CN106348370B - 一种节能紧凑型淡水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能紧凑型淡水装置,包括加热装置、第一级淡水装置和第二级淡水装置;第一级淡水装置包括第一水仓,第一水仓的底部设有末端带水泵的海水管,侧端上部设有第一冷凝管;第二级淡水装置包括第二水仓,第二水仓的顶部设有出气口,底部设有浓盐水管,侧端上部设有第二冷凝管;第一冷凝管、第二冷凝管、出气口、海水管、浓盐水管的末端各设有阀门;第一水仓的侧端底部与第二水仓连接;第一冷凝管穿过第二水仓,海水管穿过第二冷凝管;加热装置的加热器设置在第一水仓内。本发明的淡水装置,装置节能环保、效能比高,结构合理紧凑,在土地资源比较短缺、太阳辐射强且缺电的地方尤为适用。

Description

一种节能紧凑型淡水装置
技术领域
本发明涉及一种淡水装置,具体涉及一种节能紧凑型淡水装置。
背景技术
我国是海洋大国,海岸线漫长,拥有众多岛礁,海水淡化是解决海岛水资源短缺的根本途径。
现有海水淡化技术主要有三种方式:一是反渗透法;二是多级闪蒸法;三是多效蒸馏法。反渗透法需要高压泵、反渗透膜、换热器、冷凝器等部件,因而系统复杂,初投资成本较高;多级闪蒸法需要较低的压力,多效蒸馏法需要较高的温度,因此需要消耗大量的电能。自然真空海水淡化法利用大气压力和虹吸原理,使液体在装置内流动起来并进行海水淡化,且结构紧凑,可以以楼房、灯塔、船只甲板等现有建筑物为依托进行建造。
自然真空海水淡化已有相关专利的报道。申请日为2010年5月18日,申请号为201010180209.2的发明专利利用太阳能进行自然真空海水淡化,结构简单,操作方便,提高了热效率并降低了投资成本。申请日为2015年1月15日,申请号为201520028570.1的发明专利利用太阳能和风能组合实现持续低温下真空闪蒸式海水淡化的目的。
现有发明专利仅有一级进行海水淡化,无法充分利用浓盐水中的余热以及蒸汽凝结潜热,效能比较低。
发明内容
为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种多效节能紧凑型海水淡化装置。
为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:
一种节能紧凑型淡水装置,包括加热装置、第一级淡水装置和第二级淡水装置;
所述第一级淡水装置包括第一水仓,所述第一水仓的底部设有末端带水泵的海水管,侧端上部设有第一冷凝管;水泵用于将海水输满第一水仓和第二水仓。
所述第二级淡水装置包括第二水仓,所述第二水仓的顶部设有出气口,底部设有浓盐水管,侧端上部设有第二冷凝管;出气口用于利用溢出的海水排空第一水仓和第二水仓内的空气。
所述第一冷凝管、第二冷凝管、出气口、海水管、浓盐水管的末端各设有阀门;
所述第一水仓的侧端底部与第二水仓连接;第一冷凝管穿过第二水仓,海水管穿过第二冷凝管;
所述加热装置的加热器设置在第一水仓内。为第一水仓内的海水提供蒸发所需热量。
上述第一水仓与第二水仓通过节流阀连接。
上述海水管穿过第二冷凝管的部分为螺旋管。
上述第二水仓与第二冷凝管之间设有风扇,风向第二冷凝管吹,为水蒸气降温的同时,加速水蒸汽在第二冷凝管内的流动,有利于真空中加速第二水仓的水汽的蒸发。
上述第二冷凝管穿过海水冷凝管。
进一步的,上述海水冷凝管的进水口设有水泵,穿过第二冷凝管的部分为螺旋管。
上述海水管的末端接海水池、第一冷凝管和第二冷凝管的末端接淡水池、浓盐水管的末端接浓盐水池。
上述加热装置为太阳能加热装置。便于在特殊环境下,方便汲取热能。
本发明的有益之处在于:本发明提供的一种节能紧凑型淡水装置,利用大气压强以及虹吸原理制造真空并提供动力,利用太阳能供热,减少了不可再生能源的消耗;通过采用两级自然真空海水淡化装置,在一级自然真空海水淡化装置的基础上又增加了一级自然真空海水淡化装置,以充分利用第一、二级蒸发所得蒸汽冷凝释放的潜热以及第一级蒸发所得浓盐水中的余热,提高了效能比。
本发明的淡水装置,装置节能环保、效能比高,装置利用竖直状态提供动力,垂直式的布局,结构合理紧凑,在土地资源比较短缺的地方,太阳辐射强且缺电的地方尤为适用,如船舶、岛礁房屋、灯塔等,可因地制宜地,以现有建筑物为基架建造。
附图说明
图1为本发明的一种节能紧凑型淡水装置的结构示意图。
附图中标记的含义如下:1、第一水仓,2、第一冷凝管,3、第二水仓,4、第二冷凝管,5、出气口,6、风扇,7、节流阀,8、加热装置,9、加热器,10、海水管,11、浓盐水管,12、海水冷凝管,13、水泵,14、水阀,15、海水池,16、淡水池,17、浓盐水池。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种节能紧凑型淡水装置,包括:底部设有末端连接海水池15且带水泵13的海水管10、侧端上部设有第一冷凝管2的第一水仓1,顶部设有出气口5、底部设有末端接浓盐水池17的浓盐水管11、侧端上部设有管口带风扇6的第二冷凝管4的第二水仓3,和加热器9设置在第一水仓1内的太阳能加热装置8。
