CN112850831B - 一种饮用水系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种饮用水系统，属于饮用水制备技术领域。饮用水系统包括太阳能聚热装置，所述太阳能聚热装置包括光伏板和采热水管，所述光伏板能对所述采热水管中的水进行加热；所述饮用水系统还包括循环水罐及饮用水制备装置，所述循环水罐、所述采热水管及所述饮用水制备装置依次首尾连接，所述循环水罐中的水流入所述采热水管中经过所述光伏板加热，并流至所述饮用水制备装置为所述饮用水制备装置提供制备饮用水需要的热能，最后流回所述循环水罐中。本发明通过太阳能聚热装置为饮用水制备装置提供热能，可以解决远离常规居民区的地区或孤岛缺乏淡水的区域的饮用水问题。

Description

一种饮用水系统

技术领域

本发明涉及饮用水制备技术领域，尤其涉及一种饮用水系统。

背景技术

饮用水是人类生活所需要的重要资源，但在一些远离常规居民区的地区，或孤岛等缺乏淡水的区域，需要通过自然水源来制备饮用水，例如在孤岛上可以利用海水来制备饮用水。

在饮用水制备装置制备饮用水时，需要消耗能源，例如热能，通过热能使自然水源蒸发，形成饮用水，现有技术中，饮用水制备装置制备饮用水时能源消耗大，不利于节能环保。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种饮用水系统，以解决现有技术中饮用水制备装置制备饮用水时能源消耗大，不利于节能环保的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种饮用水系统，包括太阳能聚热装置，所述太阳能聚热装置包括光伏板和采热水管，所述光伏板能对所述采热水管中的水进行加热；

所述饮用水系统还包括循环水罐及饮用水制备装置，所述循环水罐、所述采热水管及所述饮用水制备装置依次首尾连接，所述循环水罐中的水流入所述采热水管中经过所述光伏板加热，并流至所述饮用水制备装置为所述饮用水制备装置提供制备饮用水需要的热能，最后流回所述循环水罐中。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述饮用水制备装置包括空冷换热器。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述饮用水制备装置的进水口通过补水泵连接自然水源，自然水源为所述饮用水制备装置补充水源；所述饮用水制备装置的出水口连接饮用水箱，所述饮用水箱用于收集所述饮用水制备装置制备的饮用水。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述空冷换热器包括由上至上依次设置的多层换热结构，每层所述换热结构均连接至自然水源及饮用水箱。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述太阳能聚热装置的底部设置有朝向所述采热水管的槽形镜面。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述太阳能聚热装置包括安装底座，所述光伏板倾斜设于所述安装底座上，所述槽形镜面设于所述安装底座的顶端面，所述采热水管设于所述光伏板的顶部。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述光伏板为两块，两块所述光伏板呈夹角设置，两块所述光伏板的底端分别设于所述安装底座的前后两侧或左右两侧，两块所述光伏板的顶端相互靠拢；所述太阳能聚热装置还包括安装条，两块所述光伏板的顶端固定于所述安装条上；所述采热水管设于所述安装条上，所述槽形镜面设于两块所述光伏板之间。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述安装条为中空结构，所述采热水管设于所述安装条的中空结构中。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述空冷换热器及所述循环水罐底部均设置有排废水口。

作为上述饮用水系统的一种可选方案，所述太阳能聚热装置还包括储能电池，所述储能电池能储存所述光伏板产生的电能。

本发明的有益之处在于：通过太阳能聚热装置的光伏板加热循环水，来为饮用水制备装置提供热能，完成饮用水的制备，节能环保，可以解决远离常规居民区的地区或孤岛缺乏淡水的区域的饮用水问题；循环水在水罐、太阳能聚热装置及饮用水制备装置之间循环流动，太阳能聚热装置将水加热成水蒸气为饮用水制备装置供热后，水蒸气又流回水罐，继续流向太阳能聚热装置，使得经过饮用水制备装置后还具有余热的水蒸气不被浪费，继续利用。

