CN207468240U - 一种太阳能自动海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能自动海水淡化装置，包括太阳能汽化管、水蒸气分管段、水蒸气总管、海水隔断板、长方体水箱、内隔板、导气管、太阳能板、热海水传入管、冷凝换热箱、冷凝液化箱、提升水管、流动海水冷凝管、太阳能水泵、抽气管、太阳能抽气泵、纯净水收集管和储水桶。本实用新型能够充分利用太阳能，利用海面水充分吸收太阳能，并进入到冷凝换热箱，在冷凝换热箱内流动的过程中，充分与水蒸气热量交换，保证了能量的多次利用，在太阳能汽化管内汽化过程中，一系列的构造减少海水的过度流动，并减少能量损失。另外，为了提高水蒸气的挥发速度，在冷凝液化箱设置太阳能抽气泵，保持一定负压，使水蒸气的产生速度显著提升。

Description

一种太阳能自动海水淡化装置

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，特别是涉及一种太阳能自动海水淡化装置。

背景技术

就人均占有量来说，中国在水资源方面是一个穷国。据测算，我国人均占有水量只居世界的第108位。我国海岸线长，一些岛屿和沿海盐碱地区以及内陆苦咸水地区均属缺乏淡水的地区。这些地区的人们由于长期饮用不符合卫生标准的水，产生了各种病症，直接影响着他们的身体健康和当地的经济建设。因此，解决淡水供应不足是我国面临的一个严峻问题。

为了增大淡水的供应，除了采用常规的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一条有利的途径是就近进行海水或苦咸水的淡化，特别是对于那些用水量分散而且偏远的地区更适宜用此方法。

对海水或苦咸水进行淡化的方法很多，但常规的方法，如蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等，都要消耗大量的燃料或电力。

据报道，截至1990年，全世界已安装的海水淡化装置的产水能力为13,000,000立方米／天。到2000年，这个数字已经翻了一倍。淡化水的迅速增加，就会产生一系列的问题，其中最突出的就是能源的消耗问题。据估计，每天生产13,000,000立方米的淡化水，每年需要消耗原油1.3亿吨。即使人们支付得起这笔燃料的费用，但地球的温室效应、空气污染等也告示人们必须谨慎从事。因此，寻求用太阳能来进行海水淡化，必将受到人们的青眯。

人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。早期的太阳能蒸馏器由于水产量低，初期成本高，因而在很长一段时间里受到人们的冷落。第一次世界大战之后，太阳能蒸馏器再次引起了人们极大的兴趣。当时不少新装置被研制出来，比如顶棚式、倾斜幕芯式、倾斜盘式以及充气式太阳能蒸馏器等等，为当时的海上救护以及人民的生活用水解决了很大问题。

首先是可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能耗，运行安全稳定可靠，不消耗石油、天然气、煤炭等常规能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值；其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水成本低，具备淡水供应市场的竞争力。人类早期利用太阳能进行海水淡化，主要是利用太阳能进行蒸馏，所以早期的太阳能海水淡化装置一般都称为太阳能蒸馏器。蒸馏系统被动式太阳能蒸馏系统的例子就是盘式太阳能蒸馏器，人们对它的应用有了近150年的历史。由于它结构简单、取材方便，至今仍被广泛采用。目前对盘式太阳能蒸馏器的研究主要集中于材料的选取、各种热性能的改善以及将它与各类太阳能集热器配合使用上。与传统动力源和热源相比，太阳能具有安全、环保等优点，将太阳能采集与脱盐工艺两个系统结合是一种可持续发展的海水淡化技术。太阳能海水淡化技术由于不消耗常规能源、无污染、所得淡水纯度高等优点而逐渐受到人们重视。而太阳能海水淡化一般工作温度低，产水量不高，因此充分利用太阳能是太阳能海水淡化的首要任务，另外，海水汽化效率提升也是一个技术瓶颈。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足之处，本实用新型提供了一种太阳能自动海水淡化装置，来充分利用太阳能是太阳能海水淡化。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种太阳能自动海水淡化装置，包括太阳能汽化管、水蒸气分管段、水蒸气总管、海水隔断板、长方体水箱、内隔板、导气管、太阳能板、热海水传入管、冷凝换热箱、冷凝液化箱、提升水管、流动海水冷凝管、太阳能水泵、抽气管、太阳能抽气泵、纯净水收集管和储水桶，所述长方体水箱的顶部的四周边缘设置有所述海水隔断板，在所述海水隔断板的内部设置有竖直设置的太阳能汽化管，所述太阳能汽化管下端通过设置在所述长方体水箱顶部的升水孔与所述长方体分水箱相连接，在所述太阳能汽化管的上端通过所述水蒸气分管段与所述水蒸气总管相连接；所述冷凝换热箱设置在所述海水隔断板的外侧，所述冷凝换热箱的上部与外部与海水相通；所述冷凝换热箱的中上部设置有所述冷凝液化箱；所述冷凝液化箱内设置有所述流动海水冷凝管，所述流动海水冷凝管与所述冷凝换热箱上下部的海水相连接；在冷凝换热箱下端设置有与长方体水箱相连接的所述热海水传入管；所述冷凝液化箱在水平的一端通过所述导气管与所述水蒸气总管相连接，所述冷凝液化箱在水平的另一端通过所述抽气管与外部的所述太阳能抽气泵相连接；在所述冷凝换热箱的顶部设置有所述太阳能板，所述太阳能板发电供所述太阳能抽气泵使用；所述冷凝液化箱的底部通过所述纯净水收集管与所述储水桶相连接，所述储水桶通过所述提升水管与所述太阳能水泵相连接，在所述储水桶的顶部也设置有所述太阳能板。

