CN111998546B - 一种太阳能热-净水一体器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能热‑净水一体器，包括集热器、保温水箱、饮用水箱和膜蒸馏模块，所述集热器包括透明盖板和透明盖板下方的太阳能吸热板，所述太阳能吸热板中设有吸热板芯，所述吸热板芯从太阳能吸热板中伸出，并分别进入保温水箱和饮用水箱中，所述膜蒸馏模块包括冷水进水管、冷侧水收集管和若干蒸馏膜单元，所述冷水进水管从饮用水箱的下端穿出后经过水泵再从保温水箱的下端穿进保温水箱中，所述冷侧水收集管从保温水箱的上端穿出后再从饮用水箱的上端穿进，所有蒸馏膜单元均位于保温水箱内，且每一蒸馏膜单元的下端与冷水进水管道连通，上端与冷侧水收集管道连通。本发明节能环保、清洗与维护成本小。

Description

一种太阳能热-净水一体器
技术领域
本发明涉及水处理技术，尤其涉及一种太阳能热-净水一体器。
背景技术
水资源缺乏、水污染严重是人们面临的基本问题。水中含有的各种无机盐离子、微生物和重金属离子严重威胁到人们身体健康。目前，中国居民日常饮水大多为自来水、深井水(不健康)，也有少量使用桶装水或传统的净水器净化的水。然而传统的净水器维护频率高，需要定期更换滤芯，维护费用昂贵；桶装水价格高、更换频繁、并且由于饮水机冷水没有处理细菌的能力，容易造成细菌滋生问题，对人们身体健康造成危害；污染的自来水与深井水中含有无机盐离子、微生物以及重金属离子，对人体健康造成极大威胁。
发明内容
发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种节能环保、清洗与维护成本小的太阳能热-净水一体器。
技术方案：本发明所述的太阳能热-净水一体器包括集热器、保温水箱、饮用水箱和膜蒸馏模块，所述集热器包括透明盖板和透明盖板下方的太阳能吸热板，所述太阳能吸热板中设有吸热板芯，所述吸热板芯从太阳能吸热板中伸出，并分别进入保温水箱和饮用水箱中，所述膜蒸馏模块包括冷水进水管、冷侧水收集管和若干蒸馏膜单元，所述冷水进水管从饮用水箱的下端穿出后经过水泵再从保温水箱的下端穿进保温水箱中，所述冷侧水收集管从保温水箱的上端穿出后再从饮用水箱的上端穿进，所有蒸馏膜单元均位于保温水箱内，且蒸馏膜单元的下端分别与进水管道连通，上端分别与冷侧水收集管道连通，所述保温水箱分别与上水管道和生活水出水管道连通，所述饮用水箱与饮用水出水管道连通。
进一步的，该太阳能热-净水一体器还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述集热器连接，用于控制保温水箱和饮用水箱的温度和液位。还包括电加热模块，所述电加热模块设置于所述保温水箱和饮用水箱中，所述电加热模块与所述自动控制模块连接。
进一步的，所述吸热板芯在集热器、保温水箱和饮用水箱中均采用螺旋方式排布。所述蒸馏膜单元使用的蒸馏膜为PVDF或PTFE微孔膜。所述透明盖板为双层抽真空结构，外层为玻璃钢板，内层为透明材质绝热层。所述冷水进水管和冷侧水收集管均为绝热管。
有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明将膜分离技术耦合于太阳能热水器内部，使传统热水器具备净水的功能，一个设备两种功能，使用过程中也基本不用清洗与维护，大大降低了用户的使用难度以及成本，且节能、环保、有利于人们健康，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1是本实施例的系统框图。
具体实施方式
本实施例提供了一种太阳能热-净水一体器，如图1所示，包括集热器1、保温水箱2、饮用水箱3、自动控制模块4和膜蒸馏模块。下面对各模块分别进行详细介绍。
集热器1包括透明盖板11和透明盖板11下方的太阳能吸热板12，透明盖板11为双层抽真空结构，外层为玻璃钢板，可有效防止气候对集热器1的损害，内层为透明材质绝热层，此结构的透明盖板11具有良好的透光功能和绝热功能；太阳能吸热板12上附有吸热涂层，吸热涂层可提高吸热板的热转化率，太阳能吸热板12中设有吸热板芯13，吸热板芯13从太阳能吸热板12中伸出，并分别进入保温水箱2和饮用水箱3中，吸热板芯13可以将太阳能吸热板12的热能传递至保温水箱2和饮用水箱3中，为保温水箱2和饮用水箱3的水加热，吸热板芯13在集热器1、保温水箱2和饮用水箱3中采用螺旋方式排布，有利于提高传热速率；集热器1嵌于楼外的墙体内，不占空间且集热器的面积可以尽可能地大，从而充分利用太阳能。
