太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统的制作方法

本实用新型属于太阳能发电及海水淡化领域，具体涉及一种太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统。

背景技术：

目前，能源危机和环境恶化日益严重，太阳能作为一种可再生的绿色能源，具有无限开发等优点。太阳能发电技术有光伏发电和太阳能热发电两种，光伏发电是一种通过半导体在太阳光的照射下产生电位差来发电的技术。太阳能光热发电，就是利用太阳光热能转换电能的一种技术。

光伏发电技术成熟，只是成本过高，效率不理想。造成很难普及。而太阳能光热半导体温差发电系统却解决了这方面的难题。且使用时限长，维护少，即经济又环保。

淡水资源有限，如何将海水淡化为可供人类饮用的淡水已成为21世纪人类的重大课题。目前，海水淡化中多采用蒸馏法，低温多效海水淡化技术就是其中的一种，海水淡化系统具有运行平稳、噪音低以及维修操作方便等。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统。

本实用新型为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统,包括顺序连接的温差发电单元、热交换单元和海水淡化单元，以及蓄电单元和循环水路单元；

所述的温差发电单元包括保温壳体、设置在所述的壳体内的半导体温差发电装置以及分别设置在所述的半导体温差发电装置左右两侧的热端和冷端；所述的热端包括透明盖板、设置在所述的透明盖板内侧的绝缘吸热体；所述的冷端包括绝缘体导热体以及换热翅片；所述的热端和冷端的底部分别设置有温度传感器；所述的换热翅片的一端与循环水入口连接、另一端与所述的循环水出口连接；所述的半导体温差发电装置与导线连接。

热交换单元包括壳体、设置在所述的壳体上侧端的海水进水口、设置在所述的壳体下侧端的海水出水口、设置在所述的壳体中间位置的海水滤网、设置在所述的海水滤网上部的液位传感器、以及设置在所述的海水滤网下部的热交换器；所述的热交换器一端与循环用水入口连接，另一端与循环用水出口连接。

所述的海水淡化单元包括三个相互串联的海水淡化单元；所述的海水淡化单元通过真空管相互连接，所述的真空管与真空泵连接用以为所述的海水淡化单元提供真空度；所述的海水淡化单元包括密封的蒸发室、设置在所述的蒸发室上端的冷凝管、设置在所述的蒸发室下方海水槽、设置在所述的海水槽内的换热管；所述的蒸发室内设置有压力传感器用以测量各个蒸发室的压力；所述的海水槽左右两侧分别设置有海水入口以及海水出口；所述的海水槽一侧设置有堰板用以调整海水的高度；所述的蒸发室设置有斜向的横板用以分隔淡水与浓海水；所述的蒸发室上侧端设置有淡水出口。

所述的水路单元包括海水循环水路单元以及纯净水循环水路单元；海水循环水路单元包括顺序管路连接的海水供水口、供水泵、海水淡化单元的冷凝管的入口、冷凝管的出口、热交换单元的海水入水口、海水出水口、海水槽的海水入口、海水出口、排水泵以及浓水排水管；所述的纯净水循环水路单元包括顺序管路连接的纯净水入口、循环水泵、所述的温差发电单元的换热翅片的循环水入口、循环水出口、所述的热交换单元的循环用水入口、循环用水出口、所述的海水淡化单元的换热管的入口、换热管的出口、返回纯净水入口组成回路。

所述的蓄电单元包括顺序连接的与所述的半导体温差发电装置连接的导线、电源管理控制器以及蓄电池。

所述的蓄电池通过能源路由器与所述的供水泵、所述的排水泵、所述的循环水泵以及电网连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请将太阳能发电与海水淡化联合使用，将太阳能光热温差发电用于为海水淡化系统供电。同时，利用其发电过程中冷热端的温差回收热量为海水淡化使用，使资源得到了有效充分的利用。

附图说明

图1为本实用新型太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型温差发电单元的结构示意图；

图3为本实用新型热交换单元的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和最佳实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1-3示出一种太阳能光热温差发电及海水淡化综合系统,包括顺序连接的温差发电单元1、热交换单元和海水淡化单元，以及蓄电单元和循环水路单元；

所述的温差发电单元包括保温壳体30、设置在所述的壳体内的半导体温差发电装置24以及分别设置在所述的半导体温差发电装置左右两侧的热端和冷端；所述的热端包括透明盖板22、设置在所述的透明盖板内侧的绝缘吸热体23；所述的冷端包括绝缘体导热体28以及换热翅片26；所述的热端和冷端的底部分别设置有温度传感器31；所述的换热翅片的一端与循环水入口25连接、另一端与所述的循环水出口27连接；所述的半导体温差发电装置与导线29连接。

温差发电单元外壳为保温壳体30，太阳光照射到温差发电单元时透过透明盖板22，并由绝缘吸热体23吸收太阳光，转化为热量，热量通过绝缘吸热体23传递给半导体温差发电装置24，形成热端。热端热量经半导体温差发电装置向冷端传递，经过绝缘导热体28传递至换热翅片26，循环水经循环水入口25进入温差发电装置冷端，将换热翅片26的热量带走，并通过循环水出口27流出。热端温度和冷端温度由温度传感器31实时监测。

