CN202279712U

CN202279712U - 光伏半导体制冷式海水淡化装置

Info

Publication number: CN202279712U
Application number: CN2011204008146U
Authority: CN
Inventors: 薛黎明; 刘伯昂
Original assignee: Rayspower New Energy Co Ltd
Current assignee: Rayspower Energy Group Co Ltd
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2021-10-20

Abstract

本实用新型公开了一种光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括密封蒸发室、半导体制冷装置和冷凝室，密封蒸发室和冷凝室相连通，其中，半导体制冷装置包括热部和冷凝部，热部设置在密封蒸发室内，冷凝部设置在冷凝室内，热部加热蒸发海水形成的水蒸气导入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝结成淡水。本实用新型应用半导体加热、光晒蒸发，饱和水汽冷凝原理，通过两室外加通道这一空间结构，于密封室先将海水从上晒从下加热，使其蒸发并在蒸汽压的作用下通过通道进入冷凝室，而后在其顶部凝结成水珠下落。

Description

光伏半导体制冷式海水淡化装置

技术领域

本实用新型涉及一种海水淡化装置，尤其是一种光伏半导体制冷式海水淡化装置。

背景技术

海水淡化技术的大规模应用始于干旱的中东地区，但并不局限于该地区。由于世界上70％以上的人口都居住在离海洋120公里以内的区域，因而海水淡化技术近20多年迅速在中东以外的许多国家和地区得到应用。最新资料表明，世界已建设了许多海水和苦咸水淡化厂，其生产能力达到日产淡水亿吨。目前海水淡化已遍及全世界许多国家和地区，淡化水大约养活世界5％的人口。海水淡化，事实上已经成为世界许多国家解决缺水问题，普遍采用的一种战略选择，其有效性和可靠性已经得到越来越广泛的认同。海水淡化的主流方法繁多，具体有如下几种方法：蒸馏法、冷冻法、反渗透法、太阳能法、低温多效、多级闪蒸、电渗析法、压汽蒸馏、露点蒸发法、水电联产、热膜联产等。此外，以上方法的其他组合也日益受到重视。在实际选用中，究竟哪种方法最好，也不是绝对的，要根据规模大小、能耗费用、海水水质、气候条件以及技术与安全性等实际条件而定。

实际上，一个大型的海水淡化项目往往是一个非常复杂的系统工程。海水淡化技术形成了以多级闪蒸、反渗透和多效蒸发为主要代表的工业技术。专家普遍认为，今后三、四十年在工业应用上，仍将是这三项技术“唱主角”，但反渗透的比重将越来越大。从地区上来讲，中东海湾国家仍将以多级闪蒸为首选，因为它具有大型化和超大型化（单台设备产水量目前已高达日产淡水4～5万吨），适应于污染重的海湾水以及预处理费用低的优势；然而在中东以外地区将以反渗透或膜法为首选，因为膜法的能耗和成本都具有优势，以北美地区为例，近期的发展已经表明，在淡化和海水处理方面都将以膜法为主。情况不同，工艺方法差异非常明显。

实用新型内容

针对现有技术存在的局限，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、工作快速的光伏半导体制冷式海水淡化装置。

为实现上述目的，本实用新型光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括密封蒸发室、半导体制冷装置和冷凝室，密封蒸发室和冷凝室相连通，其中，半导体制冷装置包括热部和冷凝部，热部设置在密封蒸发室内，冷凝部设置在冷凝室内，热部加热蒸发海水形成的水蒸气导入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝结成淡水。

进一步，所述密封蒸发室和冷凝室一体构成，并整体组合为蒸发冷凝部，该蒸发冷凝部包括上下两层结构，所述密封蒸发室位于上层，所述冷凝室位于下层；所述半导体制冷装置位于两层之间，并直接由所述半导体制冷装置形成两层之间的隔板结构。

进一步，所述蒸发冷凝部内的中部设置有竖直的隔离墙，该隔离墙设置在靠近所述蒸发冷凝部朝阴的一侧，隔离墙与所述半导体制冷装置、及所述上层的侧壁共同构成盛装海水的容器；所述冷凝室的底部设置为用于盛装淡水的容器式结构。