进一步的，所述长方体水箱由外壁板围成，所述长方体水箱的内部竖直的设置有所述内隔板，构成若干个单元长方体分水箱，相邻的单元长方体分水箱之间的内隔板的中上部开设过水孔。

进一步的，太阳能汽化管为圆柱体，

进一步的，所述太阳能汽化管(1)为真空玻璃管，高度为0.5米-2米，直径为50-200mm。

本实用新型的有益效果：

能够充分利用太阳能，利用海面水充分吸收太阳能，并进入到冷凝换热箱，在冷凝换热箱内流动的过程中，充分与水蒸气热量交换，保证了能量的多次利用。在太阳能汽化管内汽化过程中，一系列的构造减少海水的过度流动，并减少能量损失。另外，为了提高水蒸气的挥发速度，在冷凝液化箱设置太阳能抽气泵，保持一定负压，使水蒸气的产生速度显著提升。且所有动力均采用太阳能，节能环保。

附图说明

下面结合附图对本实用新型中作进一步说明：

图1为本实用新型太阳能自动海水淡化装置示意图；

图中：1为太阳能汽化管；2为水蒸气分管段；3为水蒸气总管；4为海水隔断板；5为外壁板；6为内隔板；7为海水；8为液面；9为导气管；10为太阳能板；11为热海水传入管；12为冷凝换热箱；13为换热后的水；14为冷凝液化箱；15为液化纯净水；16为提升水管；17为流动海水冷凝管；18为水泵；19为抽气管；20为抽气泵；21为纯净水收集管；22为储水桶；23为过水孔；24为升水孔。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。

一种太阳能自动海水淡化装置，如图1所示，主要由太阳能汽化管1、水蒸气分管段2、水蒸气总管3、海水隔断板4、外壁板5、内隔板6、海水7、液面8、导气管9、太阳能板10、热海水传入管11、冷凝换热箱12、换热后的水13、冷凝液化箱14、液化纯净水15、提升水管16、流动海水冷凝管17、太阳能水泵18、抽气管19、太阳能抽气泵20、纯净水收集管21、储水桶22、过水孔23和升水孔24等构成；

外壁板5围成长方体水箱，宽度为高度的3-10倍，长度为宽度的1-3倍，在长方体水箱的内部竖直的设置有内隔板6，内隔板6构成若干个小的长方体分水箱，相邻的长方体分水箱之间的内隔板6的中上部开设过水孔23；

长方体水箱的顶部的四周边缘为海水隔断板4，将海水与内部空间隔断，在内部为横纵成排的太阳能汽化管1下端通过升水孔24与长方体分水箱相连接，太阳能汽化管1为圆柱体，其顶部与整个装置漂浮在海面上的海水液面8高度相同，在太阳能汽化管1顶部分别与水蒸气分管段2相连接，水蒸气分管段2均与水蒸气总管3相连接；

冷凝换热箱12设置在海水隔断板的外侧，为偏平的长方体水箱，上部与外部海水相通；在冷凝换热箱12的中上部设置有冷凝液化箱14，冷凝液化箱14水平横截面与冷凝换热箱12盛装海水，高度均分别为四分之一冷凝换热箱12的高度；冷凝液化箱14内设置有流动海水冷凝管17，流动海水冷凝管17与冷凝换热箱12上下部的海水相连接；在冷凝换热箱12下部设置热海水传入管11与长方体水箱相连接；冷凝液化箱14在水平的一端通过导气管9与水蒸气总管3相连接，冷凝液化箱14在水平的另一端采用抽气管19与外部的太阳能抽气泵20相连接；在冷凝换热箱12的顶部设置有太阳能板10，太阳能板10发电供太阳能抽气泵20使用；

