农牧区绿色冷能净水装置

1.本发明属于水处理技术领域，具体是农牧区绿色冷能净水装置。


背景技术：

2.水处理是一个高耗能行业。投入能源、物耗资源都属高耗能，高标准的出水水质是以能耗、物耗的形式来实现。水处理行业将低质量水转化为高质量水，其中耗能导致的水污染物转为co2、ch4等温室气体。水处理高质量标准提高，能耗就会越来越高。
3.自然冷能的科学定义是：“常温环境中，自然存在的低温差热能”，简称“冷能”。我国大部分地区都是大陆性气候，昼夜气温变化大，冬季较多地区温度较低，自然冷能有很好的应用潜力，在冷能源方面有得天独厚的地理优势。
4.在我国农牧区，存在着饮用水苦咸、高氟、高砷等问题，长期饮用对人体及牲畜造成不可逆转的慢性系统功能损伤，对工业生产及农田灌溉也有消极影响。
5.传统针对于农牧区的净水器需要反复维修更换滤芯，维修周期短，需要频繁维护，导致维修成本较高。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供农牧区绿色冷能净水装置。
7.为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
8.农牧区绿色冷能净水装置，包括电连接设置的两个装置本体，所述装置本体内设置有双层孔板，其将装置本体内腔分隔为上腔和下腔，所述上腔四周侧壁内及下腔底部侧壁内均设置有电阻丝，所述双层孔板顶部中心处设置有排压管，所述排压管穿过上腔，所述上腔内壁设置有温控器；
9.两个装置本体的上腔之间通过管道连通，且管道上连通设置有水泵。
10.优选的，所述装置本体外侧设置有隔温层。
11.优选的，其中一个所述装置本体电连接设置有逆变器，所述逆变器电连接设置有控制器。
12.优选的，所述控制器电连接设置有蓄电池及太阳能电池板。
13.优选的，所述逆变器还电连接设置有压缩机，所述上腔的上端内壁均设置有冷凝板，所述压缩机与冷凝板之间通过冷凝管连接。
14.优选的，所述双层孔板包括两个单层孔板，所述单层孔板上开设有若干通水孔组，若干通水孔组呈环形阵列分布，所述排压管与位于上方的单层孔板连接。
15.优选的，所述水泵与蓄电池之间电连接。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
17.本发明中，使用农牧区充足的自然冷能和太阳能，无需使用滤芯，装置维修周期长，无需频繁维护，从而降低了维修成本。
附图说明
18.图1是本发明农牧区绿色冷能净水装置中利用自然冷能的装置整体结构示意图；
19.图2是本发明农牧区绿色冷能净水装置中利用电能制冷的装置整体结构示意图；
20.图3是本发明农牧区绿色冷能净水装置中双层孔板隔水的结构示意图；
21.图4是本发明农牧区绿色冷能净水装置中双层孔板过水的结构示意图；
22.图5是本发明农牧区绿色冷能净水装置中单层孔板结构示意图。
23.附图标记：1、装置本体；2、逆变器；3、控制器；4、蓄电池；5、太阳能电池板；6、双层孔板；7、上腔；8、下腔；9、排压管；10、电阻丝；11、温控器；12、隔温层；13、压缩机；14、冷凝板；15、冷凝管；16、单层孔板； 17、通水孔组；18、水泵。
具体实施方式
24.以下结合附图1-5，进一步说明本发明农牧区绿色冷能净水装置的具体实施方式。本发明农牧区绿色冷能净水装置不限于以下实施例的描述。
25.实施例1：
26.本实施例给出农牧区绿色冷能净水装置的具体实施方式，如图1所示，包括电连接设置的两个装置本体1，装置本体1内设置有双层孔板6，其将装置本体1内腔分隔为上腔7和下腔8，上腔7四周侧壁内及下腔8底部侧壁内均设置有电阻丝10，双层孔板6顶部中心处设置有排压管9，排压管9穿过上腔7，上腔7内壁设置有温控器11；
27.两个装置本体1的上腔7之间通过管道连通，且管道上连通设置有水泵18。
28.进一步的，装置本体1外侧设置有隔温层12。
29.进一步的，其中一个装置本体1电连接设置有逆变器2，逆变器2电连接设置有控制器3。
30.进一步的，控制器3电连接设置有蓄电池4及太阳能电池板5。
31.进一步的，双层孔板6包括两个单层孔板16，单层孔板16上开设有若干通水孔组17，若干通水孔组17呈环形阵列分布，排压管9与位于上方的单层孔板 16连接。
32.进一步的，水泵18与蓄电池4之间电连接。
33.实施例2：
