CN205328650U - 中温太阳能海水淡化供热水及开水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于海水淡化技术领域，目的是提供一种占地面积小、降低成本、节约资源的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，海水进水管经第一输送泵与蒸馏罐的进水口连通，蒸馏罐的出水口经第二输送泵与雾化器的进水口连通，蒸馏罐的顶部经负压输送装置与过热蒸汽罐连通，换热盘管的一端与中温太阳能集热器的出水口连通，另一端经第三输送泵与中温太阳能集热器的进水口连通，过热蒸汽罐上的蒸汽出口经管路与盘管换热器的进口连通，盘管换热器的出口经管路与淡化水回收箱的热水区连通，热水区、开水区的出水口分别经管路与热水用水点、开水用水点连接。

Description

中温太阳能海水淡化供热水及开水系统

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，特别是涉及一种中温太阳能海水淡化供热水及开水系统。

背景技术

海水淡化即利用海水脱盐生产淡水，是实现水资源利用的开源增量技术，可以增加淡水总量，且不受时空和气候影响，水质好，价格渐趋合理，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

目前全球海水淡化技术超过20余种，包括反渗透法、低多效蒸馏法、多级闪蒸法、电渗析法、压汽蒸馏法、露点蒸发法、水电联产、热膜联产以及利用核能、太阳能、风能、潮汐能海水淡化技术等等，以及微滤、超滤、纳滤等多项预处理和后处理工艺。

从大的分类来看，主要分为蒸馏法(热法)和膜法两大类，其中低多效蒸馏法、多级闪蒸法和反渗透膜法是全球主流技术。一般而言，低多效蒸馏法具有节能、海水预处理要求低、淡化水品质高等优点；反渗透膜法具有投资低、能耗低等优点，但海水预处理要求高；多级闪蒸法具有技术成熟、运行可靠、装置产量大等优点，但能耗偏高。

无论是采用膜法还是采用热法，都存在需要大量能源的问题，无论是热能，还是电能，所消耗的都是巨大的，也是海水淡化中成本占比最大的。因此，未来的海水淡化技术应该是膜法或热法复合太阳能海水淡化技术，太阳能复合低温蒸馏方法是未来海水淡化的主要发展方向。

