KR101628819B1 - 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템 - Google Patents

태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수를 가열 증발시켜 해수증기를 생성하고, 생성된 해수증기를 냉각 응축시켜 담수를 얻는 증발 방식의 해수 담수화 시스템을 채택하여 구조가 비교적 단순하면서도, 해수를 증발시키기 위한 열원으로 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용한 태양에너지를 이용함으로써 외부에너지 공급을 최소화할 수 있어 유지 관리 비용이 적게 소요되는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 증발 방식으로 해수로부터 담수를 얻는 해수 담수화 시스템에 있어서, 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 열유체를 가열하는 태양에너지 열원부와; 담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 취수부와; 상기 태양에너지 열원부에서 가열된 열유체와 열교환을 통해 해수를 증발시켜 해수증기를 생성하는 증발부와; 상기 증발부에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 응축부를; 포함하되, 상기 응축부는, 상기 증발부에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되고 하방을 향하여 돌출된 응축돌기가 구비된 수증기응축판과, 상기 수증기응축판의 하부에 배치되고 상기 응축돌기로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 포집호퍼가 구비된 담수포집판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템{SEA WATER DESALTING SYSTEM USING SOLAR ENERGY}
본 발명은 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해수를 가열 증발시켜 해수증기를 생성하고, 생성된 해수증기를 냉각 응축시켜 담수를 얻는 증발 방식의 해수 담수화 시스템을 채택하여 구조가 비교적 단순하면서도, 해수를 증발시키기 위한 열원으로 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용한 태양에너지를 이용함으로써 외부에너지 공급을 최소화할 수 있어 유지 관리 비용이 적게 소요되는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템에 관한 것이다.
해수 담수화 시스템은 해수와 같이 염도가 높아 인간이 사용하기 어려운 물로부터 담수와 같이 염도가 낮아 인간이 사용하기 적합한 물을 얻는 일련의 시스템을 의미한다.
해수를 이용한 담수 생산은 대부분 중동지역에서 식수 공급을 위해 사용되어 왔는데, 최근에는 담수화 기술의 발달로 에너지 효율이 높아지면서 담수화는 전 세계적으로 미래의 물 수요를 충족하기 위한 수단의 하나로 인식되고 있다.
해수 담수화 시스템은 세계 각국의 안정적인 대체 수자원을 위한 대안 중 중요한 부분을 차지하고 있으며, 세계 담수화 시장에서 담수화 플랜트의 크기는 점점 대형화 추세를 보이고 있다.
현재 해수 담수화 시스템에는 역삼투(RO: Reverse Osmosis) 방식과 증발(distillation) 방식("증류 방식"이라고 함)이 주로 사용되고 있다.
역삼투 방식은 역삼투 현상을 이용한 방식으로서, 최근 수요가 급증하고 있는 방식이다. 역삼투 현상은 반투막(멤브레인)을 사이에 두고 해수가 담수보다 높은 일정 압력차(삼투압)로 평형을 유지한 상태에서, 해수에 삼투압보다 높은 압력(역삼투압)을 가하면 해수에 포함된 순수한 물이 담수 쪽으로 이동하는 현상이다. 역삼투 방식에 의해 해수는 담수와 농축수로 분리된다.
한편, 증발 방식은 해수를 가열하여 증발시키고, 그 증기를 응축시켜서 담수를 얻는 방식이다.
기존의 해수 담수화 시스템은 대규모 설비의 경우 주로 증발 방식을 사용하고, 중소 규모의 경우 역삼투 방식을 사용하고 있는데, 증발 방식의 경우 설치 비용이 많이 소요되는 단점이 있고, 역삼투 방식은 구조가 복잡하고 운전비용이 많이 소요되어 유지관리가 용이하지 않은 단점이 있다.
한편, 증발 방식에 의한 해수 담수화 시스템에 관한 종래기술은 등록특허공보 제10-0421331호(공고일자: 2004.03.11.) 및 등록특허공보 제10-0745963호(공고일자: 2007.08.02.)에 제안된 바 있다.
