CN110217844A - 一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，具有太阳能发电装置、风力发电装置、海水淡化器，太阳能发电装置和风力发电装置分别连接海水淡化器，海水淡化器中海水收集蒸发箱连接蒸气收集输送箱，蒸气收集输送箱连接冷凝装置箱，冷凝装置箱连接淡水收集箱，冷凝装置箱由多根冷凝管和蒸汽管道以及一套进出水管道组成，所述蒸气管道和进出水管道上分别安装有调节阀和泵。本发明充分利用可再生能源，可在阴天和无风情况下使用，能量利用率高，收集清洁的淡水，且可在海上实现水循环，亦可在陆地上使用。

Description

一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，更具体的，涉及一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统。

背景技术

世界上70％以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因此，可以充分利用海水淡化技术来生产淡水。所以，为解决沿海居民淡水缺乏问题，增加人类可用淡水总量，发展海水淡化技术变得尤为重要。现有技术中的利用可再生能源太阳能和风能的海水淡化装置有储能装置，可在无风、无太阳时工作，工作时间长，但前期海水收集和后期淡水收集的给排水结构不完善，利用海水和冷凝收集淡水的过程配合不紧密，造成能源实用转化效率不高，收集的淡水不够清洁，不能在海上实现水循环。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的前期海水收集和后期淡水收集的给排水结构不完善，利用海水和冷凝收集淡水的过程配合不紧密，造成能源实用转化效率不高，收集的淡水不够清洁，不能在海上实现水循环的问题，提供一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，本发明利用可再生能源太阳能和风能，环保节能，无污染，后期处理淡水装置水循环系统完善，可收集清洁的淡水，可在海上实现水循环，亦可在陆地上使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，包括太阳能发电装置、风力发电装置、海水淡化器，太阳能发电装置和风力发电装置分别连接海水淡化器，所述海水淡化器包括海水收集蒸发箱、蒸气收集输送箱、冷凝装置，所述的海水收集蒸发箱的上方连接蒸气收集输送箱，蒸气收集输送箱通过蒸气管道连接冷凝装置，冷凝装置连接淡水收集箱，所述冷凝装置的冷凝管一端通过蒸气管道连接蒸气收集输送箱，另一端通过淡水管道连接淡水收集箱；所述冷凝装置的进水管连接海水收集蒸发箱的海水通道主管，所述冷凝装置的出水管连接海水收集蒸发箱的排水管，所述的蒸气管道、淡水管道、海水通道主管、排水管、进水管以及出水管上安装有调节阀和泵。这样，有风时利用风力发电，有太阳时利用太阳发电，利用可再生能源淡化海水，海水收集蒸发箱收集海水，将海水蒸发之后蒸气上升到蒸气收集输送箱，蒸气收集输送箱将水蒸气通过抽气泵和调节阀快速地输送到冷凝装置，减少了蒸气在蒸气箱中的自动冷凝，冷凝装置设有多根冷凝管，加快冷凝效率，通过淡水管道输送到淡水管道收集，淡水管道上设有抽水泵和调节阀，可增加淡水的收集效率，不会发生冷凝速率快，收集速率跟不上的情况。冷凝装置连接海水收集蒸发箱的海水通道主管，为冷凝内管带走热量，海水通道主管上设有调节阀抽水泵，可控制进水速率，从而控制冷凝速率。

进一步的，所述的海水收集蒸发箱设在一立方体防水结构内，所述海水收集蒸发箱中设有第一加热管和第二加热管。这样，防水结构可以保证整个结构在下雨时的用电安全，加热管可以利用转换的能量加热将海水蒸发。

进一步的，所述立方体结构内还包括将直流电变为交流电的第一逆变器和第二逆变器、第一充电控制器和第二充电控制器、第一蓄电池和第二蓄电池；所述的风力发电装置连接所述第一逆变器、再通过含自恢复式保险丝的导线依次连接第一充电控制器和第一蓄电池，所述太阳能发电装置连接所述第二逆变器，再通过含自恢复式保险丝的导线依次连接第二充电控制器和第二蓄电池。充电控制器可控制充电电流的稳定性，并在感应到有电流流入蓄电池或逆变器有电流直接流入加热管时，断开蓄电池与加热管之间的连接。这样，充电控制器与自恢复式保险丝的使用可以保证整个电路的安全，蓄电池的使用，可以使太阳能和风能多余时，储蓄电能，在夜晚或者阴天无风时给加热管供电加热，使整个装置利用能量的效率增加。

