CN108975436A - 一种太阳能海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能海水淡化系统，包括浮力装置，浮力装置上设有蒸发装置和将海水输送至蒸发装置内的泵水装置，蒸发装置连接有淡水容器，蒸发装置包括外罩和安装于外罩内的海水容器，外罩和海水容器的上部均设有凸透镜，海水容器的顶部开设有蒸汽出口。此太阳能海水淡化系统，通过蒸发装置的外罩上部的凸透镜和海水容器上部的凸透镜两次聚光，将太阳光聚集于海水容器内，加热蒸发海水容器内的海水，水蒸气从顶部的蒸汽出口挥发至海水容器外，水蒸气在外罩内冷凝形成淡水，从而实现海水的淡化，充分利用太阳能，功耗低，此发明用于海水淡化技术领域。

Description

一种太阳能海水淡化系统

技术领域

本发明涉及海水淡化技术领域，特别是涉及一种太阳能海水淡化系统。

背景技术

目前全世界的淡水资源仅占其总水量的2.5％，其中70％以上被冻结在南极和北极的冰盖中，加上难以利用的高山冰川和永冻积雪，有86％的淡水资源难以利用。人类真正能够利用的淡水资源是江河湖泊和地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26％。目前，全世界有1/6的人口、约10亿多人缺水。专家估计，到2025年世界缺水人口将超过25亿。我国是缺水较严重的国家，被联合国列为13个贫水国之一。目前，我国正常年份缺水量近400亿立方米左右，其中灌溉缺水约300亿立方米左右。全国660多个城市中，有400多个城市缺水，其中108个为严重缺水城市。因此如何解决淡水资源短缺将是可持续发展过程中的重大课题。

海水淡化是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。目前，海水淡化装置主要有蒸馏式、反渗透式、电渗析式等，应用最广的为蒸馏式，热源主要由电能、热水、蒸汽以及燃气轮机排气中的废热，常用蒸馏式海水淡化装置主要以柴油机冷却水货蒸汽作为热源进行海水淡化，其使用条件受主机工作情况限制，只有主动力装置工作时才能进行海水淡化，而且系统复杂、不易于管理，成本高，消耗大量能源。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能海水淡化系统，充分利用太阳能，功耗低。

本发明所采取的技术方案是：

一种太阳能海水淡化系统，包括浮力装置，浮力装置上设有蒸发装置和将海水输送至蒸发装置内的泵水装置，蒸发装置连接有淡水容器，蒸发装置包括外罩和安装于外罩内的海水容器，外罩和海水容器的上部均设有凸透镜，海水容器的顶部开设有蒸汽出口。

进一步作为本发明技术方案的改进，海水容器包括容器上部和容器下部，容器上部和容器下部通过螺纹连接，容器上部和外罩均呈半球形。

进一步作为本发明技术方案的改进，泵水装置包括水泵，水泵的进水口和出水口分别连接有进水管和出水管，进水管伸入海水中，出水管与海水容器连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，水泵的出水口还连接有冷凝管，冷凝管有若干条，冷凝管铺设于外罩底部，冷凝管呈螺旋状，冷凝管的尾端伸入海水中。

进一步作为本发明技术方案的改进，海水容器的底部设有压力传感器，还包括控制水泵工作的启动器，启动器与压力传感器电连接。

进一步作为本发明技术方案的改进，海水容器上设有溢流口，溢流口连接有溢流管，溢流管伸入海水中。

进一步作为本发明技术方案的改进，海水容器内设有搅拌器，还包括控制搅拌器和泵水装置工作的定时器。

进一步作为本发明技术方案的改进，外罩的中部位置设有安全口。

进一步作为本发明技术方案的改进，浮力装置包括浮板和安装于浮板底部两端的浮筒，淡水容器包括安装于两浮筒之间的的若干相互并列且相互连通的储水桶，外罩底部与其中一个储水桶之间连接有淡水输入管，各储水桶上设有取水口。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括供电装置，供电装置包括太阳能电板和蓄电池。