附图说明

图1是本发明中饮用水系统的结构示意图；

图2是本发明中太阳能聚热装置的结构示意图。

图中：

100、太阳能聚热装置；110、光伏板；120、采热水管；130、槽形镜面；140、安装底座；150、安装条；200、循环水罐；300、饮用水制备装置；400、补水泵；500、饮用水箱；600、循环水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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在本发明中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供了一种饮用水系统，图1是本发明饮用水系统的结构示意图，图2是本发明中太阳能聚热装置的结构示意图，如图1和图2所示，饮用水系统包括太阳能聚热装置100，太阳能聚热装置100包括光伏板110和采热水管120，光伏板110能对采热水管120中的水进行加热，图2所示中，采热水管120布置在光伏板110顶部，在其它实施例中，采热水管120也可以布置在其它位置，只要能从光伏板110处得到热量即可，光伏板110为采热水管120中的水供热的方式例如可以将光伏板110与采热水管120连接实现物理接触来完成热传导。

饮用水系统还包括循环水罐200及饮用水制备装置300，循环水罐200、采热水管120及饮用水制备装置300依次首尾连接，循环水罐200中的水流入采热水管120中经过光伏板110加热，并流至饮用水制备装置300为饮用水制备装置300提供制备饮用水需要的热能，最后流回循环水罐200中；太阳能聚热装置100的光伏板110能吸收太阳能产生热量，利用光伏板110来加热循环水，循环水加热后形成高温蒸汽，为饮用水制备装置300提供热能，太阳能为免费能源，无需另外对饮用水制备装置300加热来制备饮用水，实现了节能环保，尤其是在孤岛区域，使用本发明的饮用水系统能将太阳能和海水淡化技术有机结合利用，将太阳能热充分的运用到海水淡化的制备中，实现了高效利用。另外，经过饮用水制备装置300的还带有余热的蒸汽又流回循环水罐200，循环利用，避免蒸汽浪费。

在一种实施方式中，如图1所示，饮用水制备装置300采用空冷换热器。空冷换热器的进水口通过补水泵400连接自然水源，自然水源为空冷换热器补充水源，自然水源为不能直接饮用的水源，例如海水。空冷换热器的出水口连接饮用水箱500，饮用水箱500用于收集空冷换热器制备的饮用水。空冷换热器利用高温的水蒸气的热能将自然水源蒸发成饮用水，完成饮用水的制备。

如图1所示，空冷换热器包括由下至上依次设置的多层换热结构(如图1所示中的01、02、03、04及05)，每层换热结构均连接至自然水源及饮用水箱500。水蒸气从空冷换热器的底部进入空冷换热器，热量由下至上依次流入各层换热结构，形成多效蒸发，使各层换热结构中的自然水源蒸发后冷凝形成饮用水。通常1m²的光伏板110的辐射强度按干旱地区1.0kW计，潮湿区域按0.5kW计，在日照充足的时间段(一般每天有5-8小时日照充足)，如果采用常规的单效蒸发，1m²的光伏板110的大致可生产8-14kg淡水，足够单人的每日饮水。鉴于太阳能聚热装置100的储热温度较高，通常采热水管120中热水可以超过300℃，利用300℃的蒸汽作为多效蒸发的热源，可以制造效数5-50层的多效蒸发系统，意味着造水量增加5-50倍，可以大幅提高淡水的供给能力。图1所示中空冷换热器采用了5层换热结构，在其它实施例中，层数可根据需要具体调整，例如可以只有一层，也可以有多层。

如图1所示，太阳能聚热装置100与饮用水制备装置300之间设置有循环水泵600，以使循环水在循环水罐200、太阳能聚热装置100及饮用水制备装置300之间流动，可以理解的是，循环水泵600也可以设置在循环水罐200与太阳能聚热装置100之间，或设置在饮用水制备装置300与循环水罐200之间，只要能驱动循环水沿循环水罐200-太阳能聚热装置100-饮用水制备装置300-循环水罐200的方向循环流动即可。

如图1所示，空冷换热器及循环水罐200底部均设置有排废水口，以排空废水，便于设备的维护。

请参考图2，太阳能聚热装置100的底部设置有朝向采热水管120的槽形镜面130，槽形镜面130能使太阳光汇聚到采热水管120，加热效果更好。采用槽式的太阳能聚热装置100结合带多层换热结构的空冷换热器形成多效蒸发系统，可以提供非常稳定的淡水供给，且设备尺寸、成本都相当经济有效，太阳能聚热装置100的光伏板110和槽形镜面130的维护也非常简单高效。

较佳的，如图2所示，槽形镜面130的槽型面优选为弧形，弧形的镜面汇聚太阳光的效果更好。当然，槽形镜面130的槽型面也可以是其它形状，例如矩形、三角形、梯形等，在此不作限制。

