CN205616594U - 一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置 - Google Patents

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赖剑威
杨学斌
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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池、半导体制冷机构、蒸发器和冷凝器，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与蒸发器连接，所述蒸发器安装于冷凝器中，所述半导体制冷机构的热端贴紧于蒸发器的外壁，所述半导体制冷机构的冷端贴紧于冷凝器的内壁；所述蒸发器的蒸发腔与冷凝器的冷凝腔连通。本实用新型的结构紧凑，有效减小了整个装置的体积，而且工作稳定，海水淡化效率高。

Description

一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置
技术领域
本实用新型涉及海水淡化技术，具体来说是一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置。
背景技术
海水淡化，实际上已经成为世界上许多国家解决水资源短缺问题的关键技术，同时也是普遍采用的一种战略选择，其可靠性以及有效性已经得到越来越广泛的认同。
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。因太阳能具有绿色环保，无污染，永不枯竭的特点，目前的海水淡化采用了太阳能。然而，太阳能的能量密度低，并且受时间和天气的影响而不稳定。同时，现有的太阳能海水淡化装置中主要分为两大类型：被动式太阳能蒸馏系统和主动式太阳能蒸馏系统。而被动式太阳能蒸馏系统和主动式太阳能蒸馏系统均存在缺陷。1、被动式太阳能蒸馏系统的主要缺陷为：整体设备的体积较较大，不方便安装；海水淡化效率较低。2、主动式太阳能蒸馏系统：造价相对较高，同时稳定性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、安装方便、海水淡化效率高的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池、半导体制冷机构、蒸发器和冷凝器，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接， 所述蓄电池与蒸发器连接，所述蒸发器安装于冷凝器中，所述半导体制冷机构的热端贴紧于蒸发器的外壁，所述半导体制冷机构的冷端贴紧于冷凝器的内壁；所述蒸发器的蒸发腔与冷凝器的冷凝腔连通。
优选的，所述冷凝器包括顶盖和呈圆筒状的底桶，所述顶盖与底桶的上端密封连接，所述底桶的下端一侧设有用于排放淡水的淡水出口，所述底桶的下端另一侧设有连接孔，此连接孔连接有用于排放浓盐水的管道，所述管道与蒸发器的蒸发腔连通。
优选的，所述顶盖的内壁面呈球面状。
优选的，所述蒸发器包括用于盛装海水的器体，所述器体设有蒸发腔，此蒸发腔的上端与冷凝器的冷凝腔相通，所述器体的下端设有与蒸发腔相通的浓盐水出口，此浓盐水出口与管道连通。
优选的，所述器体的横截面呈正方形。
优选的，所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置还包括支架，所述蒸发器通过支架安装于冷凝腔的中部。
优选的，所述半导体制冷机构包括半导体制冷器和导冷块，所述半导体制冷器的热端与蒸发器的外壁相贴紧，所述半导体制冷器的冷端与导冷块的一端连接，所述导冷块的另一端与冷凝器的内壁相贴紧。
优选的，所述半导体制冷机构具有2～8组，所述半导体制冷机构均匀分布于冷凝腔内。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置主要由太阳能发电板、调压模块、蓄电池、半导体制冷机构、蒸发器和冷凝器，其利用太阳能为半导体制冷机构提供能量，而半导体制冷机构分别为蒸发器的冷凝器提供热量和冷量，实现能量自给，不需要外接能源，这结构紧凑，有效减小了整个装置的体积，且太阳能为清洁能源，不产生污染，达到了节能环保的效果。
2、本太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置通过半导体制冷机构的热端 为蒸发器提供热能，这提高了蒸发器中海水的蒸发效率，以提高海水淡化效率；而通过半导体制冷机构的冷端为冷凝器提供冷量，使自蒸发器中蒸发出来的水分可快速有效的在冷凝腔内凝结成液态，提高了可靠性。
3、本太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置中太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，这利用了调压模块将太阳能发电板转化的不稳定电压转换为稳定的电压输出，从而满足蓄电池的需求，提高了工作的稳定性。
4、本太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置在太阳光强烈时，太阳能发电板输出功率高于海水淡化装置功率，蓄电池能够存储多余的由太阳能转化的电能；而在太阳光较弱时，太阳能发电板输出功率低于海水淡化装置功率，蓄电池能够作为供电电源，保证海水淡化装置的正常工作，从而保证了工作的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型的一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置的整体结构示意图。
图2是本实用新型的冷凝器的正视图。此图显示蒸发器安装于冷凝器内的结构。
图3是本实用新型的冷凝器的俯视图。此图显示蒸发器安装于冷凝器内的结构。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1至图3所示，本太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，包括太阳能发电板1、调压模块2、蓄电池3、半导体制冷机构4、蒸发器5和冷凝器6，所述太阳能发电板1通过调压模块2与蓄电池3连接，所述蓄电池3与 蒸发器5连接，所述蒸发器5安装于冷凝器6中，所述半导体制冷机构4的热端贴紧于蒸发器5的外壁，所述半导体制冷机构4的冷端贴紧于冷凝器6的内壁；所述蒸发器5的蒸发腔502与冷凝器6的冷凝腔603连通。具体的，本实施例中的调压模块2采用DC-DC调压模块，此DC-DC调压模块使在各种阳光强度下输入蓄电池两端的电压均为固定值，防止电压过高损坏蓄电池。