本发明的有益效果：此太阳能海水淡化系统，通过蒸发装置的外罩上部的凸透镜和海水容器上部的凸透镜两次聚光，将太阳光聚集于海水容器内，加热蒸发海水容器内的海水，水蒸气从顶部的蒸汽出口挥发至海水容器外，水蒸气在外罩内冷凝形成淡水，从而实现海水的淡化，充分利用太阳能，功耗低。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例的结构示意图。

具体实施方式

参照图1，本发明为一种太阳能海水淡化系统，包括浮力装置1，浮力装置1上设有蒸发装置2和将海水输送至蒸发装置2内的泵水装置3，蒸发装置2连接有淡水容器4，蒸发装置2包括外罩21和安装于外罩21内的海水容器22，外罩21和海水容器22的上部均设有凸透镜26，海水容器22的顶部开设有蒸汽出口23。

此太阳能海水淡化系统，通过浮力装置1将整个装置浮于海面上，泵水装置3将海水输送至蒸发装置2，蒸发装置2将海水蒸发再冷凝从而实现海水的淡化。通过蒸发装置2的外罩21上部的凸透镜26和海水容器22上部的凸透镜26两次聚光，将太阳光聚集于海水容器22内，加热蒸发海水容器22内的海水，水蒸气从顶部的蒸汽出口23挥发至海水容器22外，水蒸气在外罩21内冷凝形成淡水，从而实现海水的淡化，充分利用太阳能，功耗低。

蒸发装置2的外罩21上部的凸透镜26第一次聚光，太阳光聚集于海水容器22的上部，再通过海水容器22上部的凸透镜26第二次聚光，太阳光聚集于海水容器22内。外罩21体积较大，其上部的凸透镜26可聚集大量的太阳光，海水容器22上部的凸透镜26进一步将太阳光聚集于外罩21内相对较小的海水容器22内，太阳光聚集产生大量热量，大大提高海水的蒸发效率。

外罩21和海水容器22的材料采用钢化玻璃。

作为本发明优选的实施方式，浮力装置1包括浮板11和安装于浮板11底部两端的浮筒12，浮板11采用泡沫或其他浮力较强的材料制作，浮筒12为圆柱体容器，两端完全封闭以提供浮力。淡水容器4包括安装于两浮筒12之间的的若干相互并列且相互连通的储水桶41，外罩21底部与其中一个储水桶41之间连接有淡水输入管，各储水桶41上设有取水口。蒸发装置2产生的淡水流入储水桶41中，当储水桶41中的淡水未满时，储水桶41与浮筒12、浮板11共同为整个装置提供浮力。

储水桶41起到储存淡水以及提供浮力的作用，储水桶41和浮筒12安装于浮板11的底部，保证整个装置的稳定性，可承受较大的风浪而不侧翻，蒸发装置2安装于浮板11的上部，整个装置结构紧凑而稳定。

作为本发明优选的实施方式，海水容器22包括容器上部和容器下部，容器上部和容器下部通过螺纹连接，容器上部和外罩21均呈半球形，可实现360°聚光，太阳光聚集于海水容器22的容器下部并产生大量热量。容器上部和容器下部分开制造成型，便于加工。

作为本发明优选的实施方式，泵水装置3包括水泵31，水泵31的进水口和出水口分别连接有进水管和出水管，进水管伸入海水中，出水管与海水容器22连接。

作为本发明优选的实施方式，水泵31的出水口还连接有冷凝管32，冷凝管32有若干条，冷凝管32铺设于外罩21底部，冷凝管32呈螺旋状，冷凝管32的尾端伸入海水中。冷凝管32可加快外罩21内水蒸气的冷凝速度，从而提高海水淡化的效率。冷凝管32呈螺旋状，可大大增加与水蒸气的接触面积，提高冷凝速度。

作为本发明优选的实施方式，海水容器22上设有溢流口，溢流口连接有溢流管24，溢流管24伸入海水中，溢流口和溢流管24可防止海水容器22中海水过多来不及蒸发导致海水从顶部的蒸汽出口23溢出而污染淡水。

