CN215886434U - 一种低成本高效太阳能海水淡化装置 - Google Patents

Abstract

一种低成本高效太阳能海水淡化装置，属于海水淡化技术领域。它能够对热量进行二次利用，提高热量利用率。冷凝玻璃罩采用薄夹层玻璃，海水箱将海水送入与其连通的冷凝玻璃罩的夹层内腔内，冷凝玻璃罩的夹层内腔通过分水管与蓄水池连通，使冷凝玻璃罩内的海水与蓄水池内海水的水蒸气换热后进入蓄水池，蓄水池内水蒸气一次冷凝后通过管道进入淡水箱，且管道的部分管身设置在蓄水池内，对管道内的水蒸气进行二次冷凝。本实用新型采用了双重冷凝技术，极大程度的利用了太阳光热量，同时采用生物质材料，能够有效降低成本，本实用新型的可行性和稳定性都较高，而且成本低廉不用额外电能，且组装容易，适合大型淡水设施不易修建的地方。

Description

一种低成本高效太阳能海水淡化装置

技术领域

本实用新型属于海水淡化技术领域，具体涉及一种低成本高效太阳能海水淡化装置。

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，可以保障沿海居民饮用水和工业锅炉补水等稳定供水。

但现有的海水淡化装置对吸收的太阳光热量不能有效利用，浪费了大量的能量，造成了资源的浪费。

实用新型内容

本实用新型为了解决不能有效利用太阳光热量的问题，进而提供一种低成本高效太阳能海水淡化装置，对热量进行二次利用，提高热量利用率。

本实用新型所采取的技术方案是：一种低成本高效太阳能海水淡化装置，包括海水箱、冷凝玻璃罩、蓄水池、淡水箱及分水管；所述冷凝玻璃罩罩设在蓄水池上，所述冷凝玻璃罩采用薄夹层玻璃，所述海水箱将海水送入与其连通的冷凝玻璃罩的夹层内腔内，所述冷凝玻璃罩的夹层内腔通过分水管与蓄水池连通，使冷凝玻璃罩内的海水与蓄水池内海水的水蒸气换热后进入蓄水池，所述蓄水池内水蒸气一次冷凝后通过管道进入淡水箱，且管道的部分管身设置在蓄水池内，对管道内的水蒸气进行二次冷凝。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型采用了双重冷凝技术，极大程度的利用了太阳光热量，同时采用生物质材料，能够有效降低成本，本实用新型的可行性和稳定性都较高，而且成本低廉不用额外电能，且组装容易，适合大型淡水设施不易修建的地方。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型未显示冷凝玻璃罩时，结构示意图；

图3是本实用新型蓄水池内部示意图一；

图4是本实用新型蓄水池内部示意图二；

图5是本实用新型蓄水池剖切示意图一；

图6是本实用新型蓄水池剖切示意图二；

图7是本实用新型分水管结构示意图；

图8是本实用新型蓄水池结构示意图；

其中：1、海水箱；2、支架；3、冷凝玻璃罩；4、反光板；5、蓄水池；6、万向轮；7、淡水箱；8、废水管塞；9、废水管；10、可调节挂杆；11、分水管；12、管道；13、密封垫圈；14、回形凹槽；15、海水蒸发器；101、主杆；102、支杆；103、插槽；104、插销；111、主管；112、支管；113、透水孔。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图6说明本实施方式，本实施方式提供了一种低成本高效太阳能海水淡化装置，包括海水箱1、冷凝玻璃罩3、蓄水池5、淡水箱7及分水管11；所述冷凝玻璃罩3罩设在蓄水池5上，所述冷凝玻璃罩3采用薄夹层玻璃，低温的海水可以加速冷凝蓄水池5内部蒸发的水蒸气，所述海水箱1将海水送入与其连通的冷凝玻璃罩3的夹层内腔内，所述冷凝玻璃罩3的夹层内腔通过分水管11与蓄水池5连通，使冷凝玻璃罩3内的海水与蓄水池5内海水的水蒸气换热后进入蓄水池5，所述蓄水池5内水蒸气一次冷凝后通过管道12进入淡水箱7，且管道12的部分管身设置在蓄水池5内，对管道12内的水蒸气进行二次冷凝。

具体实施方式二：参照图1至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一作进一步限定，本实施方式中，所述冷凝玻璃罩3采用坡屋顶式结构，所述蓄水池5采用方形结构，冷凝玻璃罩3底面与蓄水池5上表面连接，且二者之间设置密封垫圈13，在所述蓄水池5内壁上端增设回形凹槽14，所述管道12进口端与回形凹槽14连通，水蒸气在冷凝玻璃罩3冷凝后，沿冷凝玻璃罩3落入回形凹槽14内。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：参照图2至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述蓄水池5内放置多个生物质材料制成的海水蒸发器15。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

