CN105152253A - 一种新型太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

一种新型太阳能海水淡化装置，属于海水淡化设备领域，解决了目前的太阳能海水淡化装置存在热能利用率低的问题，它包含太阳能空气加热装置、海水蒸发装置和蒸气冷凝回收装置，由太阳能空气加热装置所加热的空气对海水进行加热使海水快速蒸发，再利用蒸气冷凝回收装置对水蒸气进行冷凝回收；本发明用于海水淡化。

Description

一种新型太阳能海水淡化装置

技术领域

本发明属于海水淡化设备领域，具体涉及一种新型太阳能海水淡化装置。

背景技术

进入21世纪以来淡水资源日益匮乏，尤其海岛居民淡水获取量小且投入大成本高，生活用水难以得到保证。

我国共有大小岛屿6500多个，其中有常住人口的海岛433个(海南岛，港澳台除外)，占海岛总数的6%，占海岛总面积的98%以上，常住人口为452万，淡水资源需求量较大。并且现在国家正在积极开发海岛，发展海岛的旅游产业，对淡水需求也会急剧增加。另外我国农村饮用苦咸水的人口为3855万人，主要集中在华北、尤其是西北地区，而长期饮用苦咸水会引起高血压、心脏病等方面的疾病。可见开发高效的海水淡化装置迫在眉睫。

由于燃油或燃煤等海水淡化装置存在投资高，能源消耗大，而且会造成环境污染的缺点，并且随着低碳环保概念的不断深入人心，太阳能作为清洁能源受到了越来越广泛的关注，人们已成功将太阳能应用到很多地方，太阳能海水淡化装置应运而生，但目前的太阳能海水淡化装置存在热能利用率低的问题，水蒸气的凝结潜热未被重新利用，大部分都散失到大气中去了，本发明基于太阳能海水淡化装置，对其进行全面创新，设计了一种热能利用率高的新型海水淡化装置，符合节能减排的需要。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前的太阳能海水淡化装置存在热能利用率低的问题，提供了一种新型太阳能海水淡化装置，其技术方案如下：

一种新型太阳能海水淡化装置，它包含太阳能空气加热装置、海水蒸发装置和蒸气冷凝回收装置，由太阳能空气加热装置所加热的空气对海水进行加热使海水快速蒸发，再利用蒸气冷凝回收装置对水蒸气进行冷凝回收；

太阳能空气加热装置包含保温箱体A，在保温箱体A的内侧底部设置有吸热板，由吸热板加热保温箱体A内的空气，保温箱体A的侧壁的内表面采用反光表面，可以将照射到侧壁上的太阳光反射到吸热板上，能更充分的利用太阳能，在保温箱体A的相对两侧分别设置有进气口和出气口，在保温箱体A内设置有多块透明隔板将保温箱体A内分隔成S型通道，在位于S型通道一端的保温箱体A上设置有进气口，在位于S型通道另一端的保温箱体A上设置有出气口，使空气由进气口进入保温箱体A后可以被吸热板更充分的加热以后再由出气口流出，在保温箱体A的上侧设置有透明的密封盖板，让太阳辐射可以透过并使保温箱体A成为一个密闭温室，减少热能损失；

海水蒸发装置包含保温箱体B，在保温箱体B的底部设置有曝气管，曝气管通过输气管与太阳能空气加热装置的出气口连接，在输气管上设置有向曝气管充气的气泵，由曝气管输出热空气对加入到保温箱体B底部的海水进行加热，在曝气管周围设置有棉、毛、丝、麻、化纤等纺织的毛细织物，由于曝气管为带有许多小孔的管道，热空气通过小孔会以较大的气泡形式冒出，而毛细织物上的气孔更细小，细小的气泡增大了蒸发面积，使热空气与海水的换热效率更高，保温箱体B能保持温度，减少热量的损失；在保温箱体B上设置有倾斜的盖板，因为盖板也会起到冷凝作用，倾斜的盖板上冷凝的水滴更容易被聚集回收；在保温箱体B的底部设置海水输出管用来排放浓海水，海水输出管上设置有自动或手动阀门控制浓海水的排放；

