一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统

本发明涉及海水淡化应用技术领域，尤其是一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统。

背景技术：

随着经济的快速发展，传统能源供不应求，环境污染也愈发严重，太阳能作为一种来源广泛、环保清洁的可再生能源，其优异的替代作用在各个领域得到了广泛的重视和应用。

那么如何能有效方便且高效率的进行海水淡化，就是我们所要致力研究的。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统，其集光热光电于一体，适用于各种天气情况下的海水淡化，经济效益强，淡化效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统，具有双曲面聚光器、抽吸装置及蒸馏淡化装置。

所述双曲面聚光器：包括汇聚太阳光的双曲面反光镜，双曲面反光镜顶部安装有穹顶状的透光玻璃，双曲面反光镜外表面覆盖有将直射阳光转化成电能的光电材料，双曲面反光镜上部内壁周向设有淡水槽，淡水槽内圈设有防水透气膜，所述淡水槽管路连接有淡水采集器；

所述抽吸装置：安装在双曲面聚光器下方，具有上端敞开接收双曲面反光镜所聚集阳光以加热海水的海水槽、利用虹吸作用将海水抽吸进海水槽内的树状管束；

所述蒸馏淡化装置：具有与海水槽相连的蒸发器、对蒸发器进行抽真空处理的真空泵，蒸发器上出料端连接有冷凝器，冷凝器与淡水采集器管路连接。

进一步说，所述的光电材料连接有储存电能的蓄电池，蓄电池线路连接有太阳能控制器。

所述的海水槽内安装有涡旋叶轮，可加速海水蒸发，使海水混合充分，热量分布更加均匀；海水槽底部设有收集海水蒸发所留下的粗盐的粗盐槽，并贴有可减少海水槽内高温海水的热量散失的聚苯板隔热层，树状管束末端具有抽吸海水的抽吸管。

所述的冷凝器连接有存放低温水的冷却水箱，冷却水箱连接有将冷却水箱内低温水泵入冷凝器的冷却水泵，以使得冷凝器内的水蒸气冷凝成液态淡水。

所述的蒸发器下出料端连接有容纳蒸发后剩余浓海水的浓海水槽。

本发明的有益效果是：

1.本发明采用树状管束虹吸效应对海水进行采集抽吸，无需其他动力设备，能有效减少能源损耗，不造成环境污染。

2.本发明采用防水透气膜，能使水蒸气直接透过接触透光玻璃形成冷凝水，而又能有效防止形成的冷凝水再次滴落回到海水槽，有效提高了系统的工作效益。

3.本发明在双曲面反光镜外表面设置光电材料，晴天时可将太阳能转化为电能储存并提供给用电设备，从而保证在太阳光不充足时海水淡化系统能正常运行，减少因环境变化而造成的资源损耗。

4.本发明在实现海水淡化的同时，能对海水蒸发所留下的粗盐进行收集，增加经济效益，从而加快系统中海水的循环，提高工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明海水淡化的流程示意图。

图3是本发明所述树状管束的工作原理图。

图4是本发明所述双曲面聚光器的光线示意图。

图5是本发明所述海水槽的局部示意图。

图中：1.双曲面聚光器，2.海水槽，3.树状管束，4.淡水槽，5.光电材料，6.聚苯板隔热层，7.透光玻璃，8.双曲面反光镜，9.防水透气膜，10.涡旋叶轮，11.淡水管道，12.淡水采集器，13.粗盐槽，14.抽吸管，15.太阳能控制器，16.真空泵，17.冷却水泵，18.蒸发器，19.冷凝器，20.冷却水箱，21.浓海水槽，22.蓄电池，23.叶轮电机。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1～图5所示的一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统，具有双曲面聚光器1、抽吸装置及蒸馏淡化装置。

所述双曲面聚光器1具有汇聚太阳光的双曲面反光镜8，双曲面反光镜8顶部安装有透光玻璃7，双曲面反光镜8外表面覆盖有光电材料5，双曲面反光镜上部内壁周向设有淡水槽4，淡水槽4内圈设有材质为tpu的防水透气膜9，所述淡水槽4通过淡水管道11连接有淡水采集器12；所述的光电材料5连接有储存电能的蓄电池22，蓄电池22线路连接有太阳能控制器15。