本实施方式中，该海水蒸发器15采用《东北林大孙壮志课题组与香港城大王钻开教授、ECU张来昌教授JMCA：玉米秸秆制造高效太阳能蒸发器用于海水淡化》中所介绍的玉米秸秆制成的海水蒸发器。

具体实施方式四，参照图5至图7说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述分水管11包括主管111及多个支管112，所述主管111水平设置在蓄水池5内，主管111通过多个支管112与冷凝玻璃罩3的夹层内腔连通并固定在冷凝玻璃罩3上，主管111的下部均匀开设有多个透水孔113。

本实施方式中，多个支管112等间隔排列，且支管112的数量优选为三个。

具体实施方式五：参照图3、图6、图8说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述管道12的中部采用U型盘管式结构，设置在蓄水池5内，管道12的出口端穿出蓄水池5与淡水箱7连通。其它组成及连接方式与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：参照图1至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一作进一步限定，本实施方式中，所述低成本高效太阳能海水淡化装置还包括可调节挂杆10及两个反光板4；所述两个反光板4相对设置在蓄水池5两侧，且下端分别与蓄水池5通过合页转动连接，两个反光板4通过安装在蓄水池5上的可调节挂杆10固定。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，反光板4采用活页设计，既能反射太阳光，增大光照面积，还能在运输途中保护冷凝玻璃罩3，同时附带的可调节挂杆10也能调整反光板4角度，让太阳光以最佳角度入射蓄水池5中。

具体实施方式七：参照图1至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六作进一步限定，本实施方式中，所述可调节挂杆10包括主杆101及两个支杆102；所述主杆101竖直固定在蓄水池5上，所述两个支杆102下端与主杆101上端同轴铰接，两个支杆102上端上开设多个插槽103，所述两个反光板4上端通过插销104插入对应的插槽103内，使两个反光板4固定在可调节挂杆10上。其它组成及连接方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式八：参照图1至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一作进一步限定，本实施方式中，所述海水箱1通过支架2立在高处，所述蓄水池5和淡水箱7均安装在支架2上，所述支架2底部安装有便于行走的万向轮6。其它组成及连接方式与具体实施方式一相同。

本实施方式中，万向轮6极大方便整体装置的运输与摆放，也为调整向阳角度提供了可能。

具体实施方式九：参照图5至图6说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述蓄水池5采用能够保温的夹层结构，极大减少了内部热量的散失，蓄水池5上设置废水管9并通过废水管塞8封堵。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

具体实施方式十：参照图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二作进一步限定，本实施方式中，所述海水箱1内的海水通过可调节流元件流入冷凝玻璃罩3的夹层内腔内，并充满整个冷凝玻璃罩3。其它组成及连接方式与具体实施方式二相同。