第一水仓1的侧端底部通过节流阀7与第二水仓3连接。
第一冷凝管2穿过第二水仓3,末端连接淡水池16。
海水管10以螺旋管的方式穿过末端连接淡水池16的第二冷凝管4。
进水口带水泵13的海水冷凝管12以螺旋管的方式穿过第二冷凝管4。
第一冷凝管2、第二冷凝管4、出气口5、海水管10、浓盐水管11的末端各设有阀门。
装置开始运行前:
打开海水管10和出气口5的阀门,关闭第一冷凝管2、第二冷凝管4和浓盐水管11的阀门,开启海水管10水泵13,将海水从海水池15持续抽入,直至海水从排气口溢出。关闭海水管10和出气口5的阀门,同时关闭海水管10水泵13,并打开浓盐水管11上的阀门,由于重力的作用,浓盐水管11内的水位会下降并在第二水仓3内形成真空,接着打开海水管10上的阀门,由于重力的作用,海水管10内的水位会下降,在第一水仓1内自然地形成真空。
打开第一冷凝管2和第二冷凝管4的阀门,并调节海水管10和浓盐水管11的阀门的开度,使海水管10和浓盐水管11内的流量同时分别达到设计值,从而也使第二水仓3、第一水仓1内的压力和温度达到设计值。启动太阳能加热装置8,使其稳定地供热并使提供的热量达到设计值。这时装置开始稳定运行。
在调试时通过控制节流阀7的开度,可以调节第一水仓1和第二水仓3内液面间的高差。此高差不会影响第二水仓3、第二水仓3内的压力及温度,也不会影响海水管10、浓盐水管11、第一冷凝管2、第二冷凝管4的流量以及太阳能供热装置的供热量。
装置运行时:
海水自动地从海水池15通过海水管10进入第一水仓1。第一水仓1内的海水受加热器9的加热,部分汽化成为水蒸气进入第一冷凝管2,未蒸发的浓盐水通过节流阀78进入第二水仓3。
第二水仓3内的海水吸收第一冷凝管2内海水冷凝释放的潜热以及海水从第一水仓1进入第二水仓3降温释放的热量,而部分蒸发,水蒸气进入第二冷凝管4,剩余的浓盐水顺着浓盐水管11流入浓盐水池17。
第一冷凝管2内的水蒸气冷凝后顺着水管流入淡水池16。
第二冷凝管4内的水蒸气在风扇6的推动作用下首先通过海水管10的螺旋管部分,在将海水管10内海水预热到接近水蒸气温度的同时部分冷凝成淡水,其余未冷凝的水蒸气经过螺旋管时被冷凝成淡水,淡水顺着水管流入淡水池16。
海水经海水冷凝管12的水泵13抽至螺旋管内,用于冷凝第二冷凝管4内的部分水蒸气,经螺旋管吸热升温后的海水从海水冷凝管12的出口排出。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本发明,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,包括加热装置、第一级淡水装置和第二级淡水装置;
所述第一级淡水装置包括第一水仓,所述第一水仓的底部设有末端带水泵的海水管,侧端上部设有第一冷凝管;
所述第二级淡水装置包括第二水仓,所述第二水仓的顶部设有出气口,底部设有浓盐水管,侧端上部设有第二冷凝管;
所述第一冷凝管、第二冷凝管、出气口、海水管、浓盐水管的末端各设有阀门;
所述第一水仓的侧端底部与第二水仓连接;第一冷凝管穿过第二水仓,海水管穿过第二冷凝管;
所述加热装置的加热器设置在第一水仓内。
2.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述第一水仓与第二水仓通过节流阀连接。
3.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述海水管穿过第二冷凝管的部分为螺旋管。
4.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述第二水仓与第二冷凝管之间设有风扇,风向第二冷凝管吹。
5.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述第二冷凝管穿过海水冷凝管。
6.根据权利要求5所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述海水冷凝管的进水口设有水泵,穿过第二冷凝管的部分为螺旋管。
7.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述海水管的末端接海水池、第一冷凝管和第二冷凝管的末端接淡水池、浓盐水管的末端接浓盐水池。
8.根据权利要求1所述的一种节能紧凑型淡水装置,其特征在于,所述加热装置为太阳能加热装置。
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