所述抽吸装置：安装在双曲面聚光器1下方，具有扁平状上端敞开的海水槽2、利用虹吸作用将海水抽吸进海水槽内的树状管束3，其中海水槽2能够漂浮在海面上，其海水与太阳的接触面积大，经过加热后能迅速升温并蒸发，树状管束3能够在海水中舒展开来，可以大面积地抽吸海水，工作效率高，树状管束3末端具有抽吸海水的抽吸管14；所述的海水槽2内安装有加速海水蒸发的涡旋叶轮10，在转动的同时可使海水混合充分，热量分布更加均匀，避免由于聚焦点与海水其他部分温差过大而导致的蒸发效率较低，加速海水蒸发，其中驱动涡旋叶轮10的叶轮电机23通过海水槽2底部的电线与外部的太阳能控制器15连接，保证工作所需的电能。

位于海水槽2底部设有收集海水蒸发所留下的粗盐的粗盐槽13，并贴附有聚苯板隔热层6，所述聚苯板隔热层6紧贴于海水槽2的下方，可减少高温海水与下方低温海面的热量交换，提高太阳能利用效率。位于海水槽2边缘有一个转轴，粗盐槽13、海水槽2和聚苯板隔热层6一起套在该转轴上，可以通过旋转抽出粗盐槽13。

所述双曲面反光镜8呈抛物线型，可将阳光聚集到下方的海水槽2内加热海水，使海水温度迅速升高并蒸发形成水蒸气，透光玻璃7为穹顶结构，便于阳光的直射，光电材料5将直射阳光转化成电能储存在蓄电池22内，淡水槽4安装于防水透气膜9两侧并具有斜向淡水管道11方向的坡度，便于将淡水引流进淡水采集器12。

所述防水透气膜9可保证水蒸气透过且防止冷凝水滴回海水槽2，防水透气膜9采用的是超透明tpu环保材料，具有高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性，能在透过太阳光的同时，防止凝结在透光玻璃7上的液态淡水滴回海水槽2，并且不会影响水蒸气透过防水透气膜9与透光玻璃7接触。

所述的光电材料5将晴天转化的电能储存在蓄电池22中，产生的直流电流经太阳能控制器15提供给用电设备，从而保证阴天时海水淡化系统的正常工作，适用于各种天气。

所述蒸馏淡化装置：具有与海水槽2相连的蒸发器18、对蒸发器18进行抽真空处理的真空泵16，蒸发器18上出料端连接有冷凝器19，冷凝器19与淡水采集器12管路连接；所述的冷凝器19连接有存放低温水的冷却水箱20，冷却水箱20连接有将冷却水箱20内低温水泵入冷凝器19的冷却水泵17；所述的蒸发器18下出料端连接有容纳蒸发后剩余浓海水的浓海水槽21。

在本系统运行过程中，树状管束3末端的抽吸管14利用虹吸作用将海水抽吸进漂浮在海面的海水槽2内。当晴天阳光充足时，太阳光透过透光玻璃7进入双曲面聚光器1，经过双曲面反光镜8汇聚到下方敞开的海水槽2内，加热海水使其升温、蒸发，同时利用涡旋叶轮10转动加速海水蒸发，海水蒸发形成的上升水蒸气接触透光玻璃7后冷凝成液态淡水，顺着坡度流进淡水槽4并汇聚到淡水采集器12内，其中防水透气膜9能使水蒸气透过，同时可防止液态淡水落回海水槽2，粗盐槽13收集蒸发后剩下的粗盐，能够随时从装置中抽出，便于粗盐的及时处理。

当阴天阳光不充足时，海水槽2内较高温的海水进入蒸馏淡化装置的蒸发器18，利用真空泵16对蒸发器18进行抽真空处理，使得海水在较低温下进行蒸发并形成的水蒸气，经管道进入冷凝器19，冷却水泵17将冷却水箱20中的低温水泵入冷凝器19，与水蒸气进行热交换，使水蒸气冷凝成液态淡水流进淡水槽4并汇聚到淡水采集器12内，蒸发器18中蒸发后剩下的浓海水进入浓海水槽21。

本发明所涉及的海水淡化系统可漂浮在海面上，利用虹吸作用抽吸海水，无需提供额外能量，简单易操作，同时集光热光电于一体，适用于各种天气，经济效益强，海水淡化效果好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。