CN210736254U - 一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，包括太阳能集热管，安装在太阳能集热管内的静电雾化装置以及与静电雾化装置连接的水泵、气体增压泵、太阳能光伏系统、储液容器，其特征在于，静电雾化装置包括喷针、U型导电极、电磁阀、密封盖、加热棒、抽水管和鼓气管；喷针设于密封盖中心处，储液容器中的海水在自身重力作用下注入静电雾化装置通过喷针喷出，U型导电极以喷针作为中心嵌于密封盖上，U型导电极紧贴于太阳能集热管内壁放置，电磁阀放置于喷针与密封盖连接处；鼓气管设置在太阳能集热管内并与气体增压泵连接，抽水管位于太阳能集热管内，水泵连接抽水管和储液容器，喷针连接储液容器。达到能量损耗小，蒸发速率高。

Description

一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及蒸馏技术及海水淡化领域，尤其是一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置。

背景技术

太阳能海水淡化技术利用太阳能作为能源供给，实现海水、苦咸水的淡化，这一技术对于节能环保、解决水资源短缺的问题具有重要作用。现有的多数热法海水淡化装置的海水淡化效率较为低下，一台容积为8L普通海水淡化装置进行海水淡化，每天只能得到1～2L的淡水。当前主流的太阳能海水淡化方法淡化效率都较为低下，大多采用间接换热法，不能充分的利用太阳能，导致产水量降低，造成了能源的浪费；而且大多数太阳能海水淡化装置为大中型装置，整套装置造价成本高，不利于运输和维护。

例如，公布号为CN105936521A的中国发明专利申请公开了一种海水淡化装置，一种海水淡化装置，包括蒸发器，所述蒸发器的顶端侧壁上开设有风入口，与所述风入口相水平且相对的所述蒸发器侧壁上开设有湿热蒸汽出口，所述蒸发器的顶端设置有冷海水入口，所述蒸发器的底端设置有热海水出口，所述蒸发器内设置有倾斜的加热板，所述加热板的高端位于所述冷海水入口正下方；所述湿热蒸汽出口与冷凝器相连，所述冷凝器内设置有蛇形冷却管，所述蛇形冷却管的进出口分别与冷却箱连接，所述冷凝器下方连接淡水收集箱。

以上专利在实际使用过程中存在两个弊端：一、海水蒸发过程中采用加热板加热，加热板采用电加热的话，耗费的电量无法想象，而且蒸发器的湿热蒸汽出口较小，蒸汽产生以及导出效率低，无法实现海水淡化，实际效果很不理想；二、通过加热板加热的方式蒸发海水效率太低，耗费成本高。

本专利主要是对海水加热的方式以及海水蒸发的方式进行全面改进，降低海水加热的成本，提高蒸发效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，包括太阳能集热管，安装在太阳能集热管内的静电雾化装置以及与静电雾化装置连接的水泵、气体增压泵、太阳能光伏系统、储液容器，所述静电雾化装置包括喷针、U型导电极、电磁阀、密封盖、加热棒、抽水管和鼓气管；

喷针设于密封盖中心处，所述储液容器中的海水在自身重力作用下注入静电雾化装置通过喷针喷出，U型导电极以喷针作为中心嵌于密封盖上，U型导电极紧贴于太阳能集热管内壁放置，电磁阀放置于喷针与密封盖连接处；

所述鼓气管设置在太阳能集热管内并与所述气体增压泵连接，抽水管位于太阳能集热管内，所述水泵连接抽水管和储液容器，喷针连接储液容器。

进一步，该蒸发装置还带有中央控制器，中央控制器包括高压发生器、传感器、电子控制器，高压发生器的正负两端通过导线分别与喷针和U型导电极连接，传感器采集太阳能集热管内壁温度值及液位值，电子控制器通过串口接受传感器的数据。

进一步，所述加热棒设置在太阳能集热管内，加热棒棒体与U型导电极的U型面平行，加热棒连接太阳能光伏系统。

进一步，所述密封盖呈漏斗形，密封盖上设有进水孔、出气孔、U型导电极定位孔、加热棒定位孔、抽水孔、鼓气孔；所述电磁阀安装在进水孔内并连接喷针，电磁阀连接所述储液容器，U型导电极的端部固定在U型导电极定位孔内，抽水管固定在抽水孔内，加热棒固定在加热棒定位孔内，出气孔连接冷凝器，鼓气管固定在鼓气孔内并与所述气体增压泵连接。

