CN107777744A - 太阳能海水淡化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能海水淡化系统，通过真空管太阳能集热器阵列加热海水到特定温度，然后在此基础上通过太阳能电池板阵列产生的电能再次加热高压海水，形成高压高温水流，在蒸发罐中将高温高压水流喷雾形成过热蒸汽，经常温海水冷却后形成淡水，蒸发后的过浓海水将直接用于制造提取工业盐和其他物质。本发明不需要除太阳能外其他外来的能量输入，不仅能产生纯净的淡水，而且还可以将浓海水用于制盐和其他化工。由于蒸汽温度高，淡化效率也高。系统采用微电脑控制，可无人值守运行。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能利用和海水淡化领域，是一种太阳能海水淡化系统与装置。
背景技术
市场上现有的太阳能海水淡化系统大部分为常压下加热，通过其他复杂的装置，如蒸发、低压、真空等来进行提高海水淡化的效率。多数太阳能海水淡化装置还需要额外的能源。市场上常用太阳能海水淡化系统的一次淡化率还很低。
随着淡水的缺乏，人均可利用淡水资源越来越少，急需一种结构简单，且完全不需除太阳能源外的其他能源的海水淡化装置与系统来缓解部分地区的用水困难并提高制盐效率。
发明内容
本发明是为解决提高太阳能海水淡化装置的海水淡化效率和完全不需要除太阳能外的其他能源的技术问题而提供的一种太阳能海水淡化系统。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳能海水淡化系统包括海水储罐、太阳能真空管集热器阵列、高压水泵、电加热罐、蒸发冷凝器、太阳能电池阵列和系统控制器及淡水储水罐等装置。
其主要过程是：储水罐中的常温海水进入蒸发冷凝器用于蒸汽冷却，在吸收高温高压蒸汽产生的热量后进入太阳能真空管集热器阵列，通过吸收太阳光能进行加热，在加热到接近沸点的温度时，通过系统控制器控制信号，高压水泵将海水加压到一个大气压以上的高压，这时再通过太阳能电池板阵列产生的电力在电加热罐中对高温海水进行再次电加热。将高压海水加热到高于常压下海水沸点的高温后，高温高压的海水进入到冷凝罐中进行喷射蒸发。由于蒸发时的温度高压力大，分离淡水（蒸汽）和盐水可更彻底高效。产生的纯水可以供人们生活和工业使用，产生的浓盐水可以直接进入到盐田进行盐业生产和其他物质的提取。
本发明的有益效果：
本发明与现有的技术相比，具有如下的技术特点：
1．通过太阳能真空管集热器阵列可以较高的提高太阳能常压下加热的效率。
2．通过太阳能电池阵列的电能将接近沸点的海水再进行高压下加热，可以大大的提高海水蒸发时的温度，提高了淡水转化效率。
3．整个系统完全不需其他外来电源，系统控制器的电源也是通过太阳能电池对蓄电池充电获得。
4. 系统控制器是由微电脑芯片做主要控制芯片，通过对太阳能强弱，水温，水压等信号的计算，再通过对水泵，加热系统，蒸发系统等阀门和电源开关的控制可大大提高海水淡化的效率，而且不用人工干预，可进行无人生产。
5.该发明先利用太阳能真空管集热器阵列常压下加热海水，充分利用了太阳能真空管太阳能转换效率高的特点，保证了大部分太阳能吸收通过常压下解决。通过太阳能电池阵列的电能再次加热海水，巧妙运用了电能易于控制，可高压加热的特点，克服了普通太阳能真空管集热器不适合高压高温的问题。
附图说明：
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面，通过实施例并结合附图对本发明做进一步阐述，但本发明权利要求并不受本实施例的限制。
如图1所示，本发明的太阳能海水淡化系统，包括海水储罐（1）、太阳能真空管集热器阵列（3）、高压水泵（4）、电加热罐（5）、蒸发冷凝器（6）、太阳能电池阵列（2）和系统控制器（9）及淡水泵（7）和淡水储水罐（8）等。