蒸气冷凝回收装置包含设置在保温箱体B内部的冷凝水槽，冷凝水槽为一层或一层以上，冷凝水槽的底面为W形折皱形状，可以增大冷凝面积，在冷凝水槽底部的每个尖角下方设置有V形淡水收集槽，V形淡水收集槽倾斜设置，使收集到的淡水容易流出，沿保温箱体B侧壁设置一周淡水聚集槽，V形淡水收集槽的低端设置在淡水聚集槽的上方，使V形淡水收集槽收集的淡水以及盖板和保温箱体B侧壁凝结的少量淡水都能流到淡水聚集槽内，在淡水聚集槽底部设置淡水输送管与淡水存储容器连接，淡水存储容器设置在保温箱体B的外部；淡水聚集槽设置在高于曝气管的位置，使淡水聚集槽与保温箱体B的底面之间留有存储海水的空间，并且海水可以没过曝气管；在保温箱体B上设置海水输入管，海水输入管的一端设置在位于最上方的一层冷凝水槽的上方，可以将输入的海水直接加入位于最上方的一层冷凝水槽内，在每层冷凝水槽的底部设置防满溢水管，每层冷凝水槽的防满溢水管的上端低于该层冷凝水槽的槽口，每层冷凝水槽的防满溢水管的下端伸入到下方相临的一层冷凝水槽内，位于最下方一层冷凝水槽的防满溢水管的下端指向保温箱体B的底部即可，海水输入管可以依次向每层冷凝水槽内加水后再通过最下层的防满溢水管向保温箱体B的底部加水，冷凝水槽内的海水被预热的同时能使冷凝水槽降温，加快冷凝速度；海水输入管的另一端与供水装置连接，供水装置可以是高位水箱或水泵等任何现有的可以供海水的装置，在供水装置上设置自动或手动阀门控制保温箱体B底部的海水水位；海水输出管与浓海水存储容器连接，海水输入管经过淡水存储容器和浓海水存储容器的内部，可以利用浓海水和淡水的余温对输入的海水进行初步预热，海水输入管经过淡水存储容器和浓海水存储容器的部分为螺旋形状，增大预热面积；在淡水存储容器和浓海水存储容器上均设置有放水管及阀门。

本发明的有益效果为：热能利用率高，适于普遍推广使用。

附图说明：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是太阳能空气加热装置的密封盖板打开状态示意图；

图3是保温箱体B的内部示意图；

图4是图3的正视图；

图5是图3中海水蒸发装置的示意图；

图6是图3中蒸气冷凝回收装置的示意图；

图7是图6的侧视图；

图8是淡水存储容器和浓海水存储容器的内部示意图。

具体实施方式：

参照图1至图8，一种新型太阳能海水淡化装置，它包含太阳能空气加热装置1、海水蒸发装置2和蒸气冷凝回收装置3，由太阳能空气加热装置1所加热的空气对海水进行加热使海水快速蒸发，再利用蒸气冷凝回收装置3对水蒸气进行冷凝回收；

太阳能空气加热装置1包含保温箱体A1-1，在保温箱体A1-1的内侧底部设置有吸热板1-2，由吸热板1-2加热保温箱体A1-1内的空气，保温箱体A1-1的侧壁的内表面采用反光表面，可以将照射到侧壁上的太阳光反射到吸热板1-2上，能更充分的利用太阳能，在保温箱体A1-1的相对两侧分别设置有进气口1-3和出气口1-4，在保温箱体A1-1内设置有多块透明隔板1-5将保温箱体A1-1内分隔成S型通道1-6，在位于S型通道1-6一端的保温箱体A1-1上设置有进气口1-3，在位于S型通道1-6另一端的保温箱体A1-1上设置有出气口1-4，使空气由进气口1-3进入保温箱体A1-1后可以被吸热板1-2更充分的加热以后再由出气口1-4流出，在保温箱体A1-1的上侧设置有透明的密封盖板1-7，让太阳辐射可以透过并使保温箱体A1-1成为一个密闭温室，减少热能损失；