所述冷凝器6包括顶盖601和呈圆筒状的底桶602，所述顶盖601与底桶602的上端密封连接，所述底桶602的下端一侧设有用于排放淡水的淡水出口7，所述底桶602的下端另一侧设有连接孔8，此连接孔8连接有用于排放浓盐水的管道9，所述管道9与蒸发器5的蒸发腔502连通。此结构简单可靠，且蒸发器5可方便安装于冷凝腔603内。而为了方便控制淡水和浓盐水的排放，在淡水出口7和管道9均安装有阀门10。
所述顶盖601的内壁面呈球面状。此结构有利于冷凝后的淡水沿顶盖的内壁面流至冷凝腔603的下端，避免冷凝后的淡水再次落入蒸发器5，从而提高了海水淡化效率。
所述蒸发器5包括用于盛装海水的器体501，所述器体501设有蒸发腔502，此蒸发腔502的上端与冷凝器6的冷凝腔603相通，所述器体501的下端设有与蒸发腔502相通的浓盐水出口11，此浓盐水出口11与管道9连通。这令淡水的水分以汽态自蒸发腔502的上端排出进入冷凝腔603，而浓盐水自位于器体下端的浓盐水出口进入管道后再排出，从而不会形成对流，进一步提高海水淡化效率。为使浓盐水尽快排出，浓盐水出口位于器体下端底板的中心。
所述器体501的横截面呈正方形。此结构可使半导体制冷机构4的热端更好的与器体501的外壁相贴，保证半导体制冷机构4的热端与器体501的外壁的贴合面具有足够大，以保证半导体制冷机构4的热端对蒸发器的加热效果，进一步提高海水淡化效率。
所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置还包括支架12，所述蒸发 器5通过支架12安装于冷凝腔603的中部。具体的支架12采用四根支撑杆，支撑杆的一端固定于蒸发器5的器体501外壁，支撑杆的另一端固定于冷凝器6的内壁，同时四根支撑杆于蒸发器5的四周均匀分布。
所述半导体制冷机构4包括半导体制冷器401和导冷块402，所述半导体制冷器401的热端与蒸发器5的外壁相贴紧，所述半导体制冷器401的冷端与导冷块402的一端连接，所述导冷块402的另一端与冷凝器6的内壁相贴紧。导冷块402可有效保证冷量的传输，保证冷凝器的冷却效果。
所述半导体制冷机构4具有2～8组，所述半导体制冷机构4均匀分布于冷凝腔603内。半导体制冷机构4的数量可根据实际情况而决定，本实施例中的半导体制冷机构4采用4组，如图3所示，此4组的半导体制冷机构4的热端分别与器体501的四个侧面相贴，从而保证加热的均匀性及保证加热效果，以保证海水可有效蒸发。
在实际工作中，经太阳光的照射，使太阳能发电板1转化而来的电能经调压模块2稳定储存在蓄电池3中，由蓄电池3将电能供给半导体制冷机构4，保证半导体制冷机构4正常工作。半导体制冷机构4的热端为蒸发器5提供热能，从而使蒸发腔502内的海水加热蒸发，所形成的水蒸气在半导体制冷机构4的冷端的作用下，水蒸气在冷凝器6的顶盖601冷凝。由于顶盖601的内壁呈球面状，则冷凝后的淡水因重力和张力的共同作用，凝聚成水滴沿着弧顶四周扩散流入冷凝腔603的下端。接着这些冷凝产生的淡水经淡水出口7排出，而蒸发腔502内蒸发后得到的高浓度海水经管道排出，故可有效地将淡水与盐份分离，实现海水淡化。
上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池、半导体制冷机构、蒸发器和冷凝器，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与蒸发器连接，所述蒸发器安装于冷凝器中，所述半导体制冷机构的热端贴紧于蒸发器的外壁，所述半导体制冷机构的冷端贴紧于冷凝器的内壁；所述蒸发器的蒸发腔与冷凝器的冷凝腔连通。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述冷凝器包括顶盖和呈圆筒状的底桶，所述顶盖与底桶的上端密封连接，所述底桶的下端一侧设有用于排放淡水的淡水出口，所述底桶的下端另一侧设有连接孔，此连接孔连接有用于排放浓盐水的管道，所述管道与蒸发器的蒸发腔连通。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述顶盖的内壁面呈球面状。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发器包括用于盛装海水的器体，所述器体设有蒸发腔，此蒸发腔的上端与冷凝器的冷凝腔相通，所述器体的下端设有与蒸发腔相通的浓盐水出口，此浓盐水出口与管道连通。
5.根据权利要求4所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述器体的横截面呈正方形。
6.根据权利要求4所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：还包括支架，所述蒸发器通过支架安装于冷凝腔的中部。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述半导体制冷机构包括半导体制冷器和导冷块，所述半导体制冷器的热端与蒸发器的外壁相贴紧，所述半导体制冷器的冷端与导冷块的一端 连接，所述导冷块的另一端与冷凝器的内壁相贴紧。
8.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置，其特征在于：所述半导体制冷机构具有2～8组，所述半导体制冷机构均匀分布于冷凝腔内。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105417608A (zh) * 2015-12-25 2016-03-23 华南理工大学 一种太阳能光伏半导体制冷式海水淡化装置
CN107381696A (zh) * 2017-07-20 2017-11-24 林启乐 一种半导体制冷的多层次混合缓冲太阳能光伏蒸馏器

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