保温水箱2外设有保温层，保温层可有效降低热损失，保温水箱2存储生活用热水，保温水箱2分别与上水管道21和生活水出水管道22连通，上水管道21用于向保温水箱内2内充水，生活水出水管道22用于向用户排出加热的生活水，饮用水箱3中存储饮用水，饮用水箱与饮用水出水管道31连通，用于向用户提供饮用水。
膜蒸馏模块包括冷水进水管51、冷侧水收集管52和若干蒸馏膜单元53，三者构成一个冷水循环系统，冷水进水管51从饮用水箱3的下端穿出后经过水泵再从保温水箱2的下端穿进保温水箱2中，冷侧水收集管52从保温水箱2的上端穿出后再从饮用水箱2的上端穿进，所有蒸馏膜单元53均位于保温水箱2内，且每一蒸馏膜单元53的下端与冷水进水管道51连通，上端分别与冷侧水收集管道52连通。蒸馏膜单元53使用的蒸馏膜为PVDF或PTFE微孔膜，水泵将饮用水箱中的水通过冷水进水管51引入蒸馏膜单元，使得膜内为冷侧，膜外因为有保温水箱2的热水所以为热侧，热侧产生的水蒸气可通过膜孔在蒸汽压的驱动下通过膜孔，然后被冷侧水收集管52收集后，流向饮用水箱3内供人们饮用。冷水进水管51和冷侧水收集管52均为绝热管。
自动控制模块4与集热器连接，用于控制保温水箱2和饮用水箱3的温度和液位。为了更好地使用效果，本实施例还可以在保温水箱2和饮用水箱3中增加电加热模块，电加热模块与自动控制模块4连接。可以在太阳能不足时，通过自动控制模块4启动电加热进行加热。另外，自动控制模块4在饮用水箱3需要对水加热时，可切断保温水箱3的加热管道，将热量集中用于饮用水加热。
本发明的膜蒸馏单元集成于保温水箱内部，可最大限度地利用太阳能热水器产生的热水为蒸馏过程产生动力，不需额外能量对水进行加热。本发明以膜蒸馏技术为支撑，合理利用太阳能，为家庭生活提供生活用和饮用水，可有效节省室内空间，降低能源使用成本，设备维护频率低。本发明对自来水有极佳的处理效果，水体中的微污染物质及无机盐类去除率可高达99.9％以上，从而实现水的高度纯化，具有很强的实用性和广阔的市场前景。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种太阳能热-净水一体器，其特征在于：包括集热器、保温水箱、饮用水箱和膜蒸馏模块，所述集热器包括透明盖板和透明盖板下方的太阳能吸热板，所述太阳能吸热板中设有吸热板芯，所述吸热板芯从太阳能吸热板中伸出，并分别进入保温水箱和饮用水箱中，所述膜蒸馏模块包括冷水进水管、冷侧水收集管和若干蒸馏膜单元，所述冷水进水管从饮用水箱的下端穿出后经过水泵再从保温水箱的下端穿进保温水箱中，所述冷侧水收集管从保温水箱的上端穿出后再从饮用水箱的上端穿进，所有蒸馏膜单元均位于保温水箱内，且每一蒸馏膜单元的下端与冷水进水管道连通，上端与冷侧水收集管道连通，所述保温水箱分别与上水管道和生活水出水管道连通，所述饮用水箱与饮用水出水管道连通。
2.根据权利要求1所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：还包括自动控制模块，所述自动控制模块与所述集热器连接，用于控制保温水箱和饮用水箱的温度和液位。
3.根据权利要求2所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：还包括电加热模块，所述电加热模块设置于所述保温水箱和饮用水箱中，所述电加热模块与所述自动控制模块连接。
4.根据权利要求1所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：所述吸热板芯在集热器、保温水箱和饮用水箱中均采用螺旋方式排布。
5.根据权利要求1所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：所述蒸馏膜单元使用的蒸馏膜为PVDF或PTFE微孔膜。
6.根据权利要求1所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：所述透明盖板为双层抽真空结构，外层为玻璃钢板，内层为透明材质绝热层。
7.根据权利要求1所述的太阳能热-净水一体器，其特征在于：所述冷水进水管和冷侧水收集管均为绝热管。
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