海水蒸发装置2包含保温箱体B2-1，在保温箱体B2-1的底部设置有曝气管2-2，曝气管2-2通过输气管2-2-1与太阳能空气加热装置1的出气口1-4连接，在输气管2-2-1上设置有向曝气管2-2充气的气泵2-2-2，由曝气管2-2输出热空气对加入到保温箱体B2-1底部的海水进行加热，在曝气管2-2周围设置有棉、毛、丝、麻、化纤等纺织的毛细织物2-3，由于曝气管2-2为带有许多小孔的管道，热空气通过小孔会以较大的气泡形式冒出，而毛细织物2-3上的气孔更细小，细小的气泡增大了蒸发面积，使热空气与海水的换热效率更高，保温箱体B2-1能保持温度，减少热量的损失；在保温箱体B2-1上设置有倾斜的盖板2-4，因为盖板2-4也会起到冷凝作用，倾斜的盖板2-4上冷凝的水滴更容易被聚集回收；在保温箱体B2-1的底部设置海水输出管2-5用来排放浓海水，海水输出管2-5上设置有自动或手动阀门控制浓海水的排放；

蒸气冷凝回收装置3包含设置在保温箱体B2-1内部的冷凝水槽3-1，冷凝水槽3-1为一层或一层以上，冷凝水槽3-1的底面为W形折皱形状，可以增大冷凝面积，在冷凝水槽3-1底部的每个尖角下方设置有V形淡水收集槽3-2，V形淡水收集槽3-2倾斜设置，使收集到的淡水容易流出，沿保温箱体B2-1侧壁设置一周淡水聚集槽3-3，V形淡水收集槽3-2的低端设置在淡水聚集槽3-3的上方，使V形淡水收集槽3-2收集的淡水以及盖板2-4和保温箱体B2-1侧壁凝结的少量淡水都能流到淡水聚集槽3-3内，在淡水聚集槽3-3底部设置淡水输送管3-4与淡水存储容器3-5连接，淡水存储容器3-5设置在保温箱体B2-1的外部；淡水聚集槽3-3设置在高于曝气管2-2的位置，使淡水聚集槽3-3与保温箱体B2-1的底面之间留有存储海水的空间，并且海水可以没过曝气管2-2；在保温箱体B2-1上设置海水输入管3-6，海水输入管3-6的一端设置在位于最上方的一层冷凝水槽3-1的上方，可以将输入的海水直接加入位于最上方的一层冷凝水槽3-1内，在每层冷凝水槽3-1的底部设置防满溢水管3-1-1，每层冷凝水槽3-1的防满溢水管3-1-1的上端低于该层冷凝水槽3-1的槽口，每层冷凝水槽3-1的防满溢水管3-1-1的下端伸入到下方相临的一层冷凝水槽3-1内，位于最下方一层冷凝水槽3-1的防满溢水管3-1-1的下端指向保温箱体B2-1的底部即可，海水输入管3-6可以依次向每层冷凝水槽3-1内加水后再通过最下层的防满溢水管3-1-1向保温箱体B2-1的底部加水，冷凝水槽3-1内的海水被预热的同时能使冷凝水槽3-1降温，加快冷凝速度；海水输入管3-6的另一端与供水装置3-7连接，供水装置3-7可以是高位水箱或水泵等任何现有的可以供海水的装置，在供水装置3-7上设置自动或手动阀门控制保温箱体B2-1底部的海水水位；海水输出管2-5与浓海水存储容器3-8连接，海水输入管3-6经过淡水存储容器3-5和浓海水存储容器3-8的内部，可以利用浓海水和淡水的余温对输入的海水进行初步预热，海水输入管3-6经过淡水存储容器3-5和浓海水存储容器3-8的部分为螺旋形状，增大预热面积；在淡水存储容器3-5和浓海水存储容器3-8上均设置有放水管及阀门。

