CN202688030U - 混合式太阳能海水淡化系统 - Google Patents

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王文婷
唐志军
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Abstract

本实用新型涉及一种混合式太阳能海水淡化系统,由回热循环子系统、加热蒸馏子系统和给排水子系统组成,回热循环子系统中的预热水箱与太阳能光伏光热装置以及回热器构成闭合循环系统,其中,太阳能光伏光热装置与回热器之间连接有第二循环泵;加热蒸馏子系统中的太阳能集热器与盘管以及第一循环泵构成闭合循环系统,其中,盘管置于太阳能蒸馏器内;给排水子系统包括给水泵、排污装置,给水泵进、出水口分别与预热水箱和太阳能蒸馏器连接。本实用新型利用太阳能光伏电池提供所需动力,并且将太阳能光伏电池的废热回收并加以利用。将太阳能蒸馏器、冷凝器、回热器有机结合,不但利用回热、节约能源,而且极大地节约了占地面积。

Description

混合式太阳能海水淡化系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种海水淡化,尤其是一种太阳能海水淡化系统。
背景技术
[0002] 随着地球人口剧增和能源大量开采和利用带来的环境污染等因素的影响,全球性缺水问题日益严重。地球上的水约有97. 5%是无法饮用的。因此在海水资源丰富的地区,采用海水淡化技术,是解决目前淡水资源短缺的有效途径。海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等,然而这些方法都需要消耗大量的燃料或电力,并且存在高温下设备腐蚀的问题。因此,在世界能源较为紧缺的情况下利用太阳能从海水中获取淡水,是缓解淡水资源缺乏的清洁且有效的措施。传统的太阳能蒸馏器设备庞大且占地面积大,产水量较低。而主动式太阳能海水淡化与被动式太阳能海水淡化相结合的海水淡化系统受到了人们的亲睐。另外,海水淡化系统中的回热利用是节能减排的有效途径之一 O·
[0003]目前公开的相关专利主要有:
[0004] I)中国专利号201020624075. 4,全自动太阳能海水淡化装置,此项海水淡化装置,系统驱动力采用风力发电装置提供。整套系统中加入了巡日机构,虽然采集的热量有所增力口,但成本也相应提高。
[0005] 2)中国专利号201110303428. X,一种带回热循环的太阳能吸收式海水淡化装置;此发明内容主要针对海水淡化存在的能源消耗和设备腐蚀问题。设计了去除不凝气体的海水脱气装置,系统比较庞大。
发明内容
[0006] 本实用新型是要提供一种混合式太阳能海水淡化系统,该系统可以充分利用太阳能蒸馏器的回热,并将主动式太阳能海水淡化与被动式太阳能海水淡化有机结合。
[0007] 为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:一种混合式太阳能海水淡化系统,由回热循环子系统、加热蒸馏子系统和给排水子系统组成,其特点是:回热循环子系统包括预热水箱、太阳能光伏光热装置、回热器、第二循环泵,预热水箱与太阳能光伏光热装置以及回热器构成闭合循环系统,其中,太阳能光伏光热装置与回热器之间连接有第二循环泵;力口热蒸馏子系统包括太阳能集热器、盘管、太阳能蒸馏器、第一循环泵,太阳能集热器与盘管以及第一循环泵构成闭合循环系统,其中,盘管置于太阳能蒸馏器内;给排水子系统包括给水泵、排污装置,给水泵进、出水口分别与预热水箱和太阳能蒸馏器连接。
[0008] 太阳能光伏光热装置包括太阳能光伏电池和集热管,太阳能光伏电池背部安装集热管。
[0009] 回热器由透明水管及母管组成,二根母管之间连接有若干根透明水管构成换热器。
[0010] 太阳能蒸馏器中设有水位开关,且水位开关与给水泵连接。[0011] 本实用新型的有益效果在于:
[0012] I、本实用新型利用太阳能光伏电池提供所需动力,并且将太阳能光伏电池的废热回收并加以利用。
[0013] 2、本实用新型将太阳能蒸馏器、冷凝器、回热器有机结合,不但利用回热、节约能源,而且极大地节约了占地面积。
附图说明
[0014] 图I是本实用新型的结构示意图;
[0015] 图2是太阳能光伏光热装置结构剖视图;
[0016] 图3是图2中沿A-A的剖视图;
[0017] 图4是回热器结构示意图。·
具体实施方式
[0018] 下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
[0019] 如图I所示,本实用新型的混合式太阳能海水淡化系统,由回热循环子系统、加热蒸馏子系统和给排水子系统组成。
[0020] 回热循环子系统包括预热水箱3、太阳能光伏光热装置4、回热器5、第二循环泵9。预热水箱3与太阳能光伏光热装置4以及回热器5构成闭合循环系统,其中,太阳能光伏光热装置4与回热器5之间连接有第二循环泵9。
[0021] 加热蒸馏子系统包括太阳能集热器2、盘管6、太阳能蒸馏器I、第一循环泵8,太阳能集热器2与盘管6以及第一循环泵8构成闭合循环系统,其中,盘管6置于太阳能蒸馏器I内。
[0022] 给排水子系统包括给水泵10、排污装置,给水泵10进、出水口分别与预热水箱3和太阳能蒸馏器I连接。太阳能蒸馏器I中设有水位开关11,且水位开关11与给水泵10连接。
[0023] 如图2,3所示,太阳能光伏光热装置4包括太阳能光伏电池16和集热管17,太阳能光伏电池16背部安装集热管17。
[0024] 如图4所示,回热器5由透明水管12及母管15组成,二根母管15之间连接有若干根透明水管12构成换热器。
[0025] 回热循环子系统的工作流程:预热水箱3中的海水在第二循环泵9的驱动下经过太阳能光伏光热装置4,吸收太阳能光伏电池16的废热后进入回热器5,进一步吸收太阳能蒸馏器I的汽化潜热,最后回到预热水箱3,从而完成海水的预热过程。光伏电池16运行时大部分太阳辐射转换为热能,导致光伏电池16温度升高,进而影响光伏电池16的光电转换效率。基于此项考虑,在太阳能光伏电池16的背部安装了集热管17,组成了太阳能光伏光热装置4,如图2,3所示。将太阳能光伏光热装置4与预热水箱3的循环出水口连接,使低温海水吸收太阳能光伏电池16的废热,初步预热。回热器5布置在蒸馏器I的冷凝段,其结构如图4所示。回热器5是由透明水管12及母管15组成的换热器,回热器5内的海水依靠吸收水蒸气凝结所释放的汽化潜热来升温。即使回热器5及其中的海水会吸收部分原本入射太阳能蒸馏器I中的太阳辐射能,但由于被回热循环系统利用,对于整个系统来讲,热量并没有损失。再者,透明水管12中的低温海水会带走更多热量,更有利于水蒸气在透明水管12表面凝结,从而增加淡水的产水量。
[0026] 加热蒸馏子系统的工作流程:太阳能集热器2与盘管6以及第一循环泵8构成闭合循环系统,循环工质可以是纯净水或者纳米流体等等,盘管6将太阳能集热器2吸收的热量传递给太阳能蒸馏器I中的海水。太阳能蒸馏器I作为传统被动式太阳能海水淡化装置,一方面实现高温海水的集热蒸发,另一方面完成凝结水蒸气与回收淡水的功能。
[0027] 给排水子系统的工作流程:给水泵10在水位开关11的控制下将预热水箱3中的低温海水送入太阳能蒸馏器I中。排污装置可完成浓盐水的排放。
[0028] 太阳能集热器与太阳能蒸馏器是系统的主要部件及热源,二者通过带有太阳能选择性吸收涂层的盘管结合于一体。高效混合式太阳能海水淡化系统的动力来源是太阳能光 伏电池,将太阳能光伏电池的废热回收并加以利用。
[0029] 本实用新型的推广应用及前景
[0030] 本实用新型提出的高效混合式海水淡化系统的回热装置在不影响太阳入射强度的情况下,可以有效回收冷凝端的热量以及太阳能电池背板的热量,并将回收的热量用于预热海水,这样不仅提高了能量利用效率,而且降低了冷凝端的温度。本发明提出的方案既可提高产水效率,又能保障光伏系统的正常运行。可谓一举多得。
[0031] 本实用新型的混合式海水淡化系统利用太阳能光伏系统提供了海水淡化系统所需的循环动力,使其可以用于市电不易到达的偏远地区(如偏远海岛、海上作业平台)。
[0032] 本实用新型还可对已有的海水淡化系统进行合理的优化改造,使其日均产水量和综合经济性大幅提高。海水淡化系统中利用了新能源技术,一方面节约传统能源,另一方面可以实现绿色环保及节能减排。

