CN207002313U - 一种负压超声雾化式太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，属于太阳能海水淡化技术领域，它包括四个系统，一为空气集热循环系统，由太阳能空气集热器，蒸发舱，换热器，缓冲瓶，淡水储存箱，引风机组成；二为海水预热系统，由真空管太阳能热水器，海水预热箱，铜质换热管束，淡水冷凝箱构成；三为超声雾化系统，由布水板，布气板，亲水性填料，超声波雾化器构成，通过增加海水的蒸发面积从而提高蒸发速度；四为光伏发电系统，通过光伏单元提供系统运行所需电能。本实用新型具有不消耗传统能源、产水率高、结构简单等优点，可适用于海岛居民、岛屿驻军、远洋船舶等沿海缺水城市等淡水紧缺地区。

Description

一种负压超声雾化式太阳能海水淡化装置

技术领域：

本实用新型涉及一种太阳能海水淡化技术领域的装置，具体是一种负压运行的超声雾化式太阳能海水淡化装置。

背景技术：

在我国，无论是内陆地区还是海岛，供水量不足的困境经常可见，特别是对于小型海岛居民、岛屿驻军、远洋船舶等，淡水资源的缺乏问题尤为突出，海水淡化是解决我国淡水紧缺的重要途径。2013年国务院颁布的《国家海洋事业发展“十二五”规划》和《适用于海岛的节能环保技术产品目录》提出支持发展利用太阳能等可再生能源和海水淡化技术。太阳能是一种可再生的清洁能源，利用太阳能实现海水淡化，将成为解决海岛居民、岛屿驻军、远洋船舶甚至是苦卤水地区用水难题的良好选择。

经过对现有技术的检索发现，目前已公开的各种太阳能海水淡化装置专利一般采用传统的横管降膜蒸发式和闪蒸式，上述技术往往存在装置庞大而复杂，密封性要求高以及换热系统严重结垢等问题，因此很难商业化推广使用。

实用新型内容：

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：太阳能空气集热器1空气出口通过阀门2与蒸发舱5底部连通，在蒸发舱5底部设置微孔布气板3，超声雾化器4位于布气板3之上，在蒸发舱5中部放置亲水性填料，在上端设置微孔布水板6。蒸发舱5的气体出口A与换热器7热介质入口B1相连，并通过热介质出口B2与缓冲瓶8连通，缓冲瓶上端出口C1经过风机9与太阳能集热器1空气入口相连，缓冲瓶底端出口C2通过阀门10与淡水储存箱11相接，水箱11上端出口D通过水泵12与换热器7冷介质入口E1相连，并经过冷介质出口E2与淡水冷却箱25进水口相连，淡水冷却箱25出水口通过管道与淡水储存箱 11相连。

真空管太阳能热水器14上端出水口通过阀门15与海水预热箱16上端的进水口相通，海水预热箱16出水口通过阀门18和水泵13，与真空管太阳能热水器14下端的入水口连接。海水箱20出水口G通过水泵19与铜质换热管束17的入水口相连接，换热管束出水口通过阀门21与蒸发舱上端入口相连，海水箱20入水口H通过管道与蒸发舱溢流口F和淡水冷却箱25内的换热管出水口相连，浓海水从排出口24排出。太阳能光伏板22通过发电控制箱23，与水泵12，13，19和风机9的电路相连。

本实用新型的有益效果是：(1)采用太阳能空气集热器加热空气至100度以上，通入蒸发舱与预热后的海水逆向接触，提高了蒸发温度，加快蒸发速度。(2)利用微孔布气板、布水板形成均匀微小的气泡和液滴，从而增大了热气与海水的接触面积。(3)在液面下放置超声雾化器，将海水雾化成微米级液滴，极大提高了蒸发面积。(4)在蒸发舱中部，设置亲水性填料，既增大了海水与热气的接触面积，又截留未蒸发的海水液滴，防止其在气流作用下进入淡水储存箱。(5)此装置无需任何外接电源，可以使太阳能光热和光伏并用工作，适合在远离大陆没有电力或电力缺乏的海岛地区使用。(6)系统利用生产出的淡水进行循坏换热，极大缓解了换热系统的结垢问题。

