聚光加热多效回热矩阵式空气加湿除湿型太阳能海水淡化装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直接利用太阳能加湿除湿，提取淡水的装置，属于太阳能热利用和海水淡化及水处理技术领域。具体涉及一种塔式聚光多效回热矩阵式加湿除湿太阳能海水淡化装置。
【背景技术】
[0002]利用太阳能进行海水淡化既节能又环保，因而受到人们推崇。加湿除湿型海水淡化工艺将加热、蒸发和冷凝过程分开，这样可以采用有针对性的技术强化各个过程，提高每一过程的能量利用效率，同时它还具有控制简单、产水稳定、常压进行、耗能低、易于和可再生能源结合等优点。利用高效太阳能聚光系统，尤其是现有塔式聚光系统，产生高强度太阳光，使其直接聚焦于海水中，产生高温高压蒸汽，蒸汽输入传统海水淡化系统生成淡水。针对塔式加湿除湿蒸发器进行相应的改进来提高太阳能海水淡化装置的性能，符合实现太阳能海水淡化技术规模化、低成本应用的发展要求的。
[0003]申请号201210181611.1公开了一种用于聚光式海水淡化装置的海水蒸发器，可用于塔式太阳能海水淡化装置，但没有充分利用高温水蒸气的汽化潜热。
[0004]申请号201310411226.6公开了一种串列式多级等温加热多效回热加湿除湿海水淡化机，由于换热器的存在，太阳能集热系统和海水淡化系统间，有许多的传热环节，从而降低了聚热效率。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，为了改善现有太阳能海水淡化装置的性能，提高其热能利用率，实现太阳能聚光集热技术和新型加湿除湿传统海水淡化技术的高度耦合，本发明提供了一种聚光加热多效回热矩阵式空气加湿除湿型太阳能海水淡化装置，能够充分利用除湿加湿太阳能海水淡化装置中的蒸汽凝结潜热，降低太阳能海水淡化的单位体积淡水成本，提高在海水淡化装置中的太阳能利用率，可以用在缺乏淡水的偏远内陆地区和岛屿上，尤其是用在太阳辐照度高的地区。
[0006]—种聚光加热多效回热矩阵式空气加湿除湿型太阳能海水淡化装置，该海水淡化装置包括通风汇液器、光接收器、透明壳体、风道、循环水栗、增湿腔、除湿腔、风机和受热盘管，其中增湿腔内部包括海水器、光接收器和网盘，除湿腔内部有除湿器，底部有通风汇液器。
[0007]连接关系:多个增湿腔和除湿腔通过串联方式连接，进料海水先进入第I级除湿腔，穿过第I级和第2级之间的内壁面，再进入第2级加湿除湿腔。第2级除湿器出口盐水分为两路，一路回到第I级增湿腔内，另一路通过控制阀和流量计与第4级底部的盐水一起给第4级光接收器喷淋。
[0008]第2级上部增湿腔底部的盐水，通过管路串联水栗进入第3级除湿器中，最后回到第2级增湿腔内进行喷淋。第3级增湿腔底部的盐水，通过管路串联水栗进入第4级除湿器中，再回到第3级增湿腔内进行喷淋。
[0009]所述的透明外壳位于装置中部的增湿腔外，为双层真空玻璃管。其他部分为不透光壳体。光接收器的表面可形成亲水膜，作为填充床均布在加湿腔内。
[0010]有益效果:
[0011](I)采用定日镜聚光，无需冗长管路，太阳光直接照射外壳体的受热盘管，或穿过中间透明壳体直接照射到黑色的光接收器上。使得海水直接吸收太阳光，利用强光直接蒸发海水，省略了换热器，减少了传热环节，提高了聚热效率。
[0012](2)黑色多孔光接收器，可增加太阳光在增湿腔内的光程，使增湿器由被动吸收光变为主动吸收光，强化喷淋海水对太阳热能的吸收效率，使光接收器上的降膜海水蒸发，提高了装置的可靠性。
[0013](3)聚光塔上的换热部分，即与海水接触的装置全部可以用非金属材料制造，比如接受太阳光而使海水蒸发的透明壳体可以用石英玻璃制造，从而提高了整个系统的抗腐蚀性；降低了装置造价，有利于推广应用。
