CN110143634A - 一种基于太阳能的海水脱盐处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,涉及海水淡化技术领域,包括壳体、蒸馏容器、蒸馏组件以及太阳能电池组件,所述太阳能电池组件安装于壳体的上部并倾斜设置,太阳能电池组件用于为热泵、循环风机供电,本发明借助于蒸馏组件实现了海水的蒸馏淡化过程,采用热泵提供热源将海水蒸发,再经冷凝器将潮湿的空气冷凝下来,形成淡水,热泵的电能由太阳能电池组件提供,从而充分利用了太阳能源,且热泵本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合,实现了海水的节能淡化处理。
Description
技术领域
本发明属于海水淡化技术领域,具体涉及一种基于太阳能的海水脱盐处理装置。
背景技术
海水淡化即利用海水脱盐生产淡水,其是实现水资源利用的开源增量技术,可以增加淡水总量,且不受时空和气候影响,可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。
如今所用的海水淡化方法有海水冻结法、电渗析法、蒸馏法、反渗透法、以及碳酸铵离子交换法,目前应用反渗透膜法及蒸馏法是市场中的主流。目前对于蒸馏法,有太阳能蒸馏技术以及低温多效蒸馏淡化技术,前者由于需要设置多组水槽进行热蒸馏,占用空间较大,容易受到海面大风影响,后者需要设置多个水平设置的喷淋管,同样也占用空间,淡化效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,以解决上述提到的现有技术中导致的上述缺陷。
一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,包括壳体、蒸馏容器、蒸馏组件以及太阳能电池组件,壳体内盛有一定量的海水,所述蒸馏容器安装于壳体内并位于水面以下,所述蒸馏组件安装于壳体内,蒸馏组件包括热泵、热交换器以及冷凝器,所述热泵、热交换器以及冷凝器依次通过管道连接并构成热循环系统,蒸馏容器的顶部连接有排气管,排气管的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器,冷凝器还连接有进气管,进气管的上端连接有循环风机,所述循环风机安装于吸气罩内,蒸馏容器的底部安装有排水管,排水管外接至储水罐,储水罐连接有饮水净化器,所述壳体的侧面还连接有进水管,所述太阳能电池组件倾斜设置于壳体的上部,太阳能电池组件用于为热泵、循环风机供电,所述热交换器及空气扩散器均位于水面以下。
优选的,所述壳体的顶部可拆卸连接有顶盖。
优选的,所述壳体及蒸馏容器内均安装有水位传感器,所述排水管及进水管还连接有循环水泵。
优选的,所述空气扩散器包括集气室、喷嘴以及进气端,所述集气室为圆柱形的空心壳体结构,所述喷嘴有若干个且均安装于集气室的底部并与其内部连通,所述喷嘴上安装有单向阀,所述排气管与进气端连接。
优选的,所述热交换器与冷凝器之间的管道上、进水管上以及排水管上均安装有电磁阀。
优选的,所述壳体上还安装有溢流管。
优选的,所述吸气罩包括一圆台形的罩体,罩体的内顶面安装有所述的循环风机,罩体的侧壁开设有排气口,进气管穿过排气口并与循环风机的出风口连接至进气管。
优选的,所述壳体的底部连接有支撑件以实现其在海床的安装定位。
优选的,所述壳体由外壁、内壁以及绝缘层组成,所述绝缘层设于外壁和内壁之间,且外壁位于内壁的外侧。
本发明的优点在于:
(1)本发明借助于蒸馏组件实现了海水的蒸馏淡化过程,采用热泵提供热源将海水蒸发,再经冷凝器将潮湿的空气冷凝下来,形成淡水,热泵的电能由太阳能电池组件提供,从而充分利用了太阳能源,且热泵本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合,实现了海水的节能淡化处理;
(2)本发明的海水蒸馏淡化过程均在壳体内完成,易于实现装置的小型化,从而使其能够在海床上大面积推广成为了可能;
(3)本发明的经蒸馏冷凝后的淡水还需经过饮水净化器进行二次净化,使得淡水的质量更加符合要求,且海水的补充、淡水的抽离均可控,智能化程度高。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图。