Claims (4)

1.一种新型太阳能海水淡化装置，其特征在于它包含太阳能空气加热装置(1)、海水蒸发装置(2)和蒸气冷凝回收装置(3)；

太阳能空气加热装置(1)包含保温箱体A(1-1)，在保温箱体A(1-1)的内侧底部设置有吸热板(1-2)，保温箱体A(1-1)的侧壁的内表面采用反光表面，在保温箱体A(1-1)的相对两侧分别设置有进气口(1-3)和出气口(1-4)，在保温箱体A(1-1)的上侧设置有透明的密封盖板(1-7)；

海水蒸发装置(2)包含保温箱体B(2-1)，在保温箱体B(2-1)的底部设置有曝气管(2-2)，曝气管(2-2)通过输气管(2-2-1)与太阳能空气加热装置(1)的出气口(1-4)连接，在输气管(2-2-1)上设置有向曝气管(2-2)充气的气泵(2-2-2)；在保温箱体B(2-1)上设置有倾斜的盖板(2-4)；在保温箱体B(2-1)的底部设置海水输出管(2-5)，海水输出管(2-5)上设置有自动或手动阀门；

蒸气冷凝回收装置(3)包含设置在保温箱体B(2-1)内部的冷凝水槽(3-1)，冷凝水槽(3-1)为一层或一层以上，冷凝水槽(3-1)的底面为W形折皱形状，在冷凝水槽(3-1)底部的每个尖角下方设置有V形淡水收集槽(3-2)，V形淡水收集槽(3-2)倾斜设置，沿保温箱体B(2-1)侧壁设置一周淡水聚集槽(3-3)，V形淡水收集槽(3-2)的低端设置在淡水聚集槽(3-3)的上方，在淡水聚集槽(3-3)底部设置淡水输送管(3-4)与淡水存储容器(3-5)连接，淡水存储容器(3-5)设置在保温箱体B(2-1)的外部；淡水聚集槽(3-3)设置在高于曝气管(2-2)的位置；在保温箱体B(2-1)上设置海水输入管(3-6)，海水输入管(3-6)的一端设置在位于最上方的一层冷凝水槽(3-1)的上方，在每层冷凝水槽(3-1)的底部设置防满溢水管(3-1-1)，每层冷凝水槽(3-1)的防满溢水管(3-1-1)的上端低于该层冷凝水槽(3-1)的槽口，每层冷凝水槽(3-1)的防满溢水管(3-1-1)的下端伸入到下方相临的一层冷凝水槽(3-1)内，位于最下方一层冷凝水槽(3-1)的防满溢水管(3-1-1)的下端指向保温箱体B(2-1)的底部；海水输入管(3-6)的另一端与供水装置(3-7)连接，在供水装置(3-7)上设置自动或手动阀门；在淡水存储容器(3-5)上设置有放水管及阀门。

2.如权利要求1所述一种新型太阳能海水淡化装置，其特征在于在保温箱体A(1-1)内设置有多块透明隔板(1-5)将保温箱体A(1-1)内分隔成S型通道(1-6)，在位于S型通道(1-6)一端的保温箱体A(1-1)上设置有进气口(1-3)，在位于S型通道(1-6)另一端的保温箱体A(1-1)上设置有出气口(1-4)。

3.如权利要求1所述一种新型太阳能海水淡化装置，其特征在于在曝气管(2-2)周围设置有棉或毛、丝、麻、化纤纺织的毛细织物(2-3)。

4.如权利要求1所述一种新型太阳能海水淡化装置，其特征在于海水输出管(2-5)与浓海水存储容器(3-8)连接，海水输入管(3-6)经过淡水存储容器(3-5)和浓海水存储容器(3-8)的内部，海水输入管(3-6)经过淡水存储容器(3-5)和浓海水存储容器(3-8)的部分为螺旋形状；在浓海水存储容器(3-8)上设置有放水管及阀门。