进一步的，所述第一逆变器通过自恢复式保险丝连接第一加热管，第二逆变器通过自恢复式保险丝连接第二加热管；所述的第一蓄电池通过含自恢复式保险丝的导线连接第一加热管，第二蓄电池通过含自恢复式保险丝的导线连接第二加热管。这样，太阳能发电装置和风能发电装置可以提供稳定的交流电给加热管加热，风力发电装置连接第一加热管，太阳能发电装置连接第二加热管，互不干扰。

进一步的，所述的海水收集蒸发箱通过一进水管道与海水连接收集海水，进水管道上设有第一抽水泵和第一调节阀，所述第一调节阀控制海水流量，所述第一抽水泵抽取海水到海水收集箱内，所述海水收集蒸发箱一侧连接有海水排水管，所述海水排水管上连接有第四调节阀和第四抽水泵，所述第四调节阀控制排水流量，所述第四抽水泵抽取蒸发后剩余海水到海中。这样，海水通道抽取海水用于蒸发收集，并将剩余海水排出，整个海水收集蒸发箱中的海水两可以通过调节阀和泵控制，这样可以预防干蒸的出现，保护整个装置的用电安全。

进一步的，所述的海水收集蒸发箱与蒸气收集输送箱间隔一防水透气膜，所述的海水蒸气收集输送箱中的蒸气收集箱与两蓄电池之间间隔一隔热板。这样，防水透气模可以让蒸气直接上升到蒸气收集输送箱，而蒸气收集输送箱中自动冷凝的水不会回流至海水收集蒸发箱中，可利用蒸气的热量再一次蒸发。

进一步的，所述的蒸气管道上设有抽气泵和第二调节阀，蒸气管道分别连接每根冷凝管的内管。这样，可以控制蒸气快速输送到冷凝管中，减少蒸气的自动冷凝。

进一步的，所述的海水淡化器安装在可支撑装置在海上漂浮的漂浮板上。这样，可以使整个装置漂浮在海上，可以不需要有另外的装置来承载整个装置。

与现有技术相比，有益效果是：

1.整个装置的电路中设有充电控制器和自恢复式保险丝，保护措施很完善，并设在一立体防水结构内，能够保护整个装置的用电安全，延长整个装置的使用寿命，相对节约成本。

2.前端的海水收集和后期的蒸气冷凝装置的进出水和淡水的收集可通过调节阀和泵调节，结构完善，管道功能明确，可收集到清洁的淡水，实际能量转化效率高。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明中的冷凝装置的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

如图1所示，一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，所述防水结构2安装在漂浮板1上，所述漂浮板1上安装有冷凝装置3，所述冷凝装置3如图2所示，所述冷凝装置3上方接有海水通道主管4，所述海水通道主管4连接在海水收集蒸发箱内，所述海水收集蒸发箱左侧连接有进水管6，所述进水管上安装有第一调节阀5和第一抽水泵7，所述进水管6抽取海水到海水收集蒸发箱内，通过第一加热管8、第二加热管9将海水加热蒸发，所述第一加热管8由第一蓄电池14和风力发电装置24通过第一逆变器20将直流电装变为交流电为第一加热管8供电，当天气无风时，所述第一加热管8由第一蓄电池14供电，当天气有风时，所述第一加热管8由风力发电装置24通过第一逆变器20将直流电转变为交流电供电，二者结合可以保证第一加热管8不会断电。所述第二加热管9由第二蓄电池15和太阳能发电装置28通过第二逆变器22供电，所述其原理与风力发电装置24类似。因此可以保证此海水淡化装置在阴天和无风环境下亦可运行。所述海水收集箱右侧连接有排水管33，所述排水管33上连接有第四调节阀34和第四抽水泵35，所述排水管33将海水收集箱内经加热管蒸发剩余后的海水排入海中。所述经过加热管8、9蒸发后的海水蒸气通过防水透气膜12进入海水蒸气收集箱内，所述海水蒸气收集箱右侧连接有输气通道30，通过抽气泵32抽取蒸气，利用第二调节31控制海水蒸气流量，将海水蒸气抽到输气主通道30，所述输气主通道30连接冷凝装置箱3，将海水蒸气冷凝为淡水。所述海水蒸气收集箱上方安装有隔热板13，减缓海水蒸气冷却速度，防止海水蒸气破坏蓄电池14、15、第一充电控制器17，所述隔热板13上方安装有蓄电池14、15，第一充电控制器17，所述风力发电装置24通过逆变器20将直流电转变为交流电，连接到第一充电控制器17上，再连接到第一蓄电池14上，为第一蓄电池14储存电量，所述太阳能发电装置28通过第二逆变器22将直流电转变为交流电，为第二蓄电池15储能，其中充电控制器起保护蓄电池的作用，防止其过载充电，通过逆变器转换的电流一部分用于加热管加热，一部分用于蓄电池储能，所述整套加热装置节能环保，对环境无污染。所述蓄电池上方安装有防水板41，防止雨天潮湿环境缩短蓄电池寿命。所述防水结构2起到防湿防水作用。