进一步，所述太阳能光伏系统包括光伏组件、充放电控制器、蓄电池，蓄电池连接所述加热棒，水泵、气体增压泵和中央控制器。

本实用新型的有益效果为：1、雾化后的海水直接吸附在太阳能集热管内壁受热蒸发，不需要进行能量转换，减少了能量的损耗。

2、采用静电雾化技术，使得喷针喷出的海水被迅速雾化，高压发生器的正负分别与喷针、U型导电极相连，雾化后的海水颗粒在高压静电场下向集热管内壁均匀吸附，受热表面得到快速的增大，使海水蒸发的效率得到有效提升。

3、加热棒由太阳能光伏系统供电，用以辅助加热蒸发，进一步的提高了海水的蒸发效率。

4、太阳能集热管内壁上吸附有未被蒸发的海水颗粒，滑落至太阳能集热管底部通过水泵抽取到储液容器中，提高了储液容器海水的初始温度，再次通过自身重力注入静电雾化装置内雾化蒸发，以提高能量利用率。

5、通过气体增压泵给太阳能集热管内增压鼓气，加快蒸汽从出气孔涌出的速度同时促进太阳能集热管内空气流动，以达到提高蒸发速率的目的。

附图说明

图1为本装置一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置的结构示意图；

图2为本装置静电雾化装置的结构示意图；

图3为本装置中央控制器的结构示意图；

图4 为本装置密封盖结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，它主要包括太阳能集热管1、静电雾化装置2、中央控制器3、水泵4、气体增压泵5、太阳能光伏系统6、储液容器7。太阳能集热管1内壁附有导热介质，吸收太阳光热能使太阳能集热管1内壁温度快速上升，储液容器7中海水在自身重力的作用下注入静电雾化装置2，静电雾化装置2使海水雾化成微米级细小颗粒，并在高压静电场作用下，吸附到太阳能集热管内壁受热蒸发；本装置还配备气体增压泵5，以促进集热管内部气体流动，加快蒸发速度。太阳能集热管1内壁上吸附有未被蒸发的海水颗粒，滑落至太阳能集热管底部通过水泵4抽取到储液容器7中，再次通过自身重力注入静电雾化装置2内雾化蒸发，以提高能量利用率。太阳能光伏系统6为水泵4、气体增压泵5、中央控制器3等电子设备供电。

本专利具体的细节结构参照图1、图2、图4，所述静电雾化装置2包括喷针21、U型导电极22、电磁阀23、密封盖24、加热棒25；密封盖24又包括进水孔231、出气孔232、U型导电极定位孔233、加热棒定位孔234、抽水孔235、鼓气孔236；该密封盖24呈漏斗形，用以固定所述装置部件避免漏电以及更好的集中导出蒸汽。喷针21设于密封盖24正中心处，所述储液容器7中的海水在自身重力作用下注入静电雾化装置2进水孔231，通过该喷针21喷出，U型导电极22以喷针21作为中心嵌于密封盖24两端U型导电极定位孔233处，且U型导电极22紧贴于太阳能集热管1内壁放置。

参照图1、图2、图3，所述中央控制器3包括高压发生器31、传感器32、电子控制器33；太阳能光伏系统6包括光伏组件、充放电控制器、蓄电池，光伏组件吸收太阳光热能转换为化学能储存在蓄电池内，太阳能光伏系统6可以借鉴现有技术。蓄电池连接加热棒25，水泵4、气体增压泵5、中央控制器3的高压发生器31、传感器32以及电子控制器33。

高压发生器31的正负两端通过导线分别与喷针21和U型导电极22连接，在太阳能集热管1内形成高压静电场，传感器32实时采集太阳能集热管1内壁温度值及液位值，电子控制器33通过串口接受传感器32的数据。传感器32包括液位传感器和温度传感器，液位传感器具体可以为液位探针LMT110，温度传感器具体可以为PT100温度传感器。电子控制器33主要通过传感器32的具体数据来控制电磁阀23的启闭，电子控制器33的为HESCH电磁阀控制器。

在高压静电场的作用下，雾化后的颗粒能够更加均匀的吸附在太阳能集热管1内壁受热蒸发，蒸发后的水蒸气密度小体积膨胀上升从出气孔232处喷出，提高了能量的利用率及蒸发效率。电磁阀23放置于喷针21与密封盖23连接处用于控制静电雾化装置2的启停。加热棒25与U型导电极平行嵌于密封盖24加热棒定位孔234处，放置于贴近太阳能集热管1内壁一公分处，当传感器32检测到太阳能集热管1内壁温度高于60°，电子控制器33使加热棒25开始工作，用以辅助使太阳能集热管1内壁温度快速持续上升，同时避免加热棒距离太阳能集热管1内壁过近导致管内温度受热不均匀，进一步提升了该装置的蒸发效率。

