CN115367826A - 一种小型低耗海水淡化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种小型低耗海水淡化装置，包括挡水墙部件、海水暂存腔、风力发电部件、淡化单元和淡化水暂存部件，采用热泵的方式实现海水淡化，通过对各个部件进行合理设置，使得海水淡化过程消耗的能量尽量少，并且可以实现装置整体的小型化，提高了装置的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及新能源海水淡化领域，具体涉及一种小型低耗海水淡化装置。
背景技术
海水淡化一般是利用海水脱盐的方法来生产淡水，利用蒸发-冷凝原理为常用的海水淡化技术，其中一种是将经过加热的海水，顺次在多个压力逐渐降低的闪蒸室中进行蒸发，将蒸汽冷凝而得到淡水；同时还有通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化方法。蒸发-冷凝原理的方法一般都需要建成相对较大规模的海水淡化装置，并且一般都是依赖炼钢厂、化工厂等产生的工业余热进行热量利用，因此对选址要求也比较严格，一般无法在船体上设置；
中国实用新型专利公开文本CN201517039U公开了一种热泵式海水淡化装置，该海水淡化装置由于小型化可以适用于轮船等船体上，但是其电能消耗较高，并且其余热也没有比较充分的利用。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种小型低耗海水淡化装置。
通过如下技术手段实现：
一种小型低耗海水淡化装置，包括挡水墙部件、海水暂存腔、风力发电部件、淡化单元和淡化水暂存部件。
所述海水暂存腔设置于海边，且整体位于海平面以下或除顶部外整体位于海平面以下，在海水暂存腔靠近海水的一侧竖直设置有挡水墙，在海水暂存腔顶端位置的挡水墙上开设有海水入口，所述海水入口连通外部海水和海水暂存腔，所述海水入口为一个或多个管道，在海水入口内横置有第一水力涡轮，在海水暂存腔上方的挡水墙的内部或侧部设置有第一发电机和第一蓄电池，所述第一发电机的输入轴通过齿轮组与第一水力涡轮相连接，所述第一发电机通过所述第一水力涡轮进行发电并将电力储存于第一蓄电池内（优选海水暂存腔内设置有水位传感器，当水位传感器监测到内部海水低于水位传感器设定的阈值后，则直接开启海水入口）。
所述风力发电部件包括风力叶片、风力发电机舱和风力发电塔架，所述风力发电塔架竖直设置于海水暂存腔的远离挡水墙的一侧。
所述淡化单元整体设置于海水暂存腔的侧上方，且淡化单元设置有淡化入水口和淡化入水管，淡化入水口设置于海水暂存腔的侧顶部，所述淡化入水管一端与淡化入水口连通，另一端设置于海水暂存腔的内底部，在淡化入水管上设置有入水管水泵，所述入水管水泵与风力发电机舱进行电连接。
所述淡化单元包括第一换热管腔、第一预热水管道、第二换热管腔、预热水水泵、第二预热水管道、加热腔、温水水泵、盐海水管道、第三换热管腔、蒸发腔、盐海水暂存腔、冷凝管道、冷凝腔、冷凝水排水管、冷凝水暂存腔、压缩机、压缩排气管、主蒸发管、副蒸发管、冷凝回液管、冷却器、冷凝管和喷气抽气器；所述第一换热管腔套设于所述冷凝回液管的外部，且第一换热管腔的入口为所述淡化入水口，在与淡化入水口相对一侧的第一换热管腔的侧壁上开设有第一换热管腔出口，所述第二换热管腔套设于冷凝水排水管的外部，且在第二换热管腔的相对两侧分别开设有第二换热管腔入口和第二换热管腔出口，所述第一预热水管道一端与第一换热管腔出口连通，另一端与第二换热管腔入口连通，第三换热管腔套设于盐海水管道的外部，且第三换热管腔包括相对设置的第三换热管腔入口和第三换热管腔出口，所述第三换热管腔入口与所述第二换热管腔出口连通，所述加热腔在顶部开设有加热腔入水口，在底部开设有加热腔排水口，所述第二预热水管道的一端与所述第三换热管腔出口相连通，另一端与加热腔入水口相连通，在第二预热水管道上设置有预热水水泵，所述蒸发腔的侧壁顶端开设有蒸发腔入水口，在蒸发腔的另一侧壁的底端开设有蒸发腔排水口，在蒸发腔的顶部开放设置形成所述冷凝管道，所述加热腔排水口和蒸发腔入水口之间通过管道连通，且在该管道上设置有温水水泵，所述盐海水管道一端与蒸发腔排水口连通，另一端与盐海水暂存腔连通。