具体的，如图2所示，太阳能聚热装置100还包括安装底座140，光伏板110倾斜设置在安装底座140上，光伏板110倾斜设置能使光伏板110除了能接触到自然太阳光外，还能接触到来自采热水管120漫反射的额外光能，以及来自槽形镜面130反射的额外光能，槽形镜面130设置在安装底座140的顶端面，采热水管120设置在光伏板110的顶部，这样使得槽形镜面130正对着采热水管120聚光。

进一步的，光伏板110为两块，集热效果更好。两块光伏板110呈夹角设置，两块光伏板110的底端分别设置在安装底座140的前后两侧或左右两侧均可，两块光伏板110的顶端也可相互靠拢，这样使得两块光伏板110均能倾斜设置且朝向不同，两块光伏板110都能尽可能多的接触到太阳光线；太阳能聚热装置100还包括安装条150，两块光伏板110的顶端固定于安装条150上，采热水管120设置在安装条150上，通过安装条150将采热水管120及两块光伏板110固定在一起，槽形镜面130设置在两块光伏板110之间，也就是槽形镜面130设置在采热水管120的正下方，聚热效果更好，同时可以充分利用两块光伏板110之间的空间，使整体结构更紧凑。

如图2所示，安装条150为中空结构，采热水管120设置在安装条150的中空结构中，便于采热水管120的安装和布置。

太阳能聚热装置100还包括储能电池(图中未示出)，储能电池能储存光伏板110产生的电能，用于为整个饮用水系统的供电。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚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，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。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 (7)

1.一种饮用水系统，其特征在于，包括太阳能聚热装置（100），所述太阳能聚热装置（100）包括光伏板（110）和采热水管（120），所述光伏板（110）能对所述采热水管（120）中的水进行加热；

所述饮用水系统还包括循环水罐（200）及饮用水制备装置（300），所述循环水罐（200）、所述采热水管（120）及所述饮用水制备装置（300）依次收尾连接，所述循环水罐（200）中的水流入所述采热水管（120）中经过所述光伏板（110）加热，并流入所述饮用水制备装置（300）中，最后流回所述循环水罐（200）中，当水流入所述饮用水制备装置（300）时，循环水加热后产生的高温蒸汽为所述饮用水制备装置（300）提供制备饮用水需要的热能；

所述太阳能聚热装置（100）的底部设置有朝向所述采热水管（120）的槽型镜面（130），所述太阳能聚热装置（100）包括安装底座（140），所述光伏板（110）倾斜设于所述安装底座（140）上，所述槽型镜面（130）设于所述安装底座（140）的顶端面，所述采热水管（120）设于所述光伏板（110）的顶部，所述光伏板（110）为两块，两块所述光伏板（110）呈夹角设置，两块所述光伏板（110）的底端分别设于所述安装底座（140）的前后两侧或左右两侧，两块所述光伏板（110）的顶端相互靠拢；所述太阳能聚热装置（100）还包括安装条（150），两块所述光伏板（110）的顶端固定于所述安装条（150）上；所述采热水管（120）设于所述安装条（150）上，所述槽形镜面（130）设于两块所述光伏板（110）之间。

2.根据权利要求1所述的饮用水系统，其特征在于，所述饮用水制备装置（300）包括空冷换热器。

3.根据权利要求2所述的饮用水系统，其特征在于，所述饮用水制备装置（300）的进水口通过补水泵（400）连接自然水源，自然水源为所述饮用水制备装置（300）补充水源；所述饮用水制备装置（300）的出水口连接饮用水箱（500），所述饮用水箱（500）用于收集所述饮用水制备装置（300）制备的饮用水。

4.根据权利要求3所述的饮用水系统，其特征在于，所述空冷换热器包括由下至上依次设置的多层换热结构，每层所述换热结构均连接至自然水源及所述饮用水箱（500）。

5.根据权利要求1所述的饮用水系统，其特征在于，所述安装条（150）为中空结构，所述采热水管（120）设于所述安装条（150）的中空结构中。

6.根据权利要求2所述的饮用水系统，其特征在于，所述空冷换热器及所述循环水罐（200）底部均设置有排废水口。

7.根据权利要求1所述的饮用水系统，其特征在于，所述太阳能聚热装置（100）还包括储能电池，所述储能电池能储存所述光伏板（110）产生的电能。

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