一种双管式静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置的制作方法

本实用新型涉及蒸馏技术及海水淡化技术领域，尤其是一种双管式静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置。

背景技术：

太阳能海水淡化技术利用太阳能作为能源供给，实现海水、苦咸水的淡化，这一技术对于节能环保、解决水资源短缺的问题具有重要作用。现有的多数热法海水淡化装置的海水淡化效率较为低下，一台容积为8l普通海水淡化装置进行海水淡化，每天只能得到1～2l的淡水。另外，现有多数海水淡化装置都是比较笨重，不方便运输，而且都是间接利用太阳能，这样不能充分利用太阳能，导致产水量的降低，造成了能源的浪费。

例如，公布号为cn105936521a的中国发明专利申请公开了一种海水淡化装置，包括蒸发器，所述蒸发器的顶端侧壁上开设有风入口，与所述风入口相水平且相对的所述蒸发器侧壁上开设有湿热蒸汽出口，所述蒸发器的顶端设置有冷海水入口，所述蒸发器的底端设置有热海水出口，所述蒸发器内设置有倾斜的加热板，所述加热板的高端位于所述冷海水入口正下方；所述湿热蒸汽出口与冷凝器相连，所述冷凝器内设置有蛇形冷却管，所述蛇形冷却管的进出口分别与冷却箱连接，所述冷凝器下方连接淡水收集箱。

以上专利在实际使用过程中存在两个弊端：一、海水蒸发过程中采用加热板加热，加热板采用电加热的话，耗费的电量无法想象，而且蒸发器的湿热蒸汽出口较小，蒸汽产生以及导出效率低，无法实现海水淡化，实际效果很不理想；二、通过加热板加热的方式蒸发海水效率太低，耗费成本高。

本专利主要是对海水加热的方式以及海水蒸发的方式进行全面改进，降低海水加热的成本，提高蒸发效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种双管式静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种双管式静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置，包括支架，安装在支架上的蒸发装置、储液容器、冷凝装置以及太阳能光伏发电系统，所述蒸发装置包括反光片，安装在反光片上的一对以上的双管式太阳能集热管单元，每对双管式太阳能集热管单元包括两个相互对应的太阳能集热管，第一太阳能集热管内设有第一雾化器以及与第一雾化器连接的第一喷针水管，第一太阳能集热管的外侧设有与第一喷针水管连接的第一喷针水泵；

第二太阳能集热管内设有第二雾化器以及与第二雾化器连接的第二喷针水管，第二太阳能集热管的外侧设有与第二喷针水管连接的第二喷针水泵；

储液容器内配置有海水，储液容器装配于蒸发装置的侧上方并与双管式太阳能集热管单元连通，海水通过自身重力注入双管式太阳能集热管单元中；

每个双管式太阳能集热管单元的第一太阳能集热管中被加热的海水通过第一喷针水泵输送到第二太阳能集热管的第二雾化器中进行荷电雾化并蒸发，第二太阳能集热管中被加热的海水通过第二喷针水泵输送到第一太阳能集热管的第一雾化器中进行荷电雾化并蒸发，实现循环喷雾。

进一步，第一雾化器和第二雾化器结构一致，包括u型导电极以及与u型导电极连接的漏斗形外壳，漏斗形外壳上设有u型导电极固定孔，u型导电极的端部与u型导电极固定孔连接，漏斗形外壳的中部设有喷针固定孔，喷针固定孔内设有喷针连接头，喷针连接头的端部带有喷针。

进一步，所述第一雾化器的喷针连接头与第一太阳能集热管内的第一喷针水管连接，第二雾化器的喷针连接头与第二太阳能集热管内的第二喷针水管连接。

进一步，所述第一太阳能集热管和第二太阳能集热管均配备高压包，第一太阳能集热管的高压包的正极与第一太阳能集热管内部的喷针连接，高压包负极与第一太阳能集热管内的u型导电极端部连接，相反的，第二太阳能集热管配备的高压包负极与第二太阳能集热管内部的喷针连接，高压包正极与第二太阳能集热管中的u型导电极端部连接，各u型导电极伸入各自太阳能集热管底部并与管壁紧贴。

进一步，所述漏斗形外壳上带有进水口，出水口，出气口以及鼓气口。

进一步，蒸发装置还包括电子控制器和液位传感器，液位传感器通过电子控制器控制储液容器。

进一步，蒸发装置还包括增压泵。

进一步，储液容器与冷凝装置连接，冷凝装置与储液容器中的海水进行热量交换。

进一步，所述第一太阳能集热管和第二太阳能集热管与水平面所成夹角为30～60°。

本实用新型的有益效果为：1.该装置直接往双管式太阳能集热管单元喷水，利用反光片收集的热能，不需要转换热量，减少能量损失。

2.第一太阳能集热管和第二太阳能集热管相互喷水，第一集热管壁和管里水带正电，抽取水往第二集热管喷，与第二集热管壁和管里的水带负电形成电势差有利于雾化，同样，第二集热管壁和管里水带负电，抽取水往第一集热管喷，与第一集热管壁和管里的水带正电形成电势差也有利于雾化，因此，两根集热管里喷出的海水在受热相同的情况下温度上升的更快，蒸发速度加快。