所述冷凝腔设置于蒸发腔的上方或侧上方，且冷凝腔的一端开放设置且与所述冷凝管道连通，冷凝腔的另一侧壁上开设有冷凝腔排水口，所述冷凝水排水管的一端与冷凝腔排水口连通，另一端与冷凝水暂存腔相连通，在冷凝水暂存腔的底部设置有淡化水排出口；所述主蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述蒸发腔内部，所述压缩机通过所述压缩排气管与主蒸发管的入口端相连通，所述副蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述加热腔内，且副蒸发管的入口端通过管道与所述主蒸发管的出口端相连通，所述冷凝回液管的一端与副蒸发管的出口端相连通，另一端与冷却器相连通，所述冷凝管以盘旋形或蛇形设置在冷凝腔内，且冷凝管入口与所述冷却器通过管道相连通，冷凝管出口通过管道与喷气抽气器以及压缩机相连通，所述压缩机用于向主蒸发管内提供高温高压的制冷剂气体，喷气抽气器用于向压缩机提供低温低压的制冷剂。
所述淡化水暂存部件包括淡化水暂存腔、第二水力涡轮、第二发电机和第二蓄电池；所述淡化水暂存腔设置于淡化单元的下方或侧下方，淡化水暂存腔在顶部或侧顶部设置有纯净水入水口，所述纯净水入水口通过管口与冷凝水暂存腔的淡化水排出口向连通，在该管口内横置有第二水力涡轮，在淡化水暂存腔的外部设置有第二发电机和第二蓄电池，所述第二发电机的输入轴通过齿轮组与第二水力涡轮相连接，并通过第二水力涡轮的转动实现发电，并将电力储存到第二蓄电池中。
作为优选，所述淡化单元还包括有液位传感器，所述液位传感器设置于蒸发腔的内侧壁上，当蒸发腔内的液面低于设定的阈值时，通过蒸发腔排水口将高盐浓度的海水排出，同时开启蒸发腔入水口，将加热腔内的海水排入到蒸发腔内。
作为优选，所述入水管水泵通过风力发电机舱进行供电或所述入水管水泵的输入轴通过齿轮组和减速器与风力发电机舱内进行连接，通过风力叶片的转动带动入水管水泵的转动。
作为优选，所述预热水水泵、温水水泵、压缩机、喷气抽气器和冷却器均与第一蓄电池和第二蓄电池进行电连接。
作为优选，主蒸发管的入口端的水平高度高于主蒸发管的出口端的水平高度；副蒸发管的入口端的水平高度高于副蒸发管的出口端的水平高度。
作为优选，作为替换，所述海水暂存腔设置于船体的侧部，且整体位于船体常规吃水量的海平面以下。
作为优选，所述蒸发腔和加热腔的外壳为透明钢化玻璃。
作为优选，在所述海水入口的内侧设置有单向挡板，阻止海水暂存腔内的海水通过海水入口反向流出。
作为优选，所述淡化水暂存腔内设置有紫外消毒部件。
通过上述技术方案的实施可以使得本发明获得如下技术效果：
1，通过合理设置各腔室的位置配合设置两级水力涡轮和发电机，使得水流过程中的能量转化为电能，从而可以对淡化单元内的各用电部件进行电力补充，同时由于海水潮汐作用，在涨潮的时候入水可以利用潮水的冲击能量进一步强化第一水力涡轮的转动效果；同时设置风力发电部件，由于风力发电部件的转动也是间歇性的，因此通过其与入水管水泵的啮合，间歇性的对海水暂存腔内的水体抽入到淡化单元中，不但可以降低淡化单元中海水流动的速度，实现充分换热，而且还可以完全充分的利用风力能量，实现能量的充分利用。
2，通过合理设置第一换热管腔、第二换热管腔和第三换热管腔的位置和连接关系，使得海水的温度逐步提高，并且同时利用海水的温度对制冷剂、冷凝水和盐海水进行充分降温，由于反应后的制冷剂最需要降温，因此将初入的最低温的海水与其接触，从而可以使其温度充分下降；而冷凝水的温度较高，对海水进行进一步的升温的同时对冷凝水进行降温，由于盐海水的温度相对最高，从而可以对海水进行进一步的预热，而高温的盐海水无法直接排放，通过与海水进行接触换热后，使得盐海水的温度也大幅度降低了，既加热了海水，同时也降低了盐海水的温度，充分利用了能量。通过设置两级加热腔室（加热腔和蒸发腔），使得制冷剂和需要蒸发的海水能够逐级温变，能量利用更加充分。
