一种船用海水淡化装置的制作方法

本实用新型涉及一种船用海水淡化装置，该装置在应用清洁能源包括风能、太阳能等进行自给自足式的海水淡化生产，节能且绿色环保，可应用于各种舰船装备，尤其适合远洋船舶，降低能耗，提高续航与自给能力，保证了航行的安全性，该技术属于航海、节能环保领域。

背景技术：

舰船在大海上运行的过程中需要消耗大量淡水，主要包括柴油机冷却用水、锅炉给水、船员及旅客的生活用水等，海水淡化是保证舰船所需淡水持续稳定供应与补给的有效途径，现有海水淡化技术包括蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、溶剂萃取法等，目前市场上用于舰船的海水淡化技术主要是蒸馏法和反渗透法；而所有这些方法应用于舰船时都存在一些弊病，如：能耗高，运行管理不便，装置结构复杂，可持续与环保性差等，因此，有必要设计出一种专门针对远洋舰船用的高效绿色海水淡化装置及工艺，确保生产淡化海水时既绿色环保，又能可持续自给自足高效运行。

技术实现要素：

本实用新型为了解决远洋舰船淡化海水生产时出现的能耗高，运行管理不便，装置结构复杂，可持续与环保性差等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种船用海水淡化装置，它包括原料海水室和淡化水室，所述原料海水室和淡化水室之间通过防水保温隔板分隔；所述原料海水室的顶部设置有原料海水进口阀、抽气阀和真空表；所述原料海水室的内部设置有连通管，所述连通管上依次安装有太阳能空气集热器和辅助加热器，并与凝气热管相连；所述原料海水室的顶部通过连通管与凝气热管相连，并在连通管上安装有微型管道风机；所述凝气热管的另一端与淡化水室相连通。

所述原料海水室的底部设置有浓缩海水出口阀。

所述淡化水室的底部设置有淡化海水出口阀。

所述船用海水淡化装置采用自给式能源与热管结合。

所述辅助加热器应用多种能源，采用舰船运行的发动机余热、船用太阳能热水器、船用风力发电机的电加热、工业余热及地热。

所述辅助加热器一般不启用，仅在短时间需要大量淡水时启动运行。

所述淡化海水主要在凝气热管吸热端生成并流入淡化水室，凝气热管放热端将冷凝淡化海水时放出的热量用来预热进入辅助加热器或太阳能空气集热器的湿空气。

本实用新型有如下有益效果：

1、采用一种船用海水淡化装置，就近取用舰船所在水域海水，在太阳能与风能两种主要绿色驱动能源的作用下自给自足持续运行生产淡化海水，该装置的海水淡化工艺应用的先进高效的凝气热管技术将凝水与升温有机结合起来，在无外界干扰的条件下最大限度实现热量的回收利用，提升了淡化海水产出效率。

2、该海水淡化工艺中湿空气的加热升温应用了太阳能驱动的太阳能空气集热器外，还配备了针对不利天气条件的辅助加热器，辅助加热器可采用多种驱动能源，如舰船运行的发动机余热、船用太阳能热水器、船用风力发电机的电加热、舰船运行的其他废热、以及工业余热及地热等。

3、在原料海水液面上方的微负压进一步提升了水蒸气的生成速率，所有的这些结构及运行特点的综合作用使装置在海水淡化运行时的整体效率大大提高，既能可持续运行，又能达到绿色且环保的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的整体结构图。

图中：原料海水室1、太阳能空气集热器2、微型管道风机3、凝气热管4、防水保温隔板5、气泡6、淡化水室7、辅助加热器8、淡化海水出口阀9、浓缩海水出口阀10、抽气阀11、原料海水进口阀12、真空表13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

如图1，一种船用海水淡化装置，它包括原料海水室1和淡化水室7，所述原料海水室1和淡化水室7之间通过防水保温隔板5分隔；所述原料海水室1的顶部设置有原料海水进口阀12、抽气阀11和真空表13；所述原料海水室1的内部设置有连通管，所述连通管上依次安装有太阳能空气集热器2和辅助加热器8，并与凝气热管4相连；所述原料海水室1的顶部通过连通管与凝气热管4相连，并在连通管上安装有微型管道风机3；所述凝气热管4的另一端与淡化水室7相连通。通过采用上述的船用海水淡化装置，就近取用舰船所在水域海水，在太阳能与风能两种主要绿色驱动能源的作用下自给自足持续运行生产淡化海水，该装置的海水淡化工艺应用的先进高效的凝气热管技术将凝水与升温有机结合起来，在无外界干扰的条件下最大限度实现热量的回收利用，提升了海水产出效率。

