在海水淡化水流通道中，海水淡化水流通道靠水库部分装有海水淡化出水装置。
5.如权利要求1所述的一种潮汐直驱海水淡化及能源利用系统，其特征在于：所述海水热源泵恒温恒湿系统，包括海水管换热器、恒温恒湿空调机和抽水泵，海水管换热器位于海水以下，抽水泵位于海岸上，抽水泵的输出管道分为两条管路，分别连接有蒸发器阀门和冷凝器阀门，蒸发器阀门连接蒸发器，冷凝器阀门连接冷凝器，两条管路再合并成一条管路与给水泵相连，水泵将管路中的水提供至恒温恒湿空调机，恒温恒湿空调机安装于住宅处。
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