附图说明
图1为本发明的小型低耗海水淡化装置的结构示意图。
图2为本发明淡化单元的内视的结构示意图。
其中：100-海水液面，101-海水入口，102-第一水力涡轮，103-海水暂存腔，104-第一发电机，105-第一蓄电池，106-淡化入水管，107-入水管水泵，108-淡化入水口，109-淡化水排出口，110-风力发电机舱，111-风力发电塔架，112-第二水力涡轮，113-第二发电机，114-第二蓄电池，115-纯净水入水口，116-淡化水暂存腔，200-淡化单元，201-第一换热管腔，202-第一换热管腔出口，203-第一预热水管道，204-第二换热管腔，205-第二换热管腔入口，206-第二换热管腔出口，207-预热水水泵，208-第二预热水管道，209-加热腔，210-加热腔排水口，211-温水水泵，212-蒸发腔，213-蒸发腔入水口，214-液位传感器，215-蒸发腔排水口，216-盐海水暂存腔，217-冷凝管道，218-冷凝腔排水口，219-冷凝水排水管，220-冷凝水暂存腔，221-盐海水管道，222-第三换热管腔，301-压缩机，302-压缩排气管，303-主蒸发管，304-主蒸发管出口，305-副蒸发管入口，306-副蒸发管，307-副蒸发管出口，308-冷凝回液管，309-冷却器，310-冷凝管入口，311-冷凝管，312-冷凝管出口，313-喷气抽气器。
具体实施方式
结合附图进行具体说明，需要明确的是，具体实施方式或其中的实施例公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或者类似特征中的一个例子而已。具体实施方式或其中的实施例仅仅是为了帮助理解本发明，不应该视为对本发明的具体限制。
如图1所示的一种小型低耗海水淡化装置，包括挡水墙部件、海水暂存腔103、风力发电部件、淡化单元200和淡化水暂存部件。
挡水墙部件包括挡水墙、海水入口101、第一水力涡轮102、第一发电机104以及第一蓄电池105。
所述海水暂存腔设置于海边，且整体位于海平面100以下，在海水暂存腔靠近海水的一侧竖直设置有挡水墙，在海水暂存腔顶端位置的挡水墙上开设有海水入口，所述海水入口连通外部海水和海水暂存腔，所述海水入口为一个或多个管道，在海水入口内横置有第一水力涡轮，在海水暂存腔上方的挡水墙的内部或侧部设置有第一发电机和第一蓄电池，所述第一发电机的输入轴通过齿轮组与第一水力涡轮相连接，所述第一发电机通过所述第一水力涡轮进行发电并将电力储存于第一蓄电池内。
所述风力发电部件包括风力叶片、风力发电机舱110和风力发电塔架111，所述风力发电塔架竖直设置于海水暂存腔的远离挡水墙的一侧。
所述淡化单元整体设置于海水暂存腔的侧上方，且淡化单元设置有淡化入水口108和淡化入水管106，淡化入水口设置于海水暂存腔的侧顶部，所述淡化入水管一端与淡化入水口连通，另一端设置于海水暂存腔的内底部，在淡化入水管上设置有入水管水泵107。海水暂存腔内在淡化入水口外部设置有滤网，避免海水中的杂物进入到淡化入水管内。
如图2所示，所述淡化单元包括第一换热管腔201、第一预热水管道203、第二换热管腔204、第三换热管腔222、预热水水泵207、第二预热水管道208、加热腔209、温水水泵211、蒸发腔212、盐海水管道221、盐海水暂存腔216、冷凝管道217、冷凝腔、冷凝水排水管219、冷凝水暂存腔220、压缩机301、压缩排气管302、主蒸发管303、副蒸发管306、冷凝回液管308、冷却器309、冷凝管311和喷气抽气器313；所述第一换热管腔套设于所述冷凝回液管的外部，且第一换热管腔的入口为所述淡化入水口108，在与淡化入水口相对一侧的第一换热