作为本发明优选的实施方式，海水容器22内设有搅拌器6，还包括控制搅拌器6和泵水装置3工作的定时器61。海水容器22内长时间的海水蒸发，大量的盐垢析出会降低容器容量以及使用寿命，定时器61每隔一段时间启动搅拌器6和泵水装置3工作，海水在搅拌作用下，携带盐垢从溢流口和溢流管24流出，实现对海水容器22的清洗，防止盐垢滞留在海水容器22内。溢流管24的管径比水泵31的出水管的管径大2倍左右，防止海水容器22内进水速度大于排水速度而影响排水。搅拌器6可采用螺旋桨等结构。

作为本发明优选的实施方式，海水容器22的底部设有压力传感器51，还包括控制水泵31工作的启动器52，启动器52与压力传感器51电连接。压力传感器51感应海水容器22内海水产生的压力，当压力小于或大于压力设定值便将信号传输到启动器52，启动器52控制水泵31启动或停止。压力传感器51通过感应压力间接反应海水容器22内的海水体积，海水不足时启动水泵31输入海水。水泵31间歇工作，有利于节省能源和延长水泵31的使用寿命。

作为本发明优选的实施方式，为了防止蒸发装置2长时间工作产生的淡水淹没海水容器22，外罩21上设有安全口25，安全口25孔径5cm左右，由虚掩橡胶片遮挡，起到保温但可以溢出淡水的功能。

作为本发明优选的实施方式，还包括供电装置，供电装置包括太阳能电板71和蓄电池72。太阳能电板71将阳光转化成电能，蓄电池72储存电能，并为水泵31和搅拌器6等供电。采用太阳能电板71，有利于节约能源。

作为本发明优选的实施方式，浮板11上设有固定环8，通过固定环8将整个装置固定在海面航标或者自带抛锚装置上。根据需求固定本装置在海面上的任何位置，节约陆地空间，还具有为海上航行提供淡水的功能，集使用、救急等于一身。

本装置结构简单，造价低廉，淡水容量大，充分利用了太阳能，功耗低。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种太阳能海水淡化系统，其特征在于：包括浮力装置(1)，所述浮力装置(1)上设有蒸发装置(2)和将海水输送至所述蒸发装置(2)内的泵水装置(3)，所述蒸发装置(2)连接有淡水容器(4)，所述蒸发装置(2)包括外罩(21)和安装于所述外罩(21)内的海水容器(22)，所述外罩(21)和海水容器(22)的上部均设有凸透镜(26)，所述海水容器(22)的顶部开设有蒸汽出口(23)。

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：所述海水容器(22)包括容器上部和容器下部，所述容器上部和容器下部通过螺纹连接，所述容器上部和外罩(21)均呈半球形。

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：所述泵水装置(3)包括水泵(31)，所述水泵(31)的进水口和出水口分别连接有进水管和出水管，所述进水管伸入海水中，所述出水管与海水容器(22)连接。

4.根据权利要求3所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述水泵(31)的出水口还连接有冷凝管(32)，所述冷凝管(32)有若干条，所述冷凝管(32)铺设于外罩(21)底部，所述冷凝管(32)呈螺旋状，所述冷凝管(32)的尾端伸入海水中。

5.根据权利要求3所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述海水容器(22)的底部设有压力传感器(51)，还包括控制所述水泵(31)工作的启动器(52)，所述启动器(52)与所述压力传感器(51)电连接。

6.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述海水容器(22)上设有溢流口，所述溢流口连接有溢流管(24)，所述溢流管(24)伸入海水中。

7.根据权利要求6所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述海水容器(22)内设有搅拌器(6)，还包括控制所述搅拌器(6)和泵水装置(3)工作的定时器(61)。

8.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述外罩(21)的中部位置设有安全口(25)。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述浮力装置(1)包括浮板(11)和安装于所述浮板(11)底部两端的浮筒(12)，所述淡水容器(4)包括安装于两所述浮筒(12)之间的的若干相互并列且相互连通的储水桶(41)，所述外罩(21)底部与其中一个储水桶(41)之间连接有淡水输入管，各所述储水桶(41)上设有取水口。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：还包括供电装置，所述供电装置包括太阳能电板(71)和蓄电池(72)。