一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法
【专利摘要】本发明涉及可再生能源的海水淡化【技术领域】，特别涉及一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法。装置结构包括：太阳能捕热器、太阳能多晶硅光伏板、深海水保温储水箱、深层海水冷泵、布水器、淡水收集水盘、抽风机及装置支架和控制箱，本装置使海水蒸发饱和增焓处理后，与相应低温海水为介质的表冷器相遇，介质空气改变了其水汽密度，从而产生淡水析出。本发明利用了太阳辐射光热能、太阳辐射光伏能和海洋能，除系统供给深层海水的输送功外，装置均采用了可再生能源，热量的传送均采用了沸腾传热，温差大、效率高，又因为是通过介质空气的水汽密度差析出淡水，故其饮用水的质量较好。
【专利说明】 一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可再生能源的海水淡化【技术领域】，特别涉及一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法。
【背景技术】
[0002]长期以来人类对赖于生存的淡水进行了种种的开发努力，尤其是海水淡化工艺，近年来取得了较大的进步。然而普遍存在效率、效益和纯度问度，严重制约着海水淡化的发展。
[0003]目前海水淡化作饮用水一般采用蒸馏法或冷冻法，即冷冻海水使之结冰，在液态海水变成固态冰的同时盐被分离出去。冷冻法与蒸馏法都有难以克服的弊端，其中蒸馏法会消耗大量的能源并在仪器里产生大量的锅垢，而所得到的淡水却并不多；而冷冻法同样要消耗许多能源，但得到的淡水味道却不佳，难以饮用。真空冷冻海水淡化法工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤，海水淡化水产品可达到国家饮用水标准，但设备的投资、能耗及其维护费用较高。海水淡化开发饮用水需作进一步的研讨、开发。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法，使海水蒸发饱和增焓处理后，与相应低温海水为介质的表冷器相遇，介质空气改变了其水汽密度,从而产生淡水析出。
[0005]本发明所采用的技术方案如下:
[0006]一种太阳能双效海水淡化装置，包括装置支架，所述装置支架顶部设置有太阳能多晶硅光伏板，所述的太阳能多晶硅光伏板下方设置有连接深海水进口的深层海水布水器，所述的深层海水布水器下方设置介质空气通路，所述的介质空气通路一端连接介质空气进风百叶，另一端连接带防鼠网的抽风机，所述的介质空气通路中设置太阳能捕热器和深层海水冷泵，所述的太阳能捕热器下方装设海水集水盘，所述深层海水冷泵上方连接深海水进口，下方装设有淡水收集水盘，所述的淡水收集水盘连接有淡水出口，所述的深层海水冷栗和抽风机连接控制箱。
[0007]深层海水冷泵设置于深海水保温储水箱内，
[0008]太阳能多晶硅光伏板产生电能为控制箱和抽风机供电。
[0009]太阳能捕热器由蒸发吸热段和冷凝放热段构成，当太阳辐射其蒸发吸热段时，辐射热使蒸发吸热段的工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器的冷凝放热段，使热量与介质空气作分级的增焓处理，所述蒸发吸热段和冷凝放热段之间通过毛细管相连。
[0010]介质空气通路中，太阳能捕热器与深层海水冷泵之间设置有静压箱。
[0011]一种太阳能双效海水淡化方法，包括以下步骤:
[0012]A、太阳能多晶硅光伏板受到太阳辐射，产生电能，供电到介质空气抽风机运行，并控制吸合深层海水冷泵的继电器，同时使太阳能捕热器的蒸发吸热段的管内工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器的冷凝放热段，使热量与介质空气作分级的增焓处理；
[0013]B、在外配水泵运行作用下，深层海水由深海水进口进入静压箱内侧的海水分水管，将海水分为向后端的海水蒸发区和向前端的深层海水冷泵的深海水保温储水箱供水，所述的海水蒸发区内设置太阳能捕热器的冷凝放热段，海水在分别流经蒸发吸热段和深海水保温储水箱后，在海水集水盘汇集流返大海表面；
[0014]C、在抽风机的驱动下，介质空气由介质空气进风百叶进入太阳能双效海水淡化装置的海水蒸发区，介质空气经多级的太阳能捕热器的冷凝放热段的加热增焓和布水器的增湿处理，介质空气以相对高温的介质饱和湿空气进入介质空气静压箱，高温饱和湿介质空气以静压水汽混合体的状态进入深层海水冷泵的多级表冷器遇冷，蒸汽分压产生多级变化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盘，再经淡水出口输入淡水用水点。