管腔的侧壁上开设有第一换热管腔出口，所述第二换热管腔套设于冷凝水排水管的外部，且在第二换热管腔的相对两侧分别开设有第二换热管腔入口和第二换热管腔出口，所述第一预热水管道一端与第一换热管腔出口连通，另一端与第二换热管腔入口连通，第三换热管腔套设于盐海水管道的外部，且第三换热管腔包括相对设置的第三换热管腔入口和第三换热管腔出口，所述第三换热管腔入口与所述第二换热管腔出口连通，所述加热腔在顶部开设有加热腔入水口，在底部开设有加热腔排水口，所述第二预热水管道的一端与所述第三换热管腔出口相连通，另一端与加热腔入水口相连通，在第二预热水管道上设置有预热水水泵，所述蒸发腔的侧壁顶端开设有蒸发腔入水口，在蒸发腔的另一侧壁的底端开设有蒸发腔排水口，在蒸发腔的顶部开放设置形成所述冷凝管道，所述加热腔排水口和蒸发腔入水口之间通过管道连通，且在该管道上设置有温水水泵，所述盐海水管道一端与蒸发腔排水口连通，另一端与盐海水暂存腔连通；所述冷凝腔设置于蒸发腔的上方或侧上方，且冷凝腔的一端开放设置且与所述冷凝管道连通，冷凝腔的另一侧壁上开设有冷凝腔排水口，所述冷凝水排水管的一端与冷凝腔排水口连通，另一端与冷凝水暂存腔相连通，在冷凝水暂存腔的底部设置有淡化水排出口；所述主蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述蒸发腔内部，所述压缩机通过所述压缩排气管与主蒸发管的入口端相连通，所述副蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述加热腔内，且副蒸发管的入口端通过管道与所述主蒸发管的出口端相连通，所述冷凝回液管的一端与副蒸发管的出口端相连通，另一端与冷却器相连通，所述冷凝管以盘旋形或蛇形设置在冷凝腔内，且冷凝管入口与所述冷却器通过管道相连通，冷凝管出口通过管道与喷气抽气器以及压缩机相连通，所述压缩机用于向主蒸发管内提供高温高压的制冷剂气体，喷气抽气器用于向压缩机提供低温低压的制冷剂。
所述淡化水暂存部件包括淡化水暂存腔、第二水力涡轮、第二发电机和第二蓄电池；所述淡化水暂存腔设置于淡化单元的下方或侧下方，淡化水暂存腔在顶部或侧顶部设置有纯净水入水口，所述纯净水入水口通过管口与冷凝水暂存腔的淡化水排出口向连通，在该管口内横置有第二水力涡轮，在淡化水暂存腔的外部设置有第二发电机和第二蓄电池，所述第二发电机的输入轴通过齿轮组与第二水力涡轮相连接，并通过第二水力涡轮的转动实现发电，并将电力储存到第二蓄电池中。
如图2所示，所述淡化单元还包括有液位传感器，所述液位传感器设置于蒸发腔的内侧壁上，当蒸发腔内的液面低于设定的阈值（例如本实施例可以设定该阈值为蒸发腔高度的1/5）时，通过蒸发腔排水口将高盐浓度的海水排出，同时开启蒸发腔入水口，将加热腔内的海水排入到蒸发腔内。
本实施例中，所述入水管水泵的输入轴通过齿轮组和减速器与风力发电机舱内进行连接，通过风力叶片的转动带动入水管水泵的转动。当风力叶片转动的时候，入水管水泵才启动，从而将海水暂存腔中的水体抽入到淡化单元中，在非运行时间，淡化单元内的水体缓慢运行，实现充分的换热。
所述预热水水泵、温水水泵、压缩机、喷气抽气器和冷却器均与第一蓄电池和第二蓄电池进行电连接，海水淡化装置设置有电源装置，但是当第一蓄电池和第二蓄电池中的电量不足时，通过电源装置对各部件进行供电。
如图2所示，主蒸发管的入口端的水平高度高于主蒸发管的出口端的水平高度；副蒸发管的入口端的水平高度高于副蒸发管的出口端的水平高度。
为了进一步节省能量消耗，通过太阳能作为补充的能量源，因此所述蒸发腔和加热腔的外壳为透明钢化玻璃。
在所述海水入口的内侧设置有单向挡板，阻止海水暂存腔内的海水通过海水入口反向流出。
为了避免淡水在淡化水暂存腔内水质变差，所述淡化水暂存腔内设置有紫外消毒部件对其中可能存在的微生物进行灭杀。