工作过程：

1.首先海水箱1位于支架2最高处；

2.海水通过可调节流元件流入薄夹层的冷凝玻璃罩3，并充满整个冷凝玻璃罩3；

3.冷凝玻璃罩3中的海水吸收水蒸气的热量而达到冷凝蒸汽的效果，随后流入蓄水池5；

4.流入蓄水池5的海水利用生物质材料的吸收效果，在太阳光的照射下，在界面加热蒸发形成蒸气上升；

5.上升的蒸气与冷凝玻璃罩3接触冷凝，蒸汽形成细小液滴，随后细小液滴相互作用形成水滴，沿着冷凝玻璃罩3内表面向边缘滑落，汇聚于蓄水池5的回形凹槽14内；

6.回形凹槽14南部有连通管道12的出口，管道12为铜管，高温蒸汽液化后，流进铜管，整个铜管又从蓄水池5中的海水中穿过，再次将热量传回蓄水池5中的海水；

7.最后经过二次冷凝的蒸馏水会流入淡水箱7中，整个淡化处理流程结束。

工作原理：研究整个海水淡化过程发现，大部分的海水淡化装置吸收的太阳光热量主要有了两个去处，一是蒸发海水形成的蒸馏水，二是装置本身辐射出热量。所以，

一、本装置采用了双重冷凝技术，即海水第一次进入装置时和水蒸气发生热量交换，第二次是海水进入蓄水池5中后与已经冷凝成液态的蒸馏水进行热量交换。

当一定体积内的水蒸气到达一定密度后，会极大的影响蒸发与挥发效率，如何及时将水蒸气冷凝与沉降，是一个关键的步骤，增加额外的冷凝装置会遮挡太阳光和增加能耗，利用初始的低温海水，成为了一个行之有效的办法，高温水蒸气快速上升接触冷凝玻璃罩3，将热量传递给冷凝玻璃罩3，随后被20度左右的海水迅速带走，这样能一直保持蒸汽与冷凝界面有70度左右的温差，极大加速了冷凝效率。滑向四周的蒸馏水，本身温度还较高，所以蓄水池5内安装有一组回形铜管(即管道12)，让蒸馏水从海水中再次穿过，第二次将热量传递给还未蒸发的海水，最大程度的利用热量。蓄水池5也是使用了双层真空夹层设计(就是保温杯的原理)，减少热量损失。

二.本装置采用全新的生物质材料，在吸热，过滤盐分等方面有着独天得厚的优势，而且价格低，

反光板4的设置：是因为太阳的照射功率是一定的，即每平方米的日照强度一定，想提高输入功率，最直接的是在面积上下功夫。反光板4能够将额外的太阳光射进装置，也可以将冷凝玻璃罩3表面漫反射的太阳光，重新反射进装置内部，从而极大提高太阳能的利用效率。此外还可合上反光板4，保护冷凝玻璃罩3。

可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：包括海水箱(1)、冷凝玻璃罩(3)、蓄水池(5)、淡水箱(7)及分水管(11)；所述冷凝玻璃罩(3)罩设在蓄水池(5)上，所述冷凝玻璃罩(3)采用薄夹层玻璃，所述海水箱(1)将海水送入与其连通的冷凝玻璃罩(3)的夹层内腔内，所述冷凝玻璃罩(3)的夹层内腔通过分水管(11)与蓄水池(5)连通，使冷凝玻璃罩(3)内的海水与蓄水池(5)内海水的水蒸气换热后进入蓄水池(5)，所述蓄水池(5)内水蒸气一次冷凝后通过管道(12)进入淡水箱(7)，且管道(12)的部分管身设置在蓄水池(5)内，对管道(12)内的水蒸气进行二次冷凝。

2.根据权利要求1所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述冷凝玻璃罩(3)采用坡屋顶式结构，所述蓄水池(5)采用方形结构，冷凝玻璃罩(3)底面与蓄水池(5)上表面连接，且二者之间设置密封垫圈(13)，在所述蓄水池(5)内壁上端增设回形凹槽(14)，所述管道(12)进口端与回形凹槽(14)连通。

3.根据权利要求2所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述蓄水池(5)内放置多个生物质材料制成的海水蒸发器(15)。

4.根据权利要求2所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述分水管(11)包括主管(111)及多个支管(112)，所述主管(111)水平设置在蓄水池(5)内，主管(111)通过多个支管(112)与冷凝玻璃罩(3)的夹层内腔连通并固定在冷凝玻璃罩(3)上，主管(111)的下部均匀开设有多个透水孔(113)。

5.根据权利要求2所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述管道(12)的中部采用U型盘管式结构，设置在蓄水池(5)内，管道(12)的出口端穿出蓄水池(5)与淡水箱(7)连通。

6.根据权利要求1所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述低成本高效太阳能海水淡化装置还包括可调节挂杆(10)及两个反光板(4)；所述两个反光板(4)相对设置在蓄水池(5)两侧，且下端分别与蓄水池(5)通过合页转动连接，两个反光板(4)通过安装在蓄水池(5)上的可调节挂杆(10)固定。

7.根据权利要求6所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述可调节挂杆(10)包括主杆(101)及两个支杆(102)；所述主杆(101)竖直固定在蓄水池(5)上，所述两个支杆(102)下端与主杆(101)上端同轴铰接，两个支杆(102)上端上开设多个插槽(103)，所述两个反光板(4)上端通过插销(104)插入对应的插槽(103)内，使两个反光板(4)固定在可调节挂杆(10)上。

8.根据权利要求1所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述海水箱(1)通过支架(2)立在高处，所述蓄水池(5)和淡水箱(7)均安装在支架(2)上，所述支架(2)底部安装有便于行走的万向轮(6)。

9.根据权利要求2所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述蓄水池(5)采用能够保温的夹层结构，蓄水池(5)上设置废水管(9)并通过废水管塞(8)封堵。

10.根据权利要求2所述的一种低成本高效太阳能海水淡化装置，其特征在于：所述海水箱(1)内的海水通过可调节流元件流入冷凝玻璃罩(3)的夹层内腔内，并充满整个冷凝玻璃罩(3)。

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