进一步，所述隔离墙与所述蒸发冷凝部的朝阴侧壁、上壁和底壁之间均间隔设置，该间隔设置构成的间隙形成所述密封蒸发室和冷凝室之间相连通的气道。

进一步，所述蒸发冷凝部的顶部为倾斜设置，该倾斜面的朝阴一侧高朝阳一侧低，其上密封安装有双层间隔透光玻璃。

进一步，所述热部固定安装在隔热层的上表面，所述冷凝部固定安装在隔热层的下表面，所述冷凝部的下表面还设置有导热保护层，所述热部的上表面还设置有导热密封层，导热密封层上设置有微波暗室的黑色楔形热吸收结构。

进一步，所述热部包括独立加热单元。

进一步，所述半导体制冷装置的下表面上设置有导流槽，该导流槽倾斜设置，水蒸气凝结成的淡水水珠顺延导流槽流入所述冷凝室的底部盛装淡水的容器式结构。

进一步，所述透光玻璃的室外表面设置有太阳光减反射膜。

进一步，所述海水淡化装置还包括发电部，该发电部包括电源管理装置和用于向所述半导体制冷装置提供电能的光伏发电装置。

本实用新型应用半导体加热、光晒蒸发，饱和水汽冷凝原理，通过两室外加通道这一空间结构，于密封室先将海水从上晒从下加热，使其蒸发并在蒸汽压的作用下通过通道进入冷凝室，而后在其顶部凝结成水珠下落。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

本实用新型的应用原理：阳光照射太阳能电池板发电，并供给半导体制冷装置工作，同时在密封室中又利用太阳光光照热量、半导体制冷热端的释放热量加热海水使其水分蒸发转化为蒸汽，经管路扩散另一低温舱室，在半导体制冷端冷凝器上水汽冷凝，完成海水淡化过程。

如图1所示，本实用新型光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括蒸发冷凝部和发电部，蒸发冷凝部包括密封蒸发室2、半导体制冷装置16和冷凝室13，密封蒸发室2和冷凝室13相连通，其中，半导体制冷装置16包括热部4、冷凝部5和隔热层15和导热密封层6，热部4设置在密封蒸发室2内，冷凝部5设置在冷凝室13内。发电部包括电源管理装置（图中未示）和用于向半导体制冷装置16提供电能的光伏发电装置（图中未示）。

密封蒸发室2和冷凝室13一体构成，并整体组合为蒸发冷凝部的外壳结构，蒸发冷凝部包括上下两层结构，密封蒸发室2位于上层，冷凝室13位于下层；半导体制冷装置16位于两层之间，隔热层15固定设置在蒸发冷凝部的侧壁上，并且热部4固定安装在隔热层15的上表面，冷凝室13固定安装在隔热层15的下表面，半导体制冷装置16整体直接形成蒸发冷凝部的上下两层之间的隔板结构，在两层之间隔板结构覆盖不到之处可以以绝热隔离层来填充替代。

蒸发冷凝部内的中部设置有竖直的隔离墙14，隔离墙14设置在靠近蒸发冷凝部朝阴的一侧，隔离墙14与半导体制冷装置16、及上层的侧壁共同构成盛装海水的容器；冷凝室13的底部设置为用于盛装淡水的容器式结构。隔离墙14与蒸发冷凝部的朝阴侧壁、上壁和底壁之间均间隔设置，该间隔设置构成的间隙形成密封蒸发室2和冷凝室13之间相连通的气道11。

蒸发冷凝部的顶部为倾斜设置，该倾斜面的朝阴一侧高朝阳一侧低，其上密封安装有双层间隔透光玻璃12，透光玻璃12的室外表面设置有太阳光减反射膜，该太阳光减反射膜可采用纳米技术。热部4的上表面还设置有导热密封层6，导热密封层6上设置有微波暗室的黑色楔形热吸收结构，该黑色楔形热吸收结构可采用纳米技术。

冷凝室13的下表面还设置有导热保护层(图中未示)，半导体制冷装置16的下表面上设置有导流槽9，即冷凝室13的顶部设置有导流槽9，导热保护层和导流槽9可采用纳米技术，导流槽9倾斜设置，热部4加热蒸发海水形成的水蒸气通过气道11导入冷凝室13，并在冷凝部5的作用下凝结成淡水8，水蒸气凝结成的淡水水珠7顺延导流槽9流入冷凝室13的底部盛装淡水的容器式结构。