하지만, 종래기술에 따른 증발 방식에 의한 해수 담수화 시스템은 현재 화석연료를 이용하여 해수를 가열하는 방식이 많이 사용되고 있어 에너지 소비가 많고, 유지 관리비가 많이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 증발 방식의 해수 담수화 시스템을 채택하여 구조가 비교적 단순하면서도, 해수를 증발시키기 위한 열원으로 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용한 태양에너지를 이용함으로써 외부에너지 공급을 최소화할 수 있어 유지 관리 비용이 적게 소요되고, 증발부를 거치기 전의 해수를 해수증기가 응축되는 과정에서 발생되는 잠열, 농축수의 열, 지열 등을 이용하여 예열 및 가열함으로써 효율이 높은 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템을 제공하는 데에 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 증발 방식으로 해수로부터 담수를 얻는 해수 담수화 시스템에 있어서, 담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 취수부와; 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 열유체를 가열하는 태양에너지 열원부와; 상기 태양에너지 열원부에서 가열된 열유체와 열교환을 통해 해수를 증발시켜 해수증기를 생성하는 증발부와; 상기 증발부에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 응축부를; 포함하되, 상기 응축부는, 상기 증발부에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되기 위한 공간을 형성하고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되고 하방을 향하여 돌출된 복수의 응축돌기가 구비된 수증기응축판과, 상기 수증기응축판의 하부에 배치되고 상기 응축돌기 각각에 대응되게 구비되어 상기 응축돌기로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 복수의 포집호퍼가 구비된 담수포집판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 증발부는, 관형 또는 판형으로 형성되어 해수를 증발시키는 해수증발판이 구비되되, 상기 해수증발판은 상기 해수가 접하는 면에 영가철이 코팅된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 증발 방식으로 해수로부터 담수를 얻는 해수 담수화 시스템에 있어서, 담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 취수부와; 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 해수를 가열하여 해수증기를 생성하는 증발부와; 상기 증발부에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 응축부를; 포함하되, 상기 응축부는, 상기 증발부에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되고 하방을 향하여 돌출된 응축돌기가 구비된 수증기응축판과, 상기 수증기응축판의 하부에 배치되고 상기 응축돌기로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 포집호퍼가 구비된 담수포집판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 증발부를 거치기 전의 해수를 예열하는 예열부를; 더 포함하되, 상기 예열부는, 상기 응축부에서 해수증기를 응축시키는 과정에서 발생되는 잠열을 이용하여 상기 해수를 예열하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 수증기응축판이 상기 예열부가 되도록 상기 냉각유로를 흐르는 냉각수는 상기 취수부에 취수되어 상기 증발부를 향하여 흐르는 해수인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 응축부는, 전원을 공급받아 작동되며 펠티에 효과에 의한 냉각면과 열면을 갖되, 상기 수증기응축판을 냉각시키도록 상기 냉각면이 상기 수증기응축판에 접촉되게 배치되는 열전소자를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 증발부를 거치기 전의 해수를 가열하도록 상기 챔버의 농축수축적공간에 배치되어 상기 농축수축적공간에 모인 농축수와의 열교환을 통해 상기 해수를 가열하는 제1가열부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 증발부를 거치기 전의 해수를 가열하도록 지열을 이용하여 상기 해수를 가열하는 제2가열부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 취수부는, 취수된 해수의 부유물 또는 유기물을 제거하는 전처리필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은, 상기 담수포집판에 연결되어 상기 담수포집판으로부터 배출되는 담수를 저장하는 담수저장부와; 상기 챔버의 농축수축적공간에 연결되어 상기 챔버로부터 배출되는 농축수를 저장하는 농축수저장부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 증발 방식의 해수 담수화 시스템을 채택하여 구조가 비교적 단순하면서도, 해수를 증발시키기 위한 열원으로 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용한 태양에너지를 이용함으로써 외부에너지 공급을 최소화할 수 있어 유지 관리 비용이 적게 소요되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 해수를 증발시키는 증발판의 해수가 접하는 면에 영가철을 코팅하여 기공이 형성됨으로써 해수 증발 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 증발부를 거치기 전의 해수를 해수증기가 응축되는 과정에서 발생되는 잠열, 농축수의 열, 지열 등을 이용하여 예열 및 가열함으로써 증발 효율이 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 열전소자를 이용하여 해수증기를 냉각 응축시킴으로써 응축 효율이 높은 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 구성도
도 2은 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 주요부 구성도
도 3은 일반적인 열전소자의 구조도
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 구성도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 주요부 구성도이다.
도 1 및 도 2를 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 태양에너지 열원부(100)와, 취수부(10)와, 예열부(20)와, 제1가열부(30)와, 제2가열부(40)와, 증발부(50)와, 응축부(60)와, 담수저장부(70)와, 농축수저장부(80)를 포함하여 구성된다.