在使用的时候，先打开海水入口（如果设置海水入口在海平面附近，则无需对海水入口专门打开，涨潮的时候海水高于海水入口即可进行入水操作，并由于潮水的冲击作用强化第一水力涡轮的转动），当风力驱动风电叶片的时候，同时会驱动入水管水泵将海水暂存腔内的水抽入到淡化单元的第一换热管腔中，海水在第一换热管腔中与冷凝回液管中的制冷剂进行热交换，冷凝回液管中的制冷剂由于在蒸发腔和加热腔中两次放热后温度依然高于海水温度，余热对新入海水进行热量输出，海水缓慢在第一换热管腔中进行换热后通过第一预热水管道流入到第二换热管腔中，在第二换热管腔中与冷凝后的冷凝水进行换热，冷凝后的冷凝水从气态转化为液态后温度相对较高，可以充分的对海水进行进一步的预热，然后海水缓慢的流入到第三换热管腔内，在第三换热管腔内与盐海水管道中的高浓度盐水进行热交换，由于在蒸发腔内，海水大量的被加热并蒸发气化，而下部的高浓度盐水盐分逐渐富集，并且其温度非常高，在排放的时候在第三换热管腔内缓慢的与两次预热后的海水进行充分的热交换，将海水温度进行了进一步的提高，海水然后进入到加热腔内，利用制冷剂的余热进行进一步的温度提升，最后抽入到蒸发腔内的海水本身温度已经比较高，通过高温高压的制冷剂的接触，可以实现快速的气化，气化后的水气通过冷凝管道进入到冷凝腔内，与冷凝管接触后冷凝成水，排出到冷凝水暂存腔内；制冷剂循环通过压缩机将高温高压的制冷剂排入到主蒸发管内，对蒸发腔内的海水加热而使其蒸发气化，释放了一定热量之后的制冷剂进入到副蒸发管里继续释放热量而将海水升温，降温之后的制冷剂通过冷凝回液管和冷却器形成低温低压的制冷剂，进入到冷凝管中对气化的水体进行冷凝操作，然后回流到压缩机中（通过喷气抽气器）进行新的循环。排出到冷凝水暂存腔内的淡水通过纯净水入水口排入到淡化水暂存腔，淡化水暂存腔内可以设置有滤芯进一步过滤，同时还可以设置紫外消毒部件对暂存的水进行消毒操作。
Claims (10)
1.一种小型低耗海水淡化装置，其特征在于，包括挡水墙部件、海水暂存腔、风力发电部件、淡化单元和淡化水暂存部件；
所述海水暂存腔设置于海边，且整体位于海平面以下或除顶部外整体位于海平面以下，在海水暂存腔靠近海水的一侧竖直设置有挡水墙，在海水暂存腔顶端位置的挡水墙上开设有海水入口，所述海水入口连通外部海水和海水暂存腔，所述海水入口为一个或多个管道，在海水入口内横置有第一水力涡轮，在海水暂存腔上方的挡水墙的内部或侧部设置有第一发电机和第一蓄电池，所述第一发电机的输入轴通过齿轮组与第一水力涡轮相连接，所述第一发电机通过所述第一水力涡轮进行发电并将电力储存于第一蓄电池内；
所述风力发电部件包括风力叶片、风力发电机舱和风力发电塔架，所述风力发电塔架竖直设置于海水暂存腔的远离挡水墙的一侧；
所述淡化单元整体设置于海水暂存腔的上方或侧上方，且淡化单元设置有淡化入水口和淡化入水管，淡化入水口设置于海水暂存腔的侧顶部，所述淡化入水管一端与淡化入水口连通，另一端设置于海水暂存腔的内底部，在淡化入水管上设置有入水管水泵，所述入水管水泵与风力发电机舱进行电连接；
所述淡化单元包括第一换热管腔、第一预热水管道、第二换热管腔、第三换热管腔、预热水水泵、第二预热水管道、加热腔、温水水泵、盐海水管道、蒸发腔、盐海水暂存腔、冷凝管道、冷凝腔、冷凝水排水管、冷凝水暂存腔、压缩机、压缩排气管、主蒸发管、副蒸发管、冷凝回液管、冷却器、冷凝管和喷气抽气器；所述第一换热管腔套设于所述冷凝回液管的外部，且第一换热管腔的入口为所述淡化入水口，在与淡化入水口相对一侧的第一换热管腔的侧壁上开设有第一换热管腔出口，所述第二换热管腔套设于冷凝水排水管的外部，且在第二换热管腔的相对两侧分别开设有第二换热管腔入口和第二换热管腔出口，所述第一预热水管道一端与第一换热管腔出口连通，另一端与第二换热管腔入口连通，第三换热管腔套设于盐海水管道的外部，且第三换热管腔包括相对设置的第三换热管腔入口和第三换热管腔出口，所述第三换热管腔入口与所述第二换热管腔出口连通，所述加热腔在顶部开设有加热腔入水口，在底部开设有加热腔排水口，所述第二预热水管道的一端与所述第三换热管腔出口相连