Claims (4)

1. 一种混合式太阳能海水淡化系统,由回热循环子系统、加热蒸馏子系统和给排水子系统组成,其特征在于:所述回热循环子系统包括预热水箱(3)、太阳能光伏光热装置(4)、回热器(5)、第二循环泵(9),预热水箱(3)与太阳能光伏光热装置(4)以及回热器(5)构成闭合循环系统,其中,太阳能光伏光热装置(4)与回热器(5)之间连接有第二循环泵(9);所述加热蒸馏子系统包括太阳能集热器(2)、盘管(6)、太阳能蒸馏器(I)、第一循环泵(8),太阳能集热器(2)与盘管(6)以及第一循环泵(8)构成闭合循环系统,其中,盘管(6)置于太阳能蒸馏器(I)内;所述给排水子系统包括给水泵(10)、排污装置,给水泵(10)进、出水口分别与预热水箱(3)和太阳能蒸馏器(I)连接。
2.根据权利要求I所述的混合式太阳能海水淡化系统,其特征在于:所述太阳能光伏光热装置(4)包括太阳能光伏电池(16)和集热管(17),太阳能光伏电池(16)背部安装集热管(17)。
3.根据权利要求I所述的混合式太阳能海水淡化系统,其特征在于:所述回热器(5)由透明水管(12)及母管(15)组成,二根母管(15)之间连接有若干根透明水管(12)构成换热器。
4.根据权利要求I所述的混合式太阳能海水淡化系统,其特征在于:所述太阳能蒸馏器(I)中设有水位开关(11),且水位开关(11)与给水泵(10 )连接。
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