[0014](4)利用多效喷淋系统、亲水黑色光接收器、外层受热盘管提高了进料海水与空气的传热传质，以及湿空气的含湿量，增大了海水与空气的接触面积，利用多效回热方法，对进料海水与设定启动加热温度的温差，缩短了装置的启动时间，降低了浓海水排温，有效地对排浓海域的生态环境进行了保护。
[0015]本发明将传统除湿加湿型太阳能海水淡化系统进行了改进，实现了聚光加热多效回热。在聚光方面，太阳光直接引入增湿器，高温直接蒸发海水。在热利用方面，将腔底部浓海水通过受热盘管和除湿器加热后喷淋来增湿空气，充分利用了湿空气的凝结潜热，采用多级加湿除湿相结合，各效充分利用各效所获得的热能，这样的装置中各效热能利用比较均衡。
【附图说明】
[0016]图1为本发明四级矩阵式海水淡化机的原理图；
[0017]图2为本发明通风汇液器结构图；
[0018]图3为本发明采用柱状光接收器的两级结构内部分布图；
[0019]图4为本发明两级海水淡化机在塔式太阳能海水淡化装置中安装图；
[0020]图5为本发明四级盘管矩阵式海水淡化机的原理图。
[0021]其中，I一除湿器；2—壳体；3—通风汇液盘；4一喷淋器；5—太阳入射光线；6—光接收器；7—透明壳体；8—流量计；9一控制阀；10—保温材料；11 一淡水出口 ；12—风道；13—淡水通道；14一进料海水；15—排浓盐水；16—循环水栗；17—增湿腔；18—除湿腔；19-风机；20_网盘；21_支架；22_盐水通道；23—受热盘管；24—定日镜。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
[0023]本发明提供了一种聚光加热多效回热矩阵式空气加湿除湿型太阳能海水淡化装置。
[0024]如附图1所示，本发明提供了一种聚光加热多效回热矩阵式空气加湿除湿型太阳能海水淡化装置，装置主要包括除湿器1、通风汇液器3、光接收器6、风道12、增湿腔17、除湿腔18和支架21。进料海水(14)从装置底部右侧进入，沿海水进程方向，从下往上，从右往左，装置内增湿除湿腔依次命名为第I级、第2级、第3级和第4级。
[0025]其整体连接关系为:多个增湿腔17和除湿腔18均通过串联方式连接，进料海水先进入第I级除湿腔1-18，穿过第I级和第2级之间的内壁面，再进入第2级加湿除湿腔。第2级除湿器2-1出口盐水分为两路，一路回到第I级增湿腔1-17内，另一路通过控制阀9和流量计8与第4级底部的盐水一起给第4级光接收器4-6喷淋。
[0026]第2级上部增湿腔2-17底部的盐水，通过管路串联水栗16进入第3级除湿器3_1中，最终回到第2级增湿腔2-17内进行喷淋。第3级增湿腔3-17底部的盐水，通过管路串联水栗16进入第4级除湿器4-1中，再回到第3级增湿腔3-17内进行喷淋。
[0027]保温材料10紧贴在每级装置除湿腔18的外壁，保证热量不会传递到除湿腔内，从而影响腔内冷凝的效果。入射光线集中在装置的中部，这对定日镜跟踪精度提出了要求。入射光线穿过透明壳体7照射到黑色的光接收器6上，直接加热膜状海水。
[0028]黑色光接收器6会增加太阳光在蒸发器内的光程，大部分光线在孔状的陶瓷材料表面发生多次反射，一直能到达黑色光接收器6阵列的内部。使得靠近内部的黑色光接收器6温度不至于太低。
[0029]风机安装在风道内位于除湿腔18的一侧，这样使得受表层被加热影响较小，保证风机在许可条件下工作。
[0030]如附图2所示，所述通风汇液器3的作用是，喷淋到光接收器6上的海水，与空气进行热湿交换形成湿饱和蒸汽，在风道12中风机19驱动下通过通风汇液器3的窗口进入除湿腔内，冷凝后的淡水滴落在通风汇液器3上的叶片