3.第一太阳能集热管和第二太阳能集热管内的u型导电极与高压包连接，使得u型导电极获得高压，雾化后的海水吸附在带有高压的u型导电极表面，增加海水的接触面积，有效提高海水的受热面积，使得该部分海水再次蒸发，海水的蒸发效率得到进一步提升。

4.给冷凝器循环冷凝的海水再供给双管式太阳能集热管单元，提高能量利用率。

5.通过增压泵给双管式太阳能集热管单元内加压，加快蒸汽导出速度，加快双管式太阳能集热管单元内空气流动，蒸发效率提高。

附图说明

图1为本实用新型的海水淡化装置的结构示意图；

图2为本实用新型的蒸发装置的结构示意图；

图3两根用太阳能集热管相互喷水示意图；

图4为本实用新型的雾化器结构示意图；

图5为太阳能光伏发电系统结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种双管式静电雾化太阳能海水淡化蒸发装置，包括支架5，安装在支架5上的蒸发装置1、储液容器2、冷凝装置3以及太阳能光伏发电系统4，储液容器2中的液体介质通过管道进入蒸发装置1中，并在蒸发装置1中荷电雾化，并受热蒸发。蒸发后的水蒸气进入冷凝装置3冷凝成蒸馏水。太阳能光伏系统4为整体装置提供电力供应。本实施及实用新型，储液容器2中储存海水、苦咸水等液体介质。为方便说明，以下液体介质全部采用海水进行说明。

蒸发装置1包括反光片13，安装在反光片13上的一对以上的双管式太阳能集热管单元，反光片13反射的太阳光照射双管式太阳能集热管单元；

每对双管式太阳能集热管单元包括两个相互对应的太阳能集热管，两个太阳能集热管分别为第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12，第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12与水平面所成夹角为30～60°，优选角度为45°，第一太阳能集热管11内设有第一雾化器14以及与第一雾化器14连接的第一喷针水管15，第一太阳能集热管11的外侧设有与第一喷针水管15连接的第一喷针水泵16；

第二太阳能集热管12内设有第二雾化器17以及与第二雾化器17连接的第二喷针水管18，第二太阳能集热管12的外侧设有与第二喷针水管18连接的第二喷针水泵19；

双管式太阳能集热管单元内配置有海水，蒸发装置通过反光片13吸收太阳光热能对海水加热，储液容器2装配于蒸发装置1的侧上方并与双管式太阳能集热管单元连通，具体为，储液容器2通过进水管110和电磁阀111连接双管式太阳能集热管单元，储液容器2通过重力向双管式太阳能集热管单元注入海水；

第一雾化器14和第二雾化器17结构相同，包括u型导电极140以及与u型导电极140连接的漏斗形外壳141，u型导电极140的材料为304不锈钢，可以防腐蚀也有良好的导电性，提高雾化效果，加快蒸发速度，漏斗形外壳141上设有u型导电极固定孔142，u型导电极140的端部与u型导电极固定孔142连接，漏斗形外壳141的中部设有喷针固定孔143，喷针固定孔143内设有喷针连接头144，喷针连接头144的端部带有喷针145。

第一雾化器的喷针连接头144与第一太阳能集热管11内的第一喷针水管15连接，第二雾化器的喷针连接头144与第二太阳能集热管12内的第二喷针水管18连接。

第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12均配备高压包112，第一太阳能集热管11的高压包112的负极与第一太阳能集热管11内部的喷针145连接，高压包112正极与第一太阳能集热管11内的u型导电极140端部连接，相反的，第二太阳能集热管12配备的高压包112正极与第二太阳能集热管12内部的喷针145连接，高压包112负极与第二太阳能集热管12中的u型导电极140端部连接，u型导电极140伸入第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12底部并与管壁紧贴，使得第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内壁及内部海水获得高压，使得雾化后的海水均匀地吸附在第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内壁的表面上。

漏斗形外壳141上带有进水口146，出水口147，出气口148以及鼓气口149。出气口148连接冷凝装置3。

蒸发装置1还包括电子控制器113和液位传感器114，液位传感器114检测第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内部的液位，如果海水液位过低，则通过电子控制器113控制电磁阀111，从而控制储液容器2向双管式太阳能集热管单元注入海水的流量。