상기 태양에너지 열원부(100)는 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 열유체를 가열하고, 가열된 열유체를 상기 증발부(50)의 열원으로 이용하기 위한 구성이다.
도 1에서는 상기 태양에너지 열원부(100)의 일예로 PTC(Parabolic Trough Collector)형 태양열 집열장치를 일예로 도시하였다.
PTC형 태양열 집열장치의 경우 1/2의 원통 내부에 빛이 반사되는 반사판(101)을 부착하면 일정한 지점에 막대형의 초점이 형성되는데 초점을 따라 흡열 리시버(102)를 설치하고 그 속에 열유체를 흘려보내는 구조로, 순환모터(P2)에 의해 상기 흡열 리시버(102)를 통과하는 열유체는 열을 흡수하여 출구단에서의 열유체 온도는 250 ~ 600℃ 정도가 되게 된다.
상기 취수부(10)는 담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 취수된 해수의 부유물 또는 유기물을 제거하는 전처리필터(11)가 구비된다.
따라서, 상기 취수부(10)에는 상기 전처리필터(11)에 의해 부유물 또는 유기물이 제거된 전처리된 해수가 취수된다.
상기 예열부(20)는 상기 취수부(10)로부터 펌프(P1)에 의해 펌핑되어 흐르는 상기 증발부(50)를 거치기 전의 해수를 예열하는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 상기 응축부(60)에서 해수증기를 응축시키는 과정에서 발생되는 잠열을 이용하여 상기 해수를 예열하도록 구성된다.
즉, 상기 응축부(60)에서 해수증기(기체)가 담수(액체)로 응축되는 상변화 과정에서 대체로 597.3㎉/㎏의 잠열이 발생되는데, 상기 예열부(20)는 이러한 잠열을 이용하여 상기 해수를 예열하는 것이다.
한편, 상기 예열부(20)는 본 발명의 일실시예에서는 상기 응축부(60)의 일구성인 수증기응축판(62)의 냉각유로(621)를 흐르는 냉각수를 상기 취수부(10)에 취수되어 상기 증발부(50)를 향하여 흐르는 해수로 대체함으로써 상기 수증기응축판(62)이 상기 예열부(20)가 되도록 구성된다.
상기 제1가열부(30)는 상기 예열부(20)를 지난 상기 증발부(50)를 거치기 전의 해수를 가열하는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 상기 응축부(60)의 일구성인 챔버(61)의 농축수축적공간(611)에 배치되어 상기 농축수축적공간(611)에 모인 비교적 고온인 농축수와의 열교환을 통해 상기 해수를 가열하도록 구성된다.
상기 제2가열부(40)는 상기 제1가열부(30)를 지난 상기 증발부(50)를 거치기 전의 해수를 가열하는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 지열에 의해 상기 해수를 가열하도록 구성된다.
상기 증발부(50)는 상기 태양에너지 열원부(100)에서 가열된 열유체와 열교환을 통해 상기 제2가열부(40)를 지나 내부를 통과하는 해수를 증발시켜 해수증기를 생성하고, 생성된 해수증기를 상기 응축부(60)의 챔버(61)로 공급하는 구성이다.
한편, 상기 증발부(50)는 관형 또는 판형으로 형성되어 해수를 증발시키는 해수증발판(미도시)이 구비되는데, 상기 해수증발판(미도시)은 상기 해수가 접하는 면에 영가철이 코팅되어 기공이 형성됨으로써 해수 증발 효율을 향상시킬 수 있도록 구성된다.
상기 응축부(60)는 상기 증발부(50)에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 챔버(61)와, 수증기응축판(62)과, 담수포집판(63)과, 열전소자(64)를 포함하여 구성된다.
상기 챔버(61)는 상기 증발부(50)에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간(611)이 형성되는 구성으로, 해수증기의 효과적인 응축을 위해 이젝터펌프(미도시) 등에 의해 내부가 진공상태가 되도록 구성하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 농축수축적공간(611)에는 전술한 바와 같이 상기 제1가열부(30)가 배치되어 상기 농축수축적공간(611)에 모인 비교적 고온인 농축수와의 열교환을 통해 해수를 가열하도록 구성되고, 상기 농축수축적공간(611)에 모인 농축수는 일정량 이상이 되는 경우 배출되며 상기 농축수저장부(80)에 저장된다.