而目前现有的利用太阳能进行海水淡化的技术，多是将海水初步预热后，通过与太阳能集热系统换热，形成水蒸气以达到淡化的目的，由于海水蒸发需要消耗大量的热量，1KG100℃的水蒸发成水蒸气需要2256.65KJ热量，这些热量全部需从太阳能集热系统提取，因此太阳能集热系统特别庞大，占地面积大，建造成本高。此外，现有技术中水蒸气通过冷凝池冷凝，同时作为海水的预热使用，冷凝1kg水蒸气，大约需要5～6kg的冷却海水，但其中只有1kg升温的海水能够被后续蒸发淡化。如果5～6kg的冷却海水全部被蒸发淡化，则就会形成指数效应，造成巨量的冷却水需要淡化，这是不现实的。因此现有技术中每冷凝1kg水蒸气就需要浪费4～5kg海水，造成巨大的资源浪费。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种占地面积小、降低成本、节约资源的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，包括淡化水回收箱、蒸馏装置、负压输送装置、过热蒸汽换热器、中温太阳能集热装置，淡化水回收箱内分隔成热水区和开水区，热水区和开水区的底部相通，开水区内安装电加热器，蒸馏装置包括蒸馏罐、盘管换热器、雾化器，蒸馏罐内顶部安装雾化器，蒸馏罐内安装盘管换热器，过热蒸汽换热器包括过热蒸汽罐，过热蒸汽罐内安装换热盘管，中温太阳能集热装置包括多个串联连接的中温太阳能集热器，海水进水管经第一输送泵与蒸馏罐的进水口连通，蒸馏罐的出水口经第二输送泵与雾化器的进水口连通，蒸馏罐的顶部经负压输送装置与过热蒸汽罐连通，换热盘管的一端与中温太阳能集热器的出水口连通，另一端经第三输送泵与中温太阳能集热器的进水口连通，过热蒸汽罐上的蒸汽出口经管路与盘管换热器的进口连通，盘管换热器的出口经管路与淡化水回收箱的热水区连通，热水区、开水区的出水口分别经管路与热水用水点、开水用水点连接。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述负压输送装置采用罗兹真空泵、罗兹压缩机或干式真空泵、高压风机。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述蒸馏罐的出水口处安装第一阀门。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述第一阀门与第二输送泵之间的管路上并联浓盐水排放管，浓盐水排放管上串联排放阀。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述换热盘管的另一端与第三输送泵之间设置储热罐。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述淡化水回收箱内热水区与开水区之间设置隔板进行分隔。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述蒸馏罐的进水口设置在蒸馏罐一侧壁的底部位置，出水口设置在蒸馏罐另一侧壁的底部。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，进一步的，所述中温太阳能集热器采用CPC集热器、菲涅尔集热器或槽式集热器。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，采用负压蒸馏技术实现低温条件下的海水蒸发淡化，由于当水蒸气的温度高于海水蒸发的温度时才能使水蒸气的热焓完全释放出来，因此本实用新型利用太阳能将水蒸气进行加热增焓增温，形成过热饱和蒸汽，由于过热饱和蒸气温度高于蒸馏罐内海水温度，则可直接在蒸馏罐内为海水加热，促其蒸发，过热饱和蒸气80％～90％的冷凝热能用于蒸馏罐内海水的蒸发，即海水在蒸馏罐内吸收过热饱和蒸汽的冷凝热后即蒸发为水蒸气，水蒸气进入过热蒸汽罐内，此时太阳能集热器仅仅用于将水蒸气加热成过热蒸汽，每1KG水蒸气加热为过热蒸汽仅需要热量30-100KJ左右，远远小于现有技术中的2256.65KJ，因此大大节约了太阳能集热装置的建造成本，大大减小了其占地面积；此外，由于过热蒸汽的冷凝热用于使海水蒸发，使1KG过热蒸汽冷凝仅需要不到1KG海水，远远小于现有技术的5～6kg，因此不会造成任何的资源浪费，本实用新型通过负压蒸馏-过热蒸汽-潜热回收等方式，实现能源利用最大化，从而大幅度降低海水淡化的成本，且能够同时提供高温热水和开水，满足用户的不同温度需求。由于系统中只有少量的泵，因此，运行能耗极低，且没有类似超滤膜、高压泵等高成本高能耗设备，因此造价低廉，运行可靠，系统运行成本低廉，节约资源，符合未来海水淡化的发展趋势。

下面结合附图对本实用新型的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统包括淡化水回收箱1、蒸馏装置、负压输送装置3、过热蒸汽换热器、中温太阳能集热装置，淡化水回收箱1内中部固定隔板11，将淡化水回收箱1内腔分隔成热水区12和开水区13，热水区12和开水区13的底部相通，开水区13内安装电加热器14，蒸馏装置包括蒸馏罐2、盘管换热器21、雾化器22，蒸馏罐2内顶部安装雾化器22，蒸馏罐2内安装盘管换热器21，蒸馏罐2一侧壁的底部位置设置进水口23，另一侧壁的底部设置出水口24，负压输送装置3采用罗兹真空泵、罗兹压缩机或干式真空泵、高压风机。过热蒸汽换热器包括过热蒸汽罐4，过热蒸汽罐4内安装换热盘管41。中温太阳能集热装置包括多个串联连接的中温太阳能集热器5，数量根据需要设置如4-8个，图中所示为7个。中温太阳能集热器可采用CPC集热器、菲涅尔集热器或槽式集热器。