附图说明：

图1是本实用新型的装置安装连接示意图。

具体实施方式：

本实用新型通过以下方式进行工作：循环空气先从太阳能空气集热器1中吸收太阳能升温至100度以上，后通过阀门2进入蒸发舱5，上行通过微孔布气板3。预热后的海水流入蒸发舱5，经过微孔布水板6后，淋滴在填料上，通过填料的海水沉积在底部，当液面高度逐渐达到超声雾化器4的工作高度时，超声雾化器4开始工作，将海水雾化成微米级液滴，液滴与热气接触后被迅速汽化成水蒸气，吸收了水蒸气的饱和湿空气在引风机9抽动下，先经过换热器7与淡水储存箱11内回流的淡水进行换热，降温后冷凝出淡水流入缓冲瓶8，最后流入淡水存储箱11，同时为了避免作为冷介质的淡水温度过高而影响冷凝效果，冷介质出口E2与淡水冷凝箱25连接，淡水通过换热管束与管内海水换热降温后流入淡水存储箱11，被加热的海水流回海水箱20。空气最后经引风机9回到太阳能空气集热器1，完成一个循环。

将系统生产的部分淡水储存在真空管太阳能热水器14的水箱内，太阳能热水器14吸收太阳辐射加热其水箱内的淡水，当水温度达到设定温度后，启动阀门15，被加热的热水流入海水预热箱16，预热箱内的水温逐渐升高。当水温升高到设定值后，水泵19开启，流出的用于淡化的海水经铜质换热管束17加热后流入蒸发舱5，经过微孔布水板6后，淋滴在填料上，通过填料的海水沉积在底部，当蒸发舱底部的海水液面逐渐上升至超声雾化器4的工作高度时，超声雾化器4开始工作，将海水迅速雾化成细小液滴，超过工作高度的海水通过溢流口F回流至海水箱20中，海水预热箱16中的淡水经换热管换热后温度降低，回流至太阳能集热器循加热。

所述的超声雾化器4在海水液面下工作。

所述的填料是亲水性填料，用于吸附未蒸发的海水液滴和增大蒸发面积。

所述的布气板3与布水板6为微孔板，作用是形成均匀微小的气泡和液滴。

所述的换热系统使用的换热介质均为系统生产出的淡水。

所述的超声雾化器4、水泵12，13，19和风机9工作所需的电能由太阳能光伏板提供。

Claims (6)

1.一种负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：它由四个系统构成，(I)空气集热循环系统，由太阳能空气集热器，蒸发舱，换热器，缓冲瓶，淡水储存箱，引风机组成，其中，太阳能空气集热器出气口通过阀门与蒸发舱底部连通，蒸发舱的出气与换热器热介质入口相连，并通过热介质出口与缓冲瓶连通，缓冲瓶底端出口通过阀门与淡水储存箱相接，缓冲瓶上端出口经过引风机与太阳能集热器的入气口相连，构成一个循环；(II)海水预热系统，由真空管太阳能热水器，海水预热箱，海水箱，铜质换热管束，淡水冷凝箱构成，其中，真空管太阳能热水器上端出水口通过阀门与海水预热箱上端的进水口相通，海水预热箱出水口通过阀门和水泵与真空管太阳能热水器下端的入水口连接，海水箱出水口通过水泵与铜质换热管束的入水口相连接，换热管束出水口通过阀门与蒸发舱上端入口相连；(III)超声雾化系统，由布水板，布气板，亲水性填料，超声雾化器构成，布气板设置在蒸发舱底部，超声雾化器位于布气板之上，在蒸发舱中部放置亲水性填料，在上端设置微孔布水板，通过增加海水的蒸发面积从而提高蒸发速度；(VI)光伏发电系统，通过光伏单元提供系统运行所需电能。

2.根据权利要求1所述的负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的超声雾化器(4)在液面下工作。

3.根据权利要求1所述的负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的填料是亲水性填料，用于吸附未蒸发的海水液滴和增大蒸发面积。

4.根据权利要求1所述的负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的布气板(3)与布水板(6)为微孔板，作用是形成均匀微小的气泡和液滴。

5.根据权利要求1所述的负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的换热系统使用的换热介质均为系统生产出的淡水。

6.根据权利要求1所述的负压超声雾化式太阳能海水淡化装置，其特征是：所述的超声雾化器(4)、水泵(12，13，19)和风机(9)工作所需的电能由太阳能光伏板提供。