34.本实施例给出农牧区绿色冷能净水装置的具体实施方式，如图2-5所示，包括电连接设置的两个装置本体1，装置本体1内设置有双层孔板6，其将装置本体1内腔分隔为上腔7和下腔8，上腔7四周侧壁内及下腔8底部侧壁内均设置有电阻丝10，双层孔板6顶部中心处设置有排压管9，排压管9穿过上腔7，上腔7内壁设置有温控器11；
35.两个装置本体1的上腔7之间通过管道连通，且管道上连通设置有水泵18。
36.进一步的，装置本体1外侧设置有隔温层12。
37.进一步的，其中一个装置本体1电连接设置有逆变器2，逆变器2电连接设置有控制器3。
38.进一步的，控制器3电连接设置有蓄电池4及太阳能电池板5。
39.进一步的，双层孔板6包括两个单层孔板16，单层孔板16上开设有若干通水孔组17，若干通水孔组17呈环形阵列分布，排压管9与位于上方的单层孔板 16连接。
40.进一步的，逆变器2还电连接设置有压缩机13，上腔7的上端内壁均设置有冷凝板
14，压缩机13与冷凝板14之间通过冷凝管15连接。
41.进一步的，水泵18与蓄电池4之间电连接。
42.工作原理：
43.如图1所示，蓄电池4及太阳能电池板5为装置提供由太阳能转化而来的电能，两个装置本体1中，与逆变器2相连的为二级冷冻装置、另一个为一级冷冻装置，水泵18的入水口与一级冷冻装置相连通，其出水口与二级冷冻装置相连通；
44.冷冻过程中，管道从装置本体1的上腔7抽出，当一次冷冻结冰消融后，将水泵18的管道插入装置本体1的上腔7底部(贴近双层孔板6)，其入水口管道插入一级冷冻装置，其出水口管道插入二级冷冻装置，通过水泵18将一次冷冻结冰消融后的水吸入二级冷冻装置。
45.为模拟湖泊冬季在自然冷能下的绝热冷冻过程，装置本体1最外侧隔温层 12为真空保温层，保证在自然冷能的作用下冷冻过程由上而下进行，进而实现冷冻过程对高浓度离子的挤压去除。
46.自上而下冷冻原理为：本装置模拟的是湖泊在自然低温状态下结冰是自湖面向湖底生长，也就是自上而下冻结。湖泊冬季结冰，上层是冰体，下层是水体。因此，本装置基本原理就是模拟湖泊自上而下结冰的过程，装置本体1最外侧隔温层12为真空保温层，真空保温层的目的是保证内部温度不受外部温度影响，使得低温下冰是由顶部向下生长，且四壁和底部不结冰。装置本体1模拟自然条件下的结冰过程。
47.冷冻过程中对高浓度离子的挤压去除原理为：冰在生长过程中，细小、不平整且不含杂质的冰晶首先形成，而后这些冰晶相互连接形成柔性冰，随着温度的继续降低，柔性冰相互结合变厚，形成坚硬冰盖。在冰-水界面附近，水分子在氢键作用下缔合析出，附着在冰层下表面冻结成冰，由于冰对离子的排斥效应，使得水体中杂质离子由冰体迁至水体，致使冰-水界面处杂质离子的浓度远高于整个液相中的浓度，在浓度梯度的推动下，固液界面处的杂质离子又向液相扩散，从而使得冰体中的杂质离子含量低于水体的。也就是随着冷冻过程，冰体中杂质离子越来越少，冰下水体中杂质离子越来越多，温度越低时，冰生长的速度就越快，所以越多的杂质离子会从冰相迁移到水相当中。此外，此过程也可以通过固液平衡理论来解释。
48.如图3所示，结冰到双层孔板6位置时，旋转与上层单层孔板16相连的，用于平衡气压的排压管9，使上层单层孔板16旋转一定角度，与下层单层孔板 16位错开形成隔层，将上方冰与下方高浓度水分离；
49.利用太阳能电池板5结构将太阳能转化为电能，使一级冷冻装置上腔7的电阻丝10发热进而融化洁净的冰，得到较纯净的冰融水；
50.利用通过水泵18，将一次冷冻结冰消融后的水吸入二级冷冻装置，进行更加彻底的冷冻去除；装置本体1中的温控器11，方便随时监测温度变化。
51.自然冷能不足需要使用太阳能转化为电能制冷时，与自然冷能冷冻相比，添加了压缩机13的结构，使用冷凝管15传导冷能给冷凝板14，从而实现由上而下的结冰。其他结构与使用自然冷能时相同。
52.实验装置能源供应：优先使用自然冷能，自然冷能不充足，使用太阳能，转化为电能制冷，使用绿色能源，低碳净水，提供了365天的净水供应。
53.如图3-5所示，双层孔板6冰水分离：双层孔板6是由两个完全相同的单层孔板16上
下放置组成，上层单层孔板16与排压管9相连，通过控制排压管9 旋转从而控制双层孔板6闭合或打开。当两个板孔位完全吻合时，即可过水；当上层单层孔板16旋转一定角度后，与下层单层孔板16之间孔位错开，形成一个隔水层，将上方冷冻到双层孔板6位置的冰与下方高浓度的水分离开来。
54.以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。