蒸发装置1还包括增压泵114，通过增压泵114给双管式太阳能集热管单元内加压，加快蒸汽从出气口148导出的速度。

工作时，第一太阳能集热管11中被加热的海水通过第一喷针水泵16输送到第二太阳能集热管12的第二雾化器17中进行荷电雾化并蒸发，同理，第二太阳能集热管12中被加热的海水通过第二喷针水泵19输送到第一太阳能集热管11的第一雾化器14中进行荷电雾化并蒸发，通过循环喷雾的方式提高热量利用率，

具体为，在第一喷针水泵16的作用下，第一太阳能集热管11中被加热的海水经由第二太阳能集热管12内的喷针145喷出时，荷电雾化，高压包通过u型导电极与第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内的海水连接，u型导电极伸入第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12底部与第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内壁紧贴使得第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内壁获得高压；进而使得雾化后的海水更均匀地吸附在太阳能集热管内壁的表面上。

在高压电场的作用下从喷针145中喷射的海水受到静电引力和静电斥力的作用雾化成细小颗粒吸收第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12提供的热量加快海水的蒸发速度，同时降低蒸发所需要的能量。为使得喷针145内部海水充分荷电，喷针145的内径设定为0.32mm，外接高压源的施加电压为8-12kv。喷针145分别设于第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12管口的中心处。

蒸发装置1中的第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12采用直径为15～58cm的圆柱形真空结构，可以使得喷针145雾化的液体颗粒覆盖整个第一太阳能集热管11和第二太阳能集热管12内壁，增加集热面积的利用率。

本实用新型中，储液容器2与冷凝装置3连接，冷凝装置3为冷凝器，储液容器2提供海水给冷凝装置3循环冷凝，储液容器2中海水温度逐渐上升，使得注入到雾化器的海水具有一定温度，加快蒸发速度。

如图5所示，太阳能光伏发电系统4包括光伏组件41、充放电控制器42、蓄电池43，光伏组件41吸收太阳光热能转换为化学能储存在蓄电池43内，充放电控制器42可以智能调节太阳能发电板的工作电压，使太阳能板始终工作在v-a特性曲线的最大功率点本控制器除具备以上特别功能外，同时具备完善的控制和保护功能:1.防止蓄电池过度充电。2.防止蓄电池过度放电。3.防止夜间蓄电池向太阳能板反向放电。4.过载保护。5.短路保护。6.电池防反。

太阳能光伏发电系统4的具体技术可以借鉴现有技术。

本装置在双管式太阳能集热管单元中建立高压静电场，进入到第一雾化器14和第二雾化器17中的海水在高压静电场作用下荷电雾化。电子控制器113控制第一喷针水泵16和第二喷针水泵19，当第一喷针水泵16和第二喷针水泵19工作时，第一太阳能集热管11中被加热的海水被输送到第二太阳能集热管12的雾化器中进行荷电雾化并蒸发，同理，第二太阳能集热管12中被加热的海水被输送到第一太阳能集热管11的雾化器中进行荷电雾化并蒸发，这样，两个太阳能集热管里面的海水不断循环加热、雾化、蒸发，更好的利用热能；

上述喷针外壳140与太阳能集热管11管口紧密贴合，太阳能集热管11内部产生蒸汽，增压泵20给太阳能集热管11内部加压，气压增大把蒸汽压出到冷凝装置3，上述u型导电极134与太阳能集热管11内壁紧密贴合，雾化液滴可均匀附着在内壁，u型导电极为不锈钢材料，

每个双管式太阳能集热管单元的第一太阳能集热管中被加热的海水通过第一喷针水泵输送到第二太阳能集热管的第二雾化器中进行荷电雾化并蒸发，第二太阳能集热管中被加热的海水通过第二喷针水泵输送到第一太阳能集热管的第一雾化器中进行荷电雾化并蒸发进行循环喷雾。

该装置直接往双管式太阳能集热管单元喷水，利用反光片收集的热能，不需要转换热量，减少能量损失。第一太阳能集热管和第二太阳能集热管相互喷水，两根集热管里的海水温度逐渐上升，使得喷出水温度逐渐上升，蒸发速度加快。

第一太阳能集热管和第二太阳能集热管内的u型导电极与高压包连接，使得u型导电极获得高压，雾化后的海水吸附在带有高压的u型导电极表面，增加海水的接触面积，有效提高海水的受热面积，使得该部分海水再次蒸发，海水的蒸发效率得到进一步提升。给冷凝器循环冷凝的海水再供给双管式太阳能集热管单元，提高能量利用率。通过增压泵给双管式太阳能集热管单元内加压，加快蒸汽导出速度，加快双管式太阳能集热管单元内空气流动，蒸发效率提高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。