图2为本发明的中壳体、太阳能电池组件及太阳能集热管部分的结构示意图。
图3为图2的主视图。
图4为图2的俯视图。
图5为本发明中空气扩散器的截面剖视图。
图6为本发明中壳体的截面剖视图。
其中,1-壳体,101-外壁,102-绝缘层,103-内壁,2-蒸馏组件,201-蒸馏容器,202-热泵,203-热交换器,204-冷凝器,3-太阳能电池组件,5-支撑板,6-温度传感器,7-排气管,8-进气管,9-吸气罩,10-循环风机,11-进水管,12-排水管,13-水位传感器,14-循环水泵,15-储水罐,16-饮水净化器,17-电磁阀,18-顶盖,19-支撑件,20-溢流管,21-空气扩散器,211-集气室,212-喷嘴,213-进气端。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1至图6所示,一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,包括壳体1、蒸馏容器201、蒸馏组件2以及太阳能电池组件3,壳体1内盛有一定量的海水,所述蒸馏容器201安装于壳体1内并位于水面以下,所述蒸馏组件2安装于壳体1内,蒸馏组件2包括热泵202、热交换器203以及冷凝器204,所述热泵202、热交换器203以及冷凝器204依次通过管道连接并构成热循环系统,蒸馏容器201的顶部连接有排气管7,排气管7的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器21,冷凝器204还连接有进气管8,进气管8的上端连接有循环风机10,所述循环风机10安装于吸气罩9内,蒸馏容器201的底部安装有排水管12,排水管12外接至储水罐15,储水罐15连接有饮水净化器16,所述壳体1的侧面还连接有进水管11,所述太阳能电池组件3倾斜设置于壳体1的上部,太阳能电池组件3并用于为热泵202、循环风机10供电,所述热交换器203及空气扩散器21均位于水面以下,所述壳体1的顶部可拆卸连接有顶盖18,顶盖18的设计主要便于实现壳体1内部的一些设备的保养和维护。
在本实施例中,所述壳体1及蒸馏容器201内均安装有水位传感器13,所述排水管12及进水管11还连接有循环水泵14,水位传感器13的安装位置根据需要设置,当壳体1内的水位达到设定值时,提示海水不足,则利用利用进水管11处的循环水泵14向壳体1内泵入海水;当蒸馏容器201内的水位达到设定值时,提示淡水较多,则利用排水管12处的循环水泵14将其内的淡水抽离。
在本实施例中,所述空气扩散器21包括集气室211、喷嘴212以及进气端213,所述集气室211为圆柱形的空心壳体1结构,所述喷嘴212有若干个且均安装于集气室211的底部并与其内部连通,所述喷嘴212上安装有单向阀,所述排气管7与进气端213连接。由于设置的单向阀,海水不会出现反流,故可以保证集气室211内只有干燥的空气以及蒸馏组件2的的正常运行。
在本实施例中,所述热交换器与冷凝器204之间的管道上、进水管11上以及排水管12上均安装有电磁阀17,电磁阀17的作用在于根据需要实现相关管路的通断。
在本实施例中,所述壳体1上还安装有溢流管20,防止壳体1内的海水过多造成的损害。
在本实施例中,所述吸气罩9包括一圆台形的罩体,罩体的内顶面安装有所述的循环风机10,罩体的侧壁开设有排气口,进气管8穿过排气口并与循环风机10的出风口连接至进气管8。
在本实施例中,所述壳体1的底部连接有支撑件19以实现其在海床的安装定位,从而实现了海水淡化的就近处理,设备安装的灵活性高。
在本实施例中,所述壳体1由外壁101、内壁103以及绝缘层102组成,所述绝缘层102设于外壁101和内壁103之间,且外壁101位于内壁103的外侧。保证了壳体1内部的一些电气设备使用的安全性
本发明的工作过程及原理:热泵202将空气压缩产生热量,经热交换器203将海水加热并蒸馏,这样,带有淡水的空气会被吸入到吸气罩9内,经进气管8进入到蒸馏容器201内,由于在蒸馏容器201内设置的冷凝器204,故蒸汽会被冷凝,淡水掉落至蒸馏容器201的下部,干燥的空气再经蒸馏容器201顶部设置的排气管7进入到空气扩散器21内,空气再次被加湿并夹带蒸汽进入到吸气罩9内,如此循环。冷凝器204内循环有液态的低温低压制冷剂,能够将水蒸汽冷凝成液态的淡水,被加热后的液态制冷剂再返回至热泵202内形成一个循环。
