专利名称：太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种太阳能利用装置，特别是涉及一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及进行风力发电的系统。
背景技术：
随着世界人口快速增长和工业的飞速发展，能源需求不断增加，环境污染也在加剧，地球温室效应影响继续上升，人类的生活环境目益恶化；廉价的石油和天然气也必将耗尽，世界各国对清洁的新能源需求的依赖也逐渐加强，可再生能源是未来的重要后续能源。
各国专家都特别关注21世纪的新能源问题，并且非常看好新的可再生能源。寻求清洁能源利用新技术已成为研究热点之一，而太阳能烟囱发电技术将是被许多能源专家看好的最有发展前途的新能源技术，并且建造太阳能烟囱并进行风力发电的技术已经存在并且日趋完善。
现在世界各地的淡水资源非常紧缺，大量城市缺水，而且现在仅有的淡水资源在未来几十年内将面临枯竭。从海水或苦咸水或所含污染物为非挥发性物质的工业污水或废水中提取淡水是一个行之有效的措施，结合太阳能烟囱风力发电技术制取淡水是非常有前途的一项新的技术。
发明内容
本发明的目的是利用可再生的免费的太阳能资源和太阳能烟囱发电技术原理，提供一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水和风力发电系统，本发明的技术方案概述如下一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，在太阳能集热棚的上面设置有太阳能烟囱，其特征是在所述太阳能烟囱入口的下方设置有间接冷凝装置，在所述太阳能烟囱入口设置有风力涡轮发电机组。
所述太阳能烟囱的高为5-2000米，所述太阳能烟囱的内径为1-100米。
所述太阳能集热棚的面积为0.00001-300平方公里。太阳能集热棚的面积最好为0.01-50平方公里。
所述太阳能集热棚与所述太阳能烟囱的结合部位距水平面的距离等于或大于所述太阳能集热棚的外周距所述水平面的距离。
所述太阳能集热棚的材料为透光塑料材料或透光玻璃材料或由塑料和玻璃组成的复合透光材料。
所述太阳能集热棚的形状为圆形或椭圆形或扇形或长方形或多边形或不规则形状。
本发明的一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，可以用于海水、苦咸水或所含污染物为非挥发性物质的工业污水或废水的处理。结合集热棚温室技术和烟囱技术，可以提高水分蒸发速率，达到强化水分蒸发的效果，同时可采用引流系统，以强化水蒸汽向冷凝换热管束的输送。到达管外的湿热空气与管内干冷空气通过换热管壁进行冷凝换热，冷凝水沿管壁流入储水装置中即为淡水，而换热后从外部环境进行换热管列的干冷空气则变为干热空气，推动烟囱入口处的风力涡轮机组发电。本发明在淡水的生产的基础上进行风力发电，大大提高了整个系统的综合利用程度收益。充分利用了太阳能热源，又部分地解决全球性的淡水紧缺问题。特别能够为阳光充足、自然资源紧缺的欠发达地区同时解决居民的日常生活用水和用电问题；另外，本系统还可进行海盐或有机物质或无机物质的生产、盐水生物的养殖和旅游观光等，具有经济、环境和社会效益上的可行性。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，在太阳能集热棚1的上面设置有太阳能烟囱2，在所述太阳能烟囱入口的下方设置有间接冷凝装置3，在所述太阳能烟囱入口设置有风力涡轮发电机组4。
太阳能烟囱的高为可以选用5米，或者是2000米，还可以选取10米、50米、100米、150米、200米、500米、700米、900米、1000米、1200米、1300米、1400米、1500米、1600米、1800米。
太阳能烟囱的内径可以选取1米或100米，也可以选5米、10米、15米、20米、30米、40米、50米、60米、70米、80米、90米。
太阳能集热棚的面积可以是0.00001平方公里，还可以是300平方公里，也可以选0.0001平方公里、0.001平方公里、0.01平方公里、0.1平方公里、1平方公里、2平方公里、10平方公里、50平方公里、100平方公里、200平方公里。
太阳能集热棚与太阳能烟囱的结合部位距水平面的距离等于或大于太阳能集热棚的外周距水平面的距离。