通，另一端与加热腔入水口相连通，在第二预热水管道上设置有预热水水泵，所述蒸发腔的侧壁顶端开设有蒸发腔入水口，在蒸发腔的另一侧壁的底端开设有蒸发腔排水口，在蒸发腔的顶部开放设置形成所述冷凝管道，所述加热腔排水口和蒸发腔入水口之间通过管道连通，且在该管道上设置有温水水泵，所述盐海水管道一端与蒸发腔排水口连通，另一端与盐海水暂存腔连通；所述冷凝腔设置于蒸发腔的上方或侧上方，且冷凝腔的一端开放设置且与所述冷凝管道连通，冷凝腔的另一侧壁上开设有冷凝腔排水口，所述冷凝水排水管的一端与冷凝腔排水口连通，另一端与冷凝水暂存腔相连通，在冷凝水暂存腔的底部设置有淡化水排出口；所述主蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述蒸发腔内部，所述压缩机通过所述压缩排气管与主蒸发管的入口端相连通，所述副蒸发管以蛇形或盘旋形设置在所述加热腔内，且副蒸发管的入口端通过管道与所述主蒸发管的出口端相连通，所述冷凝回液管的一端与副蒸发管的出口端相连通，另一端与冷却器相连通，所述冷凝管以盘旋形或蛇形设置在冷凝腔内，且冷凝管入口与所述冷却器通过管道相连通，冷凝管出口通过管道与喷气抽气器以及压缩机相连通，所述压缩机用于向主蒸发管内提供高温高压的制冷剂气体，喷气抽气器用于向压缩机提供低温低压的制冷剂。
2.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述淡化水暂存部件包括淡化水暂存腔、第二水力涡轮、第二发电机和第二蓄电池；所述淡化水暂存腔设置于淡化单元的下方或侧下方，淡化水暂存腔在顶部或侧顶部设置有纯净水入水口，所述纯净水入水口通过管口与冷凝水暂存腔的淡化水排出口向连通，在该管口内横置有第二水力涡轮，在淡化水暂存腔的外部设置有第二发电机和第二蓄电池，所述第二发电机的输入轴通过齿轮组与第二水力涡轮相连接，并通过第二水力涡轮的转动实现发电，并将电力储存到第二蓄电池中。
3.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述淡化单元还包括有液位传感器，所述液位传感器设置于蒸发腔的内侧壁上，当蒸发腔内的液面低于设定的阈值时，通过蒸发腔排水口将高盐浓度的海水排出，同时开启蒸发腔入水口，将加热腔内的海水排入到蒸发腔内。
4.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述入水管水泵通过风力发电机舱进行供电或所述入水管水泵的输入轴通过齿轮组和减速器与风力发电机舱内进行连接，通过风力叶片的转动带动入水管水泵的转动。
5.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述预热水水泵、温水水泵、压缩机、喷气抽气器和冷却器等均与第一蓄电池和第二蓄电池进行电连接。
6.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，主蒸发管的入口端的水平高度高于主蒸发管的出口端的水平高度；副蒸发管的入口端的水平高度高于副蒸发管的出口端的水平高度。
7.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，作为替换，所述海水暂存腔设置于船体的侧部，且整体位于船体常规吃水量的海平面以下。
8.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发腔和加热腔的外壳为透明钢化玻璃。
9.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，在所述海水入口的内侧设置有单向挡板，阻止海水暂存腔内的海水通过海水入口反向流出。
10.根据权利要求1所述的小型低耗海水淡化装置，其特征在于，所述淡化水暂存腔内设置有紫外消毒部件。