本发明的壳体1内位于水面上方还可设置温度传感器6,用于检测水蒸汽的温度,以判断热效率如何。
基于上述,本发明借助于蒸馏组件2实现了海水的蒸馏淡化过程,采用热泵202提供热源将海水蒸发,再经冷凝器204将潮湿的空气冷凝下来,形成淡水,热泵202的电能由太阳能电池组件3提供,从而充分利用了太阳能源,且热泵202本身也作为一种充分利用低品位热能的高效节能装置与太阳能结合,实现了海水的节能淡化处理。
由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于,包括壳体(1)、蒸馏容器(201)、蒸馏组件(2)以及太阳能电池组件(3),壳体(1)内盛有一定量的海水,所述蒸馏容器(201)安装于壳体(1)内并位于水面以下,所述蒸馏组件(2)安装于壳体(1)内,蒸馏组件(2)包括热泵(202)、热交换器(203)以及冷凝器(204),所述热泵(202)、热交换器(203)以及冷凝器(204)依次通过管道连接并构成热循环系统,蒸馏容器(201)的顶部连接有排气管(7),排气管(7)的另一端连接有用于将空气分流的空气扩散器(21),冷凝器(204)还连接有进气管(8),进气管(8)的上端连接有循环风机(10),所述循环风机(10)安装于吸气罩(9)内,蒸馏容器(201)的底部安装有排水管(12),排水管(12)外接至储水罐(15),储水罐(15)连接有饮水净化器(16),所述壳体(1)的侧面还连接有进水管(11),所述太阳能电池组件(3)倾斜设置于壳体(1)的上部,太阳能电池组件(3)用于为热泵(202)、循环风机(10)供电,所述热交换器(203)及空气扩散器(21)均位于水面以下。
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述壳体(1)的顶部可拆卸连接有顶盖(18)。
3.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述排水管(12)及进水管(11)还连接有循环水泵(14),所述壳体(1)及蒸馏容器(201)内均安装有水位传感器(13)。
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述空气扩散器(21)包括集气室(211)、喷嘴(212)以及进气端(213),所述集气室(211)为圆柱形的空心壳体(1)结构,所述喷嘴(212)有若干个且均安装于集气室(211)的底部并与其内部连通,所述喷嘴(212)上安装有单向阀,所述排气管(7)与进气端(213)连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述热交换器与冷凝器(204)之间的管道上、进水管(11)上以及排水管(12)上均安装有电磁阀(17)。
6.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述壳体(1)上还安装有溢流管(20)。
7.根据权利要求1所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述吸气罩(9)包括一圆台形的罩体,罩体的内顶面安装有所述的循环风机(10),罩体的侧壁开设有排气口,进气管(8)穿过排气口并与循环风机(10)的出风口连接至进气管(8)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述壳体(1)的底部连接有支撑件(19)以实现其在海床的安装定位。
9.根据权利要求7或8所述的一种基于太阳能的海水脱盐处理装置,其特征在于:所述壳体(1)由外壁(101)、内壁(103)以及绝缘层(102)组成,所述绝缘层(102)设于外壁(101)和内壁(103)之间,且外壁(101)位于内壁(103)的外侧。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190820 |