상기 수증기응축판(62)은 상기 챔버(61) 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로(621)가 형성되고, 응축된 담수가 수렴되도록 하방을 향하여 돌출된 응축돌기(622)가 구비되며, 효과적인 냉각을 위해 상기 열전소자(64)의 냉각면(641)이 접촉되는 구성이다.
한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 냉각유로(621)를 흐르는 냉각수는 상기 취수부(10)에 취수되어 상기 증발부(50)를 향하여 흐르는 해수로 구성하여 전술한 바와 같이 상기 수증기응축판(621)이 상기 예열부(20)의 아울러 수행하도록 구성된다.
상기 담수포집판(63)은 상기 수증기응축판(62)의 하부에 배치되고 상기 응축돌기(622)로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 포집호퍼(631)가 구비되는 구성이다.
한편, 상기 담수포집판(63)으로 포집되는 담수는 상기 담수저장부(70)로 배출되도록 구성된다.
상기 열전소자(64)는 전원을 공급받아 작동되며 펠티에 효과에 의한 냉각면(641)과 열면(642)을 갖되, 해수증기의 효과적인 응축을 위해 상기 수증기응축판(62)을 냉각시키도록 상기 냉각면(641)이 상기 수증기응축판(62)에 접촉되게 배치되는 구성이다.
상기 열전소자(64)는 주지된 바와 같이 대기오염을 일으키는 원인물질의 하나인 프레온 가스 등을 대체하여 냉각수단으로 활용되고 있는 소자이다.
반도체를 매개로 금속이 상호 접지되어져 형성된 루프에 전류를 흘리면 페르미에너지 차이로 전위차가 발생하게 되고, 전자가 한쪽 금속면에서 다른 쪽으로 이동하기 위해 필요한 에너지를 가지고 가기 때문에 냉각(흡열)이 일어나는 반면, 다른 금속면은 상기 전자가 가지고 온 에너지만큼 열에너지를 내놓기 때문에 가열(방열)이 일어나는데, 이를 펠티에 효과(Peltier effect)라고 하며 열전소자에 의한 냉각장치의 작동원리가 된다.
이때, 상기 반도체의 종류와, 전류가 흐르는 방향에 따라 흡열과 방열의 위치가 결정되며, 재질에 따라 그 효과에도 차이가 발생한다.
도 3은 열전소자(64)에 구비된 N.P형 반도체의 구조도인바, 이를 참조하여 상기 열전소자(64)의 작동상태를 설명하면, N형 반도체(N)와 P형 반도체(P)가 도체(M)를 매개로 직렬연결된 회로에 직류전류(D.C)가 가해지면, (-)로 대전된 금속/반도체 접점(1,2)에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 반도체 내부로 이동되어 흡열이 일어나고, (+)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해 방열(3, 4)이 일어나게 된다. 또한, 전류의 방향을 역으로 하면 상기 흡열 및 방열부위 또한 뒤바뀌게 된다.
미설명부호인 'E.F' 및 'H.F'는 N형 반도체와 P형 반도체에서 각각 일어나는 전자류(Electron Flow)와 정공류(Hole Flow)의 방향을 나타낸 것이다.
상기 담수저장부(70)는 상기 담수포집판(63)에 연결되어 상기 담수포집판(63)으로부터 배출되는 담수를 저장하는 구성이다.
상기 담수저장부(70)에 저장된 담수를 얻는 것이 해수 담수화 시스템의 최종 목적인 것이다.
상기 농축수저장부(80)는 상기 챔버(61)의 농축수축적공간(611)에 연결되어 상기 챔버(61)로부터 배출되는 농축수를 저장하는 구성이다.
상기 농축수저장부(80)에 저장된 농축수는 염분을 얻는데 이용할 수 있다할 것이다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템을 살펴보았고, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템의 구성도이다.
도 4를 살펴보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 취수부(10)와, 예열부(20)와, 제1가열부(30)와, 제2가열부(40)와, 증발부(50)와, 응축부(60)와, 담수저장부(70)와, 농축수저장부(80)를 포함하여 구성된다.
상기 증발부(50)를 제외한 다른 구성은 본 발명의 일실시예와 동일하므로 이하에서는 상기 증발부(50)의 구성에 대해서만 상술하기로 한다.