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Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001025761A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Ke Corporation:Kk | 液濃縮装置及び液濃縮方法 |
| CN2470343Y (zh) * | 2001-03-19 | 2002-01-09 | 刘宗洲 | 太阳能和风能海水淡化装置 |
| JP2012236176A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Ihi Corp | 海水の淡水化システム及びその方法 |
| CN103043735A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-17 | 东方电气集团东汽投资发展有限公司 | 热泵式小型海水淡化装置 |
| KR101421386B1 (ko) * | 2013-12-26 | 2014-07-18 | 현대건설주식회사 | 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템, 그 시스템을 이용한 담수화방법 및 농축수 처리방법 |
| CN104310514A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-28 | 苏州欧拉工程技术有限公司 | 一种高效机械蒸汽再压缩海水淡化方法 |
| CN107032426A (zh) * | 2017-04-22 | 2017-08-11 | 祝长宇 | 一种低温多效海水淡化系统 |
| CN208265795U (zh) * | 2018-03-19 | 2018-12-21 | 南通曙光机电工程有限公司 | 一种高盐废水蒸发结晶系统 |
| CN208762183U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-04-19 | 曾庆福 | 一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统 |
| CN109956509A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 北京佑陆科技有限公司 | 由风力机驱动的基于开式斯特林循环的海水淡化系统 |
| CN210718202U (zh) * | 2019-10-19 | 2020-06-09 | 广东海洋大学 | 一种余冷余热联合制冷制淡系统 |
| CN211733890U (zh) * | 2020-01-08 | 2020-10-23 | 浙江工业大学 | 一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置 |
| US20210024375A1 (en) * | 2018-04-12 | 2021-01-28 | Desolenator B.V. | A method for storing energy and generating electric power and a device for storing solar energy and generating electric power |
| CN113428918A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-24 | 江苏博科华环保科技有限公司 | 一种节能不结垢防腐高盐废水处理用mvr低温蒸发系统及其使用方法 |
-
2022