进一步的，所述原料海水室1的底部设置有浓缩海水出口阀10。通过所述的浓缩海水出口阀10能够方便的排出高浓度的海水。

进一步的，所述淡化水室7的底部设置有淡化海水出口阀9。通过所述的淡化海水出口阀9能够排出淡水。

进一步的，所述船用海水淡化装置采用自给式能源与热管结合。

进一步的，原料海水室与淡化水室为装置的主体结构且两者被防水保温隔板完全隔离开，运行时淡化水室液面上方压力高于原料海水室上方压力。

实施例2：

采用任意一项所述船用海水淡化装置进行海水淡化的工艺，它包括以下步骤：

Step1：将浓缩海水出口阀10、淡化海水出口阀9和抽气阀11关闭，由原料海水进口阀12引入进行淡化的海水，当原料海水室1内液位达到2/3~3/4范围时，关闭原料海水进口阀12，停止淡化海水的引入；

Step2：将微型真空泵抽气口连接到抽气阀11上，打开抽气阀11，启动微型真空泵进行抽气使淡化海水装置内部形成微负压环境，根据真空表13的读数确定装置内部初始的负压值，达到设定的微负压值之后，关闭抽气阀11，停止微负压泵，至此装置初始化完成；

Step3：初始化完成之后正式启动淡化海水工艺运行，即启动微型管道风机3，在小型太阳能光伏电板以及船用风力发电机的供能作用下微型管道风机3持续运行，将原料海水室1内部液面上方的微负压高温高湿空气抽出送至凝气热管4的吸热端，高温高湿空气中的水蒸气在此处被急速降温冷却至露点温度以下，于是在凝气热管4的吸热段表面持续出现大量液态冷凝水，在重力作用下冷凝水顺着管道流入淡化水室7；

Step4：湿空气经过凝气热管4吸热端后，内部含有的大部分水蒸气被冷凝成淡化水，剩下含湿量极低的低温湿空气在微型管道风机3的作用下继续顺着管路向前运动至凝气热管4的放热端，低温低湿空气在此处吸收步骤3中所述高温高湿空气在凝气热管4吸热端放出的热量变为中温低湿热空气，接着在管路中压差作用下进入辅助加热器8被再次加热，温度持续上升；

Step5：离开辅助加热器8的低湿热空气进入太阳能空气集热器2并吸收海面上丰富的太阳能光热，被进一步加热升温变为高温低湿热空气，最后被通入原料海水室1的海水中；

Step6：高温低湿热空气在原料海水中形成大量连续不断气泡6并剧烈向上运动，在这个过程中一方面可对原料海水进行加热升温使之发生汽化，另一方面气泡6在海水内部剧烈上升扰动可携带原料海水因升温汽化出的大量水蒸气；

Step7：最后携带大量水蒸气的气泡6在原料海水液面上溢出，同时与液面上蒸发的水蒸气混合，在负压环境中形成了大量高温高湿空气，此后回到步骤3，如此往复循环实现淡化海水的绿色能源可持续淡化生产。

进一步的，所述辅助加热器8应用多种能源，采用舰船运行的发动机余热、船用太阳能热水器、船用风力发电机的电加热、工业余热及地热。

进一步的，所述辅助加热器8一般不启用，仅在短时间需要大量淡水时启动运行。

进一步的，所述淡化海水主要在凝气热管4吸热端生成并流入淡化水室，凝气热管4放热端将冷凝淡化海水时放出的热量用来预热进入辅助加热器8或太阳能空气集热器2的湿空气。

进一步的，所述原料海水室1上方压力为微负压且压力值可根据真空表13数值并使用抽气阀11进行灵活调节，此处微负压环境可加速液面上蒸发的水蒸气的生成速率，促使循环气流的单位流量含湿量增大，提高淡化海水的生产速率。

进一步的，该海水淡化装置生产淡化海水时仅微型管道风机耗能，晴天采用太阳能光伏发电驱动微型管道风机运行，阴雨天或夜间采用船用风力电机驱动微型管道风机运行生产淡化海水；

进一步的，系统启动运行之前由抽气阀处抽取系统内部部分空气降低系统内部空气的绝对含量可极大提高系统淡化海水生产效率。

通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。