상기 증발부(50)는 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 해수를 가열하여 해수증기를 생성하는 구성이다.
본 발명의 다른 실시예에서의 상기 증발부(50)는 PTC(Parabolic Trough Collector)형 태양열 집열장치로 구성하였다.
상기 증발부(50)로서의 PTC형 태양열 집열장치의 경우 1/2의 원통 내부에 빛이 반사되는 반사판(51)을 부착하면 일정한 지점에 막대형의 초점이 형성되는데 초점을 따라 흡열 리시버(52)를 설치하고 그 속에 가열을 위한 해수를 흘려보내는 구조로, 상기 흡열 리시버(52)를 통과하는 해수는 가열되어 해수증기가 생성되는 것이다.
앞에서 설명되고, 도면에 도시된 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
100 태양에너지 열원부
10 취수부
11 전처리필터
20 예열부
30 제1가열부
40 제2가열부
50 증발부
60 응축부
61 챔버
611 농축수축적공간
62 수증기응축판
621 냉각유로
622 응축돌기
63 담수포집판
631 포집호퍼
64 열전소자
70 담수저장부
80 농축수저장부

Claims (8)

  1. 증발 방식으로 해수로부터 담수를 얻는 해수 담수화 시스템에 있어서,
    담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 취수부와; 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 열유체를 가열하는 태양에너지 열원부와; 상기 태양에너지 열원부에서 가열된 열유체와 열교환을 통해 해수를 증발시켜 해수증기를 생성하는 증발부와; 상기 증발부에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 응축부를; 포함하되,
    상기 응축부는, 상기 증발부에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되기 위한 공간을 형성하고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되고 하방을 향하여 돌출된 복수의 응축돌기가 구비된 수증기응축판과, 상기 수증기응축판의 하부에 배치되고 상기 응축돌기 각각에 대응되게 구비되어 상기 응축돌기로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 복수의 포집호퍼가 구비된 담수포집판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증발부는, 관형 또는 판형으로 형성되어 해수를 증발시키는 해수증발판이 구비되되, 상기 해수증발판은 상기 해수가 접하는 면에 영가철이 코팅된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  3. 증발 방식으로 해수로부터 담수를 얻는 해수 담수화 시스템에 있어서,
    담수화 대상이 되는 해수를 취수하는 취수부와; 태양열 또는 태양광 발전 전력을 이용하여 해수를 가열하여 해수증기를 생성하는 증발부와; 상기 증발부에서 생성된 해수증기를 응축시켜 담수를 얻는 응축부를; 포함하되,
    상기 응축부는, 상기 증발부에서 생성된 해수증기가 내부로 유입되기 위한 공간을 형성하고 하부로 농축수가 모이는 농축수축적공간이 형성된 챔버와, 상기 챔버 내부로 유입된 해수증기가 냉각되며 응축되도록 내부로 냉각수가 흐르는 냉각유로가 형성되고 하방을 향하여 돌출된 복수의 응축돌기가 구비된 수증기응축판과, 상기 수증기응축판의 하부에 배치되고 상기 응축돌기 각각에 대응되게 구비되어 상기 응축돌기로부터 낙하되는 담수를 포집하도록 상광하협 형상의 복수의 포집호퍼가 구비된 담수포집판을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 증발부를 거치기 전의 해수를 예열하는 예열부를; 더 포함하되,
    상기 예열부는, 상기 응축부에서 해수증기를 응축시키는 과정에서 발생되는 잠열을 이용하여 상기 해수를 예열하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 수증기응축판이 상기 예열부가 되도록 상기 냉각유로를 흐르는 냉각수는 상기 취수부에 취수되어 상기 증발부를 향하여 흐르는 해수인 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 응축부는, 전원을 공급받아 작동되며 펠티에 효과에 의한 냉각면과 열면을 갖되, 상기 수증기응축판을 냉각시키도록 상기 냉각면이 상기 수증기응축판에 접촉되게 배치되는 열전소자를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 증발부를 거치기 전의 해수를 가열하도록 상기 챔버의 농축수축적공간에 배치되어 상기 농축수축적공간에 모인 농축수와의 열교환을 통해 상기 해수를 가열하는 제1가열부를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 증발부를 거치기 전의 해수를 가열하도록 지열을 이용하여 상기 해수를 가열하는 제2가열부를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 태양에너지를 이용한 해수 담수화 시스템.
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