本实用新型中，发电部、蒸发冷凝部可分别设于两处，蒸发冷凝部的布局类似玻璃暖房加地下室结构。密封蒸发室2、冷凝室13、气道11、隔离墙14互相之间及与外界的连接结构，均采用水、气密封、隔热结构，形成蒸发冷凝隔离密封结构。其中与所述透光玻璃的连接除外。

工作时，首先，当阳光1开始照射时，发电部的光伏发电装置发电，并通过电源管理装置向半导体制冷装置16供电，并使其热部4发热，冷凝部5降温，热部4热量通过导热密封层6传给海水3；热部4包括独立加热单元，冷凝室13制冷时所需散发热交换热量也可用于加热海水。同时，阳光1也通过透光玻璃12照射到密封蒸发室2底部的导热密封层6，导热密封层6上设置的黑色楔形热吸收结构经光热转换发出热量，这些热量均用于加热海水3，使其蒸发。

海水3气化产生的水蒸气进入密封蒸发室2的空间，并通过扩散和水蒸气压作用，经气道11进入冷凝室13的空间，水蒸气与冷凝部5相遇，由于冷凝部5已制冷降温，在温差的作用下水蒸气凝结于冷凝部5表面形成露水，其后聚集成细流沿导流槽9落入冷凝室13的底部。

本实用新型应用半导体加热、光晒蒸发，饱和水汽冷凝原理，通过两室外加通道这一空间结构，在密封蒸发室2内先将海水从上晒到下加热，使其蒸发，并在蒸汽压的作用下通过通道进入冷凝室，而后在其顶部凝结成水珠下落。本实用新型结构简单、成本低、能耗低、绿色环保，具有很高的实用性和市场推广性。

Claims

1.光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于，该海水淡化装置包括密封蒸发室、半导体制冷装置和冷凝室，密封蒸发室和冷凝室相连通，其中，半导体制冷装置包括热部和冷凝部，热部设置在密封蒸发室内，冷凝部设置在冷凝室内，热部加热蒸发海水形成的水蒸气导入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝结成淡水。

2. 如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述密封蒸发室和冷凝室一体构成，并整体组合为蒸发冷凝部，该蒸发冷凝部包括上下两层结构，所述密封蒸发室位于上层，所述冷凝室位于下层；所述半导体制冷装置位于两层之间，并直接由所述半导体制冷装置形成两层之间的隔板结构。

3. 如权利要求2所述的海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发冷凝部内的中部设置有竖直的隔离墙，该隔离墙设置在靠近所述蒸发冷凝部朝阴的一侧，隔离墙与所述半导体制冷装置、及所述上层的侧壁共同构成盛装海水的容器；所述冷凝室的底部设置为用于盛装淡水的容器式结构。

4. 如权利要求3所述的海水淡化装置，其特征在于，所述隔离墙与所述蒸发冷凝部的朝阴侧壁、上壁和底壁之间均间隔设置，该间隔设置构成的间隙形成所述密封蒸发室和冷凝室之间相连通的气道。

5. 如权利要求4所述的海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发冷凝部的顶部为倾斜设置，该倾斜面的朝阴一侧高朝阳一侧低，其上密封安装有双层间隔透光玻璃。

6. 如权利要求4所述的海水淡化装置，其特征在于，所述热部固定安装在隔热层的上表面，所述冷凝部固定安装在隔热层的下表面，所述冷凝部的下表面还设置有导热保护层，所述热部的上表面还设置有导热密封层，导热密封层上设置有微波暗室的黑色楔形热吸收结构。

7. 如权利要求6所述的海水淡化装置，其特征在于，所述热部包括独立加热单元。

8. 如权利要求6所述的海水淡化装置，其特征在于，所述半导体制冷装置的下表面上设置有导流槽，该导流槽倾斜设置，水蒸气凝结成的淡水水珠顺延导流槽流入所述冷凝室的底部盛装淡水的容器式结构。

9. 如权利要求5所述的海水淡化装置，其特征在于，所述透光玻璃的室外表面设置有太阳光减反射膜。

10.如权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述海水淡化装置还包括发电部，该发电部包括电源管理装置和用于向所述半导体制冷装置提供电能的光伏发电装置。