太阳能集热棚的材料可以选透光塑料材料或透光玻璃材料或由塑料和玻璃组成的复合透光材料。
太阳能集热棚的形状可以是圆形或椭圆形或扇形或长方形或多边形或不规则形状。
本发明的一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，适于建在太阳能资源较好，人口密度较小，地域辽阔的地区。太阳能集热棚用塑料或玻璃或由塑料和玻璃组成的复合材料等透明材料建成，并用框架作为支撑。集热棚四周与地面留有一定间隙，大约70％～90％的太阳可见光能够穿过透明的集热棚，被棚内海水或苦咸水或所含污染物为非挥发性物质的工业污水或废水吸收升温。棚内进口的冷空气与水表面的蒸汽间存在湿度梯度，推动水蒸发进入棚内空气并趋于饱和，同时棚内冷空气与升温的海水或苦咸水或所含污染物为非挥发性物质的工业污水或废水间存在温度梯度，促使两者之间进行热交换，最后棚内的冷空气变为饱和的湿热空气。湿热空气由于密度下降而作上升运动，必要时通过引流途径提高饱和湿热空气的扩散速率，使其进入集热棚中部的冷凝换热管束。冷凝换热管束用热阻小且传热性能好的材料制得，到达管外的饱和湿热空气和管内的干冷空气通过管壁进行热交换，热交换的进行促使外部环境中的干冷空气不断地被吸入冷凝管中。湿热空气中的水蒸汽在管壁上冷凝放热变为液态冷凝水，冷凝水沿管壁流入储水装置可得淡水，同时管内的干冷空气换热升温后进入顶部烟囱，通过烟囱入口处的风力涡轮发电机组进行风力发电。
权利要求
1.一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，在太阳能集热棚的上面设置有太阳能烟囱，其特征是在所述太阳能烟囱入口的下方设置有间接冷凝装置，在所述太阳能烟囱入口设置有风力涡轮发电机组。
2.根据权利要求1所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述太阳能烟囱的高为5-2000米，所述太阳能烟囱的内径为1-100米。
3.根据权利要求1所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述太阳能集热棚的面积为0.00001-300平方公里。
4.根据权利要求1所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述太阳能集热棚与所述太阳能烟囱的结合部位距水平面的距离等于或大于所述太阳能集热棚的外周距所述水平面的距离。
5.根据权利要求1或2或3所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述太阳能集热棚的材料为透光塑料材料或透光玻璃材料或由塑料和玻璃组成的复合透光材料。
6.根据权利要求1或2或3所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述太阳能集热棚的形状为圆形或椭圆形或扇形或长方形或多边形或不规则形状。
7.根据权利要求3所述太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，其特征是所述的太阳能集热棚的面积为0.01-50平方公里。
全文摘要
本发明公开了一种太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统，在太阳能集热棚的上面设置有太阳能烟囱，在所述太阳能烟囱入口的下方设置有间接冷凝装置，在所述太阳能烟囱入口设置有风力涡轮发电机组，本发明透过集热棚的太阳能加热增湿棚内的冷空气，通过管壁间接换热使湿热空气中的水蒸气在管壁上冷凝制备淡水，同时外部干冷空气不断地被吸入冷凝管中，换热升温后通过烟囱入口处的风力涡轮发电机组进行风力发电，可分别用于海水或苦咸水或所含污染物为非挥发性物质的工业污水或废水的处理，蒸发浓缩后的产品可分别进行海盐或有机物质或无机物质的生产，并进行盐水生物养殖和旅游观光等有益用途，具有经济、环境和社会效益上的可行性。
文档编号C02F1/14GK1623915SQ20041009392
公开日2005年6月8日 申请日期2004年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者王一平, 朱丽, 张金利, 王俊红, 方振雷, 韩丽君 申请人:天津大学