如图2所示，冷凝装置示意图，海水收集箱底部连接有海水通道主管4，所述海水通道主管4上安装有安装有调节阀45，其作用在于控制主管4的关闭，当冷凝内管有经抽气泵32输送海水蒸气时，此时调节阀45将会开启，通入海水收集箱内的海水，加速冷凝内管内海水蒸气的冷凝，所述海水通道主管4分为4条海水分道通入4个冷凝管外壁内，为冷凝内管带走一部分热量，同时亦可保证冷凝外壁内的干净，所述第一蒸气通道30分为第二蒸气通道、第三蒸气通道、第四蒸气通道、第五蒸气通道分别通入4个冷凝内管内，可以提高海水淡化效率。所述海水分道依次为410、420、430、440，所述蒸汽分道依次为301、302、303、304，所述冷凝外壁320左上角安装有调节阀340，所述调节阀340安装在冷凝内管330上，所述冷凝内管330上方分为两条支管，一条通往左侧，一条通往右侧，右侧管道通入海水蒸气，此时调节阀340处于关闭状态，通过右方引流管390将冷凝所得淡水排入淡水收集分管361内，另外三个淡水分管362、363、364依次将淡水汇入到淡水总管36内，所述淡水总管36连接抽水泵38将淡水抽到淡水收集箱39内，所述调节阀350起控流作用；如需清洗冷凝内管，此时需将淡水收机箱39拆掉，随即打开调节阀340，打开调节阀42、44，从左侧支管内通入海水，将海水经过海水通道主管4通入，依次流经各个支管，使海水从淡水收集管36与排水管40排除，方便快捷，即可清洗冷凝管外壁，亦可清洗冷凝管内管，所述冷凝装置中4个冷凝管皆为同一结构。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，包括太阳能发电装置、风力发电装置、海水淡化器，太阳能发电装置和风力发电装置分别连接海水淡化器，所述海水淡化器包括海水收集蒸发箱、蒸气收集输送箱、冷凝装置，所述的海水收集蒸发箱的上方连接蒸气收集输送箱，蒸气收集输送箱通过蒸气管道连接冷凝装置，冷凝装置连接淡水收集箱，其特征是：所述冷凝装置的冷凝管的内管一端通过蒸气管道连接蒸气收集输送箱，另一端通过淡水管道连接淡水收集箱；所述冷凝装置的进水管连接海水收集蒸发箱的海水通道主管，所述冷凝装置的出水管连接海水收集蒸发箱的排水管，所述的蒸气管道、淡水管道、海水通道主管、排水管、进水管以及出水管上安装有调节阀和泵。

2.根据权利要求1所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，其特征是：所述的海水收集蒸发箱设在一立方体防水结构内，所述海水收集蒸发箱中设有第一加热管和第二加热管。

3.根据权利要求2所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，其特征是：所述立方体结构内还包括将直流电变为交流电的第一逆变器和第二逆变器、第一充电控制器和第二充电控制器、第一蓄电池和第二蓄电池；所述的风力发电装置连接所述第一逆变器、再通过含自恢复式保险丝的导线依次连接第一充电控制器和第一蓄电池，所述太阳能发电装置连接所述第二逆变器、再通过含自恢复式保险丝的导线依次连接第二充电控制器和第二蓄电池。

4.根据权利要求3所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，其特征是：所述第一逆变器通过自恢复式保险丝连接第一加热管，第二逆变器通过自恢复式保险丝连接第二加热管；所述的第一蓄电池通过含自恢复式保险丝的导线连接第一加热管，第二蓄电池通过含自恢复式保险丝的导线连接第二加热管。

5.根据权利要求1所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化系统，其特征是：所述的海水收集蒸发箱通过海水通道主管与外部海水连接，海水通道主管上设有第一抽水泵和第一调节阀。

6.根据权利要求1所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化装置，其特征是：所述的海水收集蒸发箱与海水蒸气收集输送箱间隔防水透气膜。

7.根据权利要求1所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化装置，其特征是：所述的蒸气管道上设有抽气泵和第二调节阀，蒸气管道分别连接每根冷凝管的内管。

8.根据权利要求1所述的海上漂浮太阳能风能海水淡化装置，其特征是：所述的海水淡化器安装在可支撑装置在海上漂浮的漂浮板上。