海水储罐（1）中的常温海水作为蒸发冷凝器（6）的循环冷却媒介，将高温高压蒸汽冷却得到纯净淡水，同时也吸收热量使自身温度得到提高。
随后在系统中通过海水储罐（1）的压力自动进入到太阳能真空管集热器阵列（3）中，通过太阳光照进一步提高海水的温度，系统的太阳能真空管集热器阵列的数量与当地光照强度及淡化产量有关，一般要保证系统循环运行时海水温度达到85摄氏度以上。
系统控制器（9）会定时的采集太阳能真空管集热器阵列（3）中的海水温度，也同时采集太阳能电池阵列（2）的电压情况（太阳光照强度），在达到条件的时候，启动高压水泵（4）将太阳能真空管集热器阵列（3）中的海水加压到一个大气压以上泵入电加热罐（5）中。此时，将利用太阳能电池阵列（2）的太阳能转化的电能对高压海水进行进一步加热，由于压力大于一个大气压，因此此时海水温度将大于海水在常压下的沸点，一般要大于100摄氏度。
太阳能电池阵列（2）的数量也是与光照强度及淡化产量相关，一般要保证在工作时电加热海水温度100摄氏度以上。
经过电加热罐（5）加热后的高温高压海水将在系统控制器（9）的电阀门控制下在蒸发冷凝器（6）中进行喷射喷雾蒸发并受到来自海水储罐（1）中常温海水的冷却，形成淡水后经淡水泵（7）泵入淡水储水罐（8），没有蒸发的浓海水（盐水）将自动排出进一步加工或制盐。
本系统将海水进行了三次加热，第一次是蒸汽冷却热交换，第二次是太阳能常压加热，第三次是高压下电加热至高温，这样提高了海水蒸发温度，从而使海水汽化程度大大提高，自然提高了海水淡化效率。
因为第二次加热中采用了太阳能真空管集热器阵列加热海水，大大提高了太阳能转换利用效率，且由于此段加热是海水淡化系统最大耗能的阶段，也就保证了本系统的总利用效率是高的。
Claims (4)
1.一种太阳能海水淡化系统，包括海水储罐（1）、太阳能真空管集热器阵列（3）、高压水泵（4）、电加热罐（5）、蒸发冷凝器（6）、太阳能电池阵列（2）和系统控制器（9）及淡水储水罐（8），其特征在于海水储罐（1）中的海水通过蒸发冷凝器（6）中过热蒸汽冷凝过程得到第一次加温，然后再送到真空管集热器阵列（3）进行二次加热，加热到接近海水沸点的温度，在系统控制器（9）的控制下，通过高压水泵（4）进入电加热罐（5），通过太阳能电池阵列（2）的电力进行第三次加热，经过加热以后的高温高压海水进入到蒸发冷凝器（6），过热的蒸汽碰到冷凝环境将凝结为淡水，通过水泵（7）提入淡水储水罐（8）保存，剩下的浓海水将通过分流阀进入下一工序做进一步处理。
2.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于通过太阳能电池阵列（2）产生的电力进行再次电加热。
3.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于将通过高压水泵（4）将海水以超过一个大气压以上的高压泵入电加热罐（5）产生过热的海水有利于汽化并提高淡化效率。
4.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于通过系统控制器（9）来控制水泵的运转和各种阀门的开启，确保在太阳能充足的情况下，且达到相当的温度时才执行系统的淡化，用以保证无论太阳能量如何都能正确工作。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109179844A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-11 | 广东大粤新能源科技股份有限公司 | 一种太阳能加热装置及具有该装置的盐水分离装置 |
| CN109354095A (zh) * | 2018-12-13 | 2019-02-19 | 福建工程学院 | 智能太阳能水三相法海水淡化装置 |
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