[0015]本发明的一种太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法，其包括:太阳能捕热器、太阳能多晶硅光伏板、深海水保温储水箱、深层海水冷泵、布水器、淡水收集水盘、抽风机及装置支架和控制箱。
[0016]太阳能捕热器是指装有工质的密闭容器，其蒸发吸热段设置为太阳辐射热的吸热段，其冷凝放热段设置为分级加湿的增焓段。当太阳辐射捕热器的蒸发吸热段，工质沸腾相变不断的将太阳辐射热以声速将太阳辐射热传入海水蒸发区，在抽风机驱动下，完成对介质空气加湿增焓。
[0017]太阳能多晶硅光伏板是利用多晶硅的光伏效应提供抽风机及控制回路的电源。
[0018]深海水保温储水箱是将一定深层的低温(13°C )海水连接的装置。
[0019]深层海水冷泵是指装有工质的密闭容器的两端分别接触低温度海水和经加湿增焓的介质空气，使容器内工质相变传热，将低温海水的自然冷能以声速传送到饱和介质空气的组件。
[0020]布水器是将深层的海水分水到加湿增焓区和海水冷泵的用水点的工艺管。
[0021]淡水收集水盘是收集淡化后析出的装置。
[0022]抽风机是驱动介质空气的装置。
[0023]本发明采用海水为湿基，采用太阳能光热效应的太阳能捕热器，对海水分段蒸发的潜热增焓处理，又利用深层(约13°C)的海水为介质，实施相变传热的表冷器与同时采用太阳能光热、光伏双效应分级增焓处理后的湿饱和介质空气进行热交换，分级改变其湿饱和介质空气的水汽密度，析出淡水。
[0024]本发明利用了太阳辐射光热能、太阳辐射光伏能和海洋能，除系统供给深层海水的输送功外，装置均采用了可再生能源，热量的传送均采用了沸腾传热，温差大、效率高，又因为是通过介质空气的水汽密度差析出淡水，故其饮用水的质量较好。
[0025]本发明的有益效果在于:
[0026]1、利用太阳能双效应性能和海洋能，节能指数高。
[0027]2、采用沸腾传热效率高。
[0028]3、采用介质空气的水汽密度差析出淡水，其水质较理想达到饮用标准。
[0029]4、除系统海水供水泵和抽风机外，没有运动件，设备运行可靠。
[0030]5、采用无机聚合物涂料长效防腐，无毒、无味、绿色环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]图1为本发明的太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法的产品结构示意图；
[0033]图2为图1的A-A向结构剖视图。
[0034]图中:1、布水器；2、太阳能捕热器；2_1、蒸发吸热段；2_2、冷凝放热段；3、静压箱；4、深层海水冷泵；5、深海水保温储水箱；6、太阳能多晶硅光伏板；7、海水集水盘；8、控制箱；9、介质空气进风百叶；10、深海水进口 ；11、抽风机；12、淡水出口 ；13、淡水收集水盘；14、毛细管；15、海水出口。
【具体实施方式】
[0035]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0036]实施例一
[0037]—种太阳能双效海水淡化装置，包括装置支架，所述装置支架顶部设置有太阳能多晶硅光伏板6，所述的太阳能多晶硅光伏板6下方设置有连接深海水进口 10的深层海水布水器1，所述的深层海水布水器1下方设置介质空气通路，所述的介质空气通路一端连接介质空气进风百叶9，另一端连接带防鼠网的抽风机11，所述的介质空气通路中设置太阳能捕热器2和深层海水冷泵4，所述的太阳能捕热器2下方装设海水集水盘7，所述深层海水冷泵4上方连接深海水进口 10，下方装设有淡水收集水盘13，所述的淡水收集水盘13连接有淡水出口 12，所述的深层海水冷泵4和抽风机11连接控制箱8。
[0038]深层海水冷泵4设置于深海水保温储水箱5内，
[0039]太阳能多晶娃光伏板6产生电能为控制箱8和抽风机11供电。
[0040]太阳能捕热器2由蒸发吸热段21和冷凝放热段22构成，当太阳辐射其蒸发吸热段时，辐射热使蒸发吸热段21的工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器2的冷凝放热段22，使热量与介质空气作分级的增焓处理，所述蒸发吸热段21和冷凝放热段22之间通过毛细管14相连。
[0041]介质空气通路中，太阳能捕热器2与深层海水冷泵4之间设置有静压箱3。
[0042]实施例二
[0043]本实施例的太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法工作过程如下:
[0044]所述的太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法，当受到太阳辐射，太阳能多晶硅光伏板6产生电能，供电到介质空气抽风机11运行，并控制吸合深层海水供水泵(外配)继电器。同时太阳能捕热器吸热段2-1管内工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器放热段2-2，使热量与介质空气作分级的增焓处理。在外配水泵运行作用下，深层海水进入本发明太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法，设置于介质空气静压箱3内侧的海水分水管，将海水分为向装置的后端蒸发加湿和向前端海水冷泵的保温水箱5供水。海水分别流经蒸发加湿段和海水冷泵保温水箱后，在海水出口 15汇集流返大海表面。
[0045]所述的太阳能双效海水淡化装置及其海水淡化方法的后端介质空气进风口，在抽风机的驱动下，介质空气进入蒸发加湿增焓段，介质空气经多级的太阳能捕热器放热端2-2加热增焓和多级布水器的增湿处理，介质空气以相对高温的介质饱和湿空气进入介质空气静压箱3。高温饱和湿介质空气以一定的静压水汽混合体进入海水冷泵的多级表冷器遇冷，蒸汽分压产生多级变化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盘13，再经淡水出口 12输入淡水用水点。
[0046]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种太阳能双效海水淡化装置，包括装置支架，其特征在于，所述装置支架顶部设置有太阳能多晶硅光伏板，所述的太阳能多晶硅光伏板下方设置有连接深海水进口的深层海水布水器，所述的深层海水布水器下方设置介质空气通路，所述的介质空气通路一端连接介质空气进风百叶，另一端连接带防鼠网的抽风机，所述的介质空气通路中设置太阳能捕热器和深层海水冷泵，所述的太阳能捕热器下方装设海水集水盘，所述深层海水冷泵上方连接深海水进口，下方装设有淡水收集水盘，所述的淡水收集水盘连接有淡水出口，所述的深层海水冷泵和抽风机连接控制箱。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能双效海水淡化装置，其特征在于，所述的深层海水冷泵设置于深海水保温储水箱内。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能双效海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能多晶娃光伏板产生电能为控制箱和抽风机供电。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能双效海水淡化装置，其特征在于，所述的太阳能捕热器由蒸发吸热段和冷凝放热段构成，当太阳辐射其蒸发吸热段时，辐射热能使蒸发吸热段的工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器的冷凝放热段，使热量与介质空气作分级的增焓处理，所述蒸发吸热段和冷凝放热段之间通过毛细管相连。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能双效海水淡化装置，其特征在于，所述的介质空气通路中，太阳能捕热器与深层海水冷泵之间设置有静压箱。
6.一种太阳能双效海水淡化方法，其特征在于，包括以下步骤: A、太阳能多晶硅光伏板受到太阳辐射，产生电能，供电到介质空气抽风机运行，并控制吸合深层海水冷泵的继电器，同时使太阳能捕热器的蒸发吸热段的管内工质沸腾吸热，工质相变后将热量以声速传热到太阳能捕热器的冷凝放热段，使热量与介质空气作分级的增焓处理； B、在外配水泵运行作用下，深层海水由深海水进口进入静压箱内侧的海水分水管，将海水分为向后端的海水蒸发区和向前端的深层海水冷泵的深海水保温储水箱供水，所述的海水蒸发区内设置太阳能捕热器的冷凝放热段，海水在分别流经蒸发吸热段和深海水保温储水箱后，在海水集水盘汇集流返大海表面； C、在抽风机的驱动下，介质空气由介质空气进风百叶进入太阳能双效海水淡化装置的海水蒸发区，介质空气经多级的太阳能捕热器的冷凝放热段的加热增焓和布水器的增湿处理，介质空气以相对高温的介质饱和湿空气进入介质空气静压箱，高温饱和湿介质空气以静压水汽混合体的状态进入深层海水冷泵的多级表冷器遇冷，蒸汽分压产生多级变化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盘，再经淡水出口输入淡水用水点。
【文档编号】C02F1/14GK104418397SQ201310366895
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】莫少民 申请人:莫少民