半导体温差发电装置24在热端和冷端的温差作用下产生电流，电流通过导线29进入电源管理控制器21。

热交换单元包括壳体2、设置在所述的壳体上侧端的海水进水口34、设置在所述的壳体下侧端的海水出水口36、设置在所述的壳体中间位置的海水滤网32、设置在所述的海水滤网上部的液位传感器33、以及设置在所述的海水滤网下部的热交换器37；所述的热交换器一端与循环用水入口38连接，另一端与循环用水出口35连接。

本实用新型的热交换单元壳体2是由碳钢材质制成，如图3所示，壳体2内部设有液位传感器33，可以实时监测水箱中的液位高度，中部设置有海水过滤网32，从海水进水口34进来的海水经过海水过滤网32的过滤进入壳体的下部。高温的循环水经循环水进水管38进入壳体2，并通过壳体2底部的热交换器37与冷海水进行初步热交换之后，经循环用水出口35进入蒸发室的换热管中对浓海水进行蒸发加热。

所述的海水淡化单元包括三个相互串联的海水淡化单元；所述的海水淡化单元通过真空管相互连接，所述的真空管与真空泵9连接用以为所述的海水淡化单元提供真空度；所述的海水淡化单元包括密封的蒸发室4、设置在所述的蒸发室上端的冷凝管6、设置在所述的蒸发室下方海水槽15、设置在所述的海水槽内的换热管17；所述的蒸发室内设置有压力传感器5用以测量各个蒸发室的压力；所述的海水槽左右两侧分别设置有海水入口以及海水出口；所述的海水槽一侧设置有堰板20用以调整海水的高度；所述的蒸发室设置有斜向的横板用以分隔淡水与浓海水并形成淡水箱19；所述的蒸发室上侧端设置有淡水出口与淡水管14连接。

经过热交换单元加热后的热海水，顺序进入海水淡化单元的蒸发室4下部的海水槽15中，由于蒸发室4内的压力低于热海水温度所对应的饱和蒸汽压，所以热海水做为过热水而急速地被汽化，蒸汽上升到蒸发室4的上部，遇到冷却水管6，被凝结成淡水，淡化水滴入淡水槽19后逐级汇总从蒸发室4中引出。为了使得蒸发室内的压力低于每一级热海水温度所对应的饱和蒸气压，蒸发室4的真空度从入水端到排水端逐级增强，以达到更高的热效率和更好的经济效益。最后产生的浓海水经过排水泵12、浓水排水管13排出。

所述的水路单元包括海水循环水路单元以及纯净水循环水路单元；海水循环水路单元包括顺序管路连接的海水供水口11、供水泵1、海水淡化单元的冷凝管6的入口、冷凝管6的出口、热交换单元的海水入水口34、海水出水口36、海水槽的海水入口、海水出口、排水泵12以及浓水排水管13；所述的纯净水循环水路单元包括顺序管路连接的纯净水入口8、循环水泵7、所述的温差发电单元的换热翅片的循环水入口25、循环水出口27、所述的热交换单元的循环用水入口38、循环用水出口35、所述的海水淡化单元的换热管17的入口、换热管的出口、返回纯净水入口组成回路。温差发电装置1冷端内部有压力传感器5，当循环水压力下降时，循环管路上的单向阀8开启，为循环管路补给纯净水。

由循环泵7驱动纯净水在循环水管3内流动，并进入温差发电单元1的冷端，流经温差发电单元1冷端内部的换热翅片26，吸收热量从而升高温度，升温后的循环水经循环水出水口27流出，流入换热单元的壳体2，通过壳体2下部的热交换器与海水进行初步的热量交换后，再依次进入三个蒸发室的换热管17，以达到高效换热的目的，提高换热效率，增加海水淡化效率。

所述的蓄电单元包括顺序连接的与所述的半导体温差发电装置连接的导线、电源管理控制器21以及蓄电池18。所述的蓄电池通过能源路由器16与所述的供水泵、所述的排水泵、所述的循环水泵以及电网连接。

由于半导体发电装置两端面温差的存在，其两输出端通过导线29连接电源管理控制器21，经电源管理控制器21后接入蓄电池18。半导体发电装置在温差作用下便产生电流为蓄电池18充电。蓄电池18储存的电能通过能源路由器16后，连接至循环水泵7、供水泵10、排水泵12，为水泵提供电源。由于电流的运动，使半导体发热装置1热端热量迅速向冷端传递。

能源路由器16可根据蓄电池18的蓄电量进行调节，当蓄电池18电量高时，能源路由器16向循环水泵7、供水泵10、排水泵12供电的同时，可将电量送至电网。当蓄电池18电量低时，能源路由器16可将电网中的电能供给循环泵7、供水泵10、排水泵12。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。