- 2022-08-09 CN CN202210947710.XA patent/CN115367826B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001025761A (ja) * | 1999-07-13 | 2001-01-30 | Ke Corporation:Kk | 液濃縮装置及び液濃縮方法 |
| CN2470343Y (zh) * | 2001-03-19 | 2002-01-09 | 刘宗洲 | 太阳能和风能海水淡化装置 |
| JP2012236176A (ja) * | 2011-05-13 | 2012-12-06 | Ihi Corp | 海水の淡水化システム及びその方法 |
| CN103043735A (zh) * | 2012-12-26 | 2013-04-17 | 东方电气集团东汽投资发展有限公司 | 热泵式小型海水淡化装置 |
| KR101421386B1 (ko) * | 2013-12-26 | 2014-07-18 | 현대건설주식회사 | 폐수 무방류 고효율 해수담수화 시스템, 그 시스템을 이용한 담수화방법 및 농축수 처리방법 |
| CN104310514A (zh) * | 2014-10-16 | 2015-01-28 | 苏州欧拉工程技术有限公司 | 一种高效机械蒸汽再压缩海水淡化方法 |
| CN107032426A (zh) * | 2017-04-22 | 2017-08-11 | 祝长宇 | 一种低温多效海水淡化系统 |
| CN109956509A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 北京佑陆科技有限公司 | 由风力机驱动的基于开式斯特林循环的海水淡化系统 |
| CN208265795U (zh) * | 2018-03-19 | 2018-12-21 | 南通曙光机电工程有限公司 | 一种高盐废水蒸发结晶系统 |
| US20210024375A1 (en) * | 2018-04-12 | 2021-01-28 | Desolenator B.V. | A method for storing energy and generating electric power and a device for storing solar energy and generating electric power |
| CN208762183U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-04-19 | 曾庆福 | 一种太阳能海水淡化提盐及发电一体化系统 |
| CN210718202U (zh) * | 2019-10-19 | 2020-06-09 | 广东海洋大学 | 一种余冷余热联合制冷制淡系统 |
| CN211733890U (zh) * | 2020-01-08 | 2020-10-23 | 浙江工业大学 | 一种冷冻蒸发联合作用的两级压缩热泵海水淡化装置 |
| CN113428918A (zh) * | 2021-07-06 | 2021-09-24 | 江苏博科华环保科技有限公司 | 一种节能不结垢防腐高盐废水处理用mvr低温蒸发系统及其使用方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 焦冬生等: ""机械压汽蒸馏海水淡化系统的实验研究"", 《水处理技术》, vol. 33, no. 7, pages 43 - 46 * |
| 赵洪武等: ""膜法海水淡化脱硼工艺运行条件的优化"", 《净水技术》, vol. 38, no. 3, pages 109 - 112 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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