在冷凝液化箱14的底部产生液化纯净水15，冷凝液化箱14的底部通过纯净水收集管21与储水桶22相连接，储水桶22通过提升水管16与太阳能水泵18相连接，在储水桶22的顶部设置太阳能板10，太阳能板10为太阳能水泵18提供电源；

太阳能汽化管1吸收太阳能，温度升高并在其顶部汽化成水蒸气，水蒸气通过水蒸气分管段2进入水蒸气总管3，并通过导气管9进入到冷凝液化箱14，水蒸气在流动海水冷凝管17与内部的海水交换能量，冷凝成液化纯净水15，液化纯净水15通过纯净水收集管21进入到储水桶22中，太阳能水泵18利用太阳能通过提升水管16将液化纯净水15提升后使用；

为了提升效率，海水进入到太阳能汽化管1前的各个环节，均充分利用太阳能，使太阳能损失最少，并形成良好的温度梯度；表面的海水吸收太阳能，温度提升并进入冷凝换热箱12上部，在冷凝换热箱12上部到下部的过程中，在流动海水冷凝管17与冷凝液化箱14通过的水蒸气交换热量，温度再次提升；升温后的海水进入到长方体分水箱，采用分舱设计，减少内部海水流动，海水在长方体分水箱的中上部流动，减少热量损失；升温后的海水进入到太阳能汽化管1，太阳能汽化管1为细高管，在顶部挥发成水蒸气，在太阳能汽化管1从下至上温度不断升高；

另外，为了提高水蒸气的挥发速度，在冷凝液化箱14设置太阳能抽气泵(20)，使水蒸气分管段2、水蒸气总管3、导气管9和冷凝液化箱14保持一定负压，使水蒸气的产生速度显著提升。

太阳能汽化管1为真空玻璃管，高度为0.5米-2米，直径为50-200mm。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种太阳能自动海水淡化装置，其特征在于，包括太阳能汽化管(1)、水蒸气分管段(2)、水蒸气总管(3)、海水隔断板(4)、长方体水箱、内隔板(6)、导气管(9)、太阳能板(10)、热海水传入管(11)、冷凝换热箱(12)、冷凝液化箱(14)、提升水管(16)、流动海水冷凝管(17)、太阳能水泵(18)、抽气管(19)、太阳能抽气泵(20)、纯净水收集管(21)和储水桶(22)，所述长方体水箱的顶部的四周边缘设置有所述海水隔断板(4)，在所述海水隔断板(4)的内部设置有竖直设置的太阳能汽化管(1)，所述太阳能汽化管(1)下端通过设置在所述长方体水箱顶部的升水孔(24)与所述长方体分水箱相连接，在所述太阳能汽化管(1)的上端通过所述水蒸气分管段(2)与所述水蒸气总管(3)相连接；所述冷凝换热箱(12)设置在所述海水隔断板(4)的外侧，所述冷凝换热箱(12)的上部与外部与海水相通；所述冷凝换热箱(12)的中上部设置有所述冷凝液化箱(14)；所述冷凝液化箱(14)内设置有所述流动海水冷凝管(17)，所述流动海水冷凝管(17)与所述冷凝换热箱(12)上下部的海水相连接；在冷凝换热箱(12)下端设置有与长方体水箱相连接的所述热海水传入管(11)；所述冷凝液化箱(14)在水平的一端通过所述导气管(9)与所述水蒸气总管(3)相连接，所述冷凝液化箱(14)在水平的另一端通过所述抽气管(19)与外部的所述太阳能抽气泵(20)相连接；在所述冷凝换热箱(12)的顶部设置有所述太阳能板(10)，所述太阳能板(10)发电供所述太阳能抽气泵(20)使用；所述冷凝液化箱(14)的底部通过所述纯净水收集管(21)与所述储水桶(22)相连接，所述储水桶(22)通过所述提升水管(16)与所述太阳能水泵(18)相连接，在所述储水桶(22)的顶部也设置有所述太阳能板(10)。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能自动海水淡化装置，其特征在于，所述长方体水箱由外壁板(5)围成，所述长方体水箱的内部竖直的设置有所述内隔板(6)，构成若干个单元长方体分水箱，相邻的单元长方体分水箱之间的内隔板(6)的中上部开设过水孔(23)。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能自动海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能汽化管(1)为圆柱体。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能自动海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能汽化管(1)为真空玻璃管，高度为0.5米-2米，直径为50-200mm。