水泵4抽水端连接抽水管26穿过密封盖24的抽水孔235插入太阳能集热管1底部固定，在该装置正常工作时处于关闭状态，当传感器32检测到太阳能集热管1内液位值到达太阳能集热管1长度的一半，电子控制器33接受数据并关闭电磁阀23和高压发生器31，使该装置停止工作；同时启动水泵4将太阳能集热管1内加热后未被蒸发的海水抽回储液容器7内（当储液容器中的海水浓度过高时应换海水、加入海水或海水抽回外排），使储液容器7内海水温度上升，提高了雾化海水的初始温度，实现了对能量的二级利用且加快蒸发的速率。所述气体增压泵5鼓气端连接鼓气管27穿过密封盖24的鼓气孔236插入太阳能集热管1底部固定，给太阳能集热管1内增压鼓气，加快蒸汽从出气孔232涌出的速度同时促进太阳能集热管1内空气流动，以达到提高蒸发速率的目的。

该装置雾化后的海水直接吸附在太阳能集热管内壁受热蒸发，不需要进行能量转换，减少了能量的损耗；采用静电雾化技术，使得喷针喷出的海水被迅速雾化，高压发生器的正负分别与喷针、U型导电极相连，雾化后的海水颗粒在高压静电场下向太阳能集热管1内壁均匀吸附，受热表面得到快速的增大，使海水蒸发的效率得到有效提升；加热棒由太阳能光伏系统供电，用以辅助加热蒸发，进一步的提高了海水的蒸发效率；太阳能集热管内壁上吸附有未被蒸发的海水颗粒，滑落至太阳能集热管底部通过水泵抽取到储液容器中，提高了储液容器海水的初始温度，再次通过自身重力注入静电雾化装置内雾化蒸发，以提高能量利用率；通过气体增压泵给太阳能集热管内增压鼓气，加快蒸汽从出气孔涌出的速度同时促进太阳能集热管内空气流动，以达到提高蒸发速率的目的。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，包括太阳能集热管，安装在太阳能集热管内的静电雾化装置以及与静电雾化装置连接的水泵、气体增压泵、太阳能光伏系统、储液容器，其特征在于，所述静电雾化装置包括喷针、U型导电极、电磁阀、密封盖、加热棒、抽水管和鼓气管；

喷针设于密封盖中心处，所述储液容器中的海水在自身重力作用下注入静电雾化装置通过喷针喷出，U型导电极以喷针作为中心嵌于密封盖上，U型导电极紧贴于太阳能集热管内壁放置，电磁阀放置于喷针与密封盖连接处；

所述鼓气管设置在太阳能集热管内并与所述气体增压泵连接，抽水管位于太阳能集热管内，所述水泵连接抽水管和储液容器，喷针连接储液容器。

2.根据权利要求1所述的一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，其特征在于，该蒸发装置还带有中央控制器，中央控制器包括高压发生器、传感器、电子控制器，高压发生器的正负两端通过导线分别与喷针和U型导电极连接，传感器采集太阳能集热管内壁温度值及液位值，电子控制器通过串口接受传感器的数据。

3.根据权利要求1或2所述的一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，其特征在于，所述加热棒设置在太阳能集热管内，加热棒棒体与U型导电极的U型面平行，加热棒连接太阳能光伏系统。

4.根据权利要求3所述的一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，其特征在于，所述密封盖呈漏斗形，密封盖上设有进水孔、出气孔、U型导电极定位孔、加热棒定位孔、抽水孔、鼓气孔；所述电磁阀安装在进水孔内并连接喷针，电磁阀连接所述储液容器，U型导电极的端部固定在U型导电极定位孔内，抽水管固定在抽水孔内，加热棒固定在加热棒定位孔内，出气孔连接冷凝器，鼓气管固定在鼓气孔内并与所述气体增压泵连接。

5.根据权利要求2所述的一种单管式太阳能静电雾化海水淡化蒸发装置，其特征在于，所述太阳能光伏系统包括光伏组件、充放电控制器、蓄电池，蓄电池连接所述加热棒、水泵、气体增压泵和中央控制器。

Images