海水进水管7经第一输送泵8与蒸馏罐2的进水口连通，蒸馏罐2的出水口经第一阀门9、第二输送泵10与雾化器22的进水口连通，第一阀门9与第二输送泵10之间的管路上并联浓盐水排放管6，浓盐水排放管6上串联排放阀61。负压输送装置3的进气口通过连接管与蒸馏罐2连通，排气口通过连接管与过热蒸汽罐4连通。换热盘管41的一端与中温太阳能集热器5的出水口连通，另一端与储热罐51连通，储热罐51经第三输送泵52与中温太阳能集热器5的进水口连通。过热蒸汽罐4上的蒸汽出口42经管路与盘管换热器21的进口连通，盘管换热器21的出口经管路与淡化水回收箱1的热水区12连通，热水区12、开水区13的出水口15、16分别经管路与热水用水点、开水用水点连接，分别供应热水和开水。

过热蒸汽罐内的换热盘管与中温太阳能装置连接，形成闭合回路，通过第三输送泵和储热罐，实现中温太阳能装置的集热、储热、换热和热量的削峰填谷功能。

本实用新型中温太阳能海水淡化供热水及开水系统的工作过程如下：

预处理的海水经第一输送泵8送入蒸馏罐2内，蒸馏罐2内的海水经第二输送泵10从底部抽出后，从雾化器22喷出，雾化，雾化海水与盘管换热器21内的高温蒸汽换热，在负压真空作用下，形成80～100℃的低压饱和蒸汽，通过负压输送装置3进入过热蒸汽罐4中，吸收中温太阳能集热器5热量后形成100～120℃的过热饱和蒸汽，然后输送至蒸馏罐2内的盘管换热器21中，对海水进行加热蒸馏，同时过热饱和蒸汽冷凝，形成80～100℃的冷凝淡水进入到淡化水回收箱1内，当需要热水时，开启热水用水点阀门即可，也可和低温淡水混合使用，形成温水；当需要开水或高温热水时，开启开水用水点阀门，此时，根据出水温度高低控制电加热器14的开启功率，使出水温度达到设定温度。蒸馏罐2内浓缩后的浓盐水经浓盐水排放管6排出。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：包括淡化水回收箱、蒸馏装置、负压输送装置、过热蒸汽换热器、中温太阳能集热装置，淡化水回收箱内分隔成热水区和开水区，热水区和开水区的底部相通，开水区内安装电加热器，蒸馏装置包括蒸馏罐、盘管换热器、雾化器，蒸馏罐内顶部安装雾化器，蒸馏罐内安装盘管换热器，过热蒸汽换热器包括过热蒸汽罐，过热蒸汽罐内安装换热盘管，中温太阳能集热装置包括多个串联连接的中温太阳能集热器，

海水进水管经第一输送泵与蒸馏罐的进水口连通，蒸馏罐的出水口经第二输送泵与雾化器的进水口连通，蒸馏罐的顶部经负压输送装置与过热蒸汽罐连通，换热盘管的一端与中温太阳能集热器的出水口连通，另一端经第三输送泵与中温太阳能集热器的进水口连通，过热蒸汽罐上的蒸汽出口经管路与盘管换热器的进口连通，盘管换热器的出口经管路与淡化水回收箱的热水区连通，热水区、开水区的出水口分别经管路与热水用水点、开水用水点连接。

2.根据权利要求1所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述负压输送装置采用罗兹真空泵、罗兹压缩机或干式真空泵、高压风机。

3.根据权利要求1或2所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述蒸馏罐的出水口处安装第一阀门。

4.根据权利要求3所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述第一阀门与第二输送泵之间的管路上并联浓盐水排放管，浓盐水排放管上串联排放阀。

5.根据权利要求1或2所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述换热盘管的另一端与第三输送泵之间设置储热罐。

6.根据权利要求4所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述换热盘管的另一端与第三输送泵之间设置储热罐。

7.根据权利要求6所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述淡化水回收箱内热水区与开水区之间设置隔板进行分隔。

8.根据权利要求6所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述蒸馏罐的进水口设置在蒸馏罐一侧壁的底部位置，出水口设置在蒸馏罐另一侧壁的底部。

9.根据权利要求2所述的中温太阳能海水淡化供热水及开水系统，其特征在于：所述中温太阳能集热器采用CPC集热器、菲涅尔集热器或槽式集热器。