一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统

文档序号:25543135发布日期:2021-06-18 20:39阅读:88来源:国知局
一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统

本发明涉及海水淡化应用技术领域,尤其是一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统。



背景技术:

随着经济的快速发展,传统能源供不应求,环境污染也愈发严重,太阳能作为一种来源广泛、环保清洁的可再生能源,其优异的替代作用在各个领域得到了广泛的重视和应用。

那么如何能有效方便且高效率的进行海水淡化,就是我们所要致力研究的。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术中之不足,本发明提供一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统,其集光热光电于一体,适用于各种天气情况下的海水淡化,经济效益强,淡化效果好。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统,具有双曲面聚光器、抽吸装置及蒸馏淡化装置。

所述双曲面聚光器:包括汇聚太阳光的双曲面反光镜,双曲面反光镜顶部安装有穹顶状的透光玻璃,双曲面反光镜外表面覆盖有将直射阳光转化成电能的光电材料,双曲面反光镜上部内壁周向设有淡水槽,淡水槽内圈设有防水透气膜,所述淡水槽管路连接有淡水采集器;

所述抽吸装置:安装在双曲面聚光器下方,具有上端敞开接收双曲面反光镜所聚集阳光以加热海水的海水槽、利用虹吸作用将海水抽吸进海水槽内的树状管束;

所述蒸馏淡化装置:具有与海水槽相连的蒸发器、对蒸发器进行抽真空处理的真空泵,蒸发器上出料端连接有冷凝器,冷凝器与淡水采集器管路连接。

进一步说,所述的光电材料连接有储存电能的蓄电池,蓄电池线路连接有太阳能控制器。

所述的海水槽内安装有涡旋叶轮,可加速海水蒸发,使海水混合充分,热量分布更加均匀;海水槽底部设有收集海水蒸发所留下的粗盐的粗盐槽,并贴有可减少海水槽内高温海水的热量散失的聚苯板隔热层,树状管束末端具有抽吸海水的抽吸管。

所述的冷凝器连接有存放低温水的冷却水箱,冷却水箱连接有将冷却水箱内低温水泵入冷凝器的冷却水泵,以使得冷凝器内的水蒸气冷凝成液态淡水。

所述的蒸发器下出料端连接有容纳蒸发后剩余浓海水的浓海水槽。

本发明的有益效果是:

1.本发明采用树状管束虹吸效应对海水进行采集抽吸,无需其他动力设备,能有效减少能源损耗,不造成环境污染。

2.本发明采用防水透气膜,能使水蒸气直接透过接触透光玻璃形成冷凝水,而又能有效防止形成的冷凝水再次滴落回到海水槽,有效提高了系统的工作效益。

3.本发明在双曲面反光镜外表面设置光电材料,晴天时可将太阳能转化为电能储存并提供给用电设备,从而保证在太阳光不充足时海水淡化系统能正常运行,减少因环境变化而造成的资源损耗。

4.本发明在实现海水淡化的同时,能对海水蒸发所留下的粗盐进行收集,增加经济效益,从而加快系统中海水的循环,提高工作效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明海水淡化的流程示意图。

图3是本发明所述树状管束的工作原理图。

图4是本发明所述双曲面聚光器的光线示意图。

图5是本发明所述海水槽的局部示意图。

图中:1.双曲面聚光器,2.海水槽,3.树状管束,4.淡水槽,5.光电材料,6.聚苯板隔热层,7.透光玻璃,8.双曲面反光镜,9.防水透气膜,10.涡旋叶轮,11.淡水管道,12.淡水采集器,13.粗盐槽,14.抽吸管,15.太阳能控制器,16.真空泵,17.冷却水泵,18.蒸发器,19.冷凝器,20.冷却水箱,21.浓海水槽,22.蓄电池,23.叶轮电机。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1~图5所示的一种太阳能双曲面聚光光伏-光热海水淡化系统,具有双曲面聚光器1、抽吸装置及蒸馏淡化装置。

所述双曲面聚光器1具有汇聚太阳光的双曲面反光镜8,双曲面反光镜8顶部安装有透光玻璃7,双曲面反光镜8外表面覆盖有光电材料5,双曲面反光镜上部内壁周向设有淡水槽4,淡水槽4内圈设有材质为tpu的防水透气膜9,所述淡水槽4通过淡水管道11连接有淡水采集器12;所述的光电材料5连接有储存电能的蓄电池22,蓄电池22线路连接有太阳能控制器15。

所述抽吸装置:安装在双曲面聚光器1下方,具有扁平状上端敞开的海水槽2、利用虹吸作用将海水抽吸进海水槽内的树状管束3,其中海水槽2能够漂浮在海面上,其海水与太阳的接触面积大,经过加热后能迅速升温并蒸发,树状管束3能够在海水中舒展开来,可以大面积地抽吸海水,工作效率高,树状管束3末端具有抽吸海水的抽吸管14;所述的海水槽2内安装有加速海水蒸发的涡旋叶轮10,在转动的同时可使海水混合充分,热量分布更加均匀,避免由于聚焦点与海水其他部分温差过大而导致的蒸发效率较低,加速海水蒸发,其中驱动涡旋叶轮10的叶轮电机23通过海水槽2底部的电线与外部的太阳能控制器15连接,保证工作所需的电能。

位于海水槽2底部设有收集海水蒸发所留下的粗盐的粗盐槽13,并贴附有聚苯板隔热层6,所述聚苯板隔热层6紧贴于海水槽2的下方,可减少高温海水与下方低温海面的热量交换,提高太阳能利用效率。位于海水槽2边缘有一个转轴,粗盐槽13、海水槽2和聚苯板隔热层6一起套在该转轴上,可以通过旋转抽出粗盐槽13。

所述双曲面反光镜8呈抛物线型,可将阳光聚集到下方的海水槽2内加热海水,使海水温度迅速升高并蒸发形成水蒸气,透光玻璃7为穹顶结构,便于阳光的直射,光电材料5将直射阳光转化成电能储存在蓄电池22内,淡水槽4安装于防水透气膜9两侧并具有斜向淡水管道11方向的坡度,便于将淡水引流进淡水采集器12。

所述防水透气膜9可保证水蒸气透过且防止冷凝水滴回海水槽2,防水透气膜9采用的是超透明tpu环保材料,具有高张力、高拉力、强韧和耐老化的特性,能在透过太阳光的同时,防止凝结在透光玻璃7上的液态淡水滴回海水槽2,并且不会影响水蒸气透过防水透气膜9与透光玻璃7接触。

所述的光电材料5将晴天转化的电能储存在蓄电池22中,产生的直流电流经太阳能控制器15提供给用电设备,从而保证阴天时海水淡化系统的正常工作,适用于各种天气。

所述蒸馏淡化装置:具有与海水槽2相连的蒸发器18、对蒸发器18进行抽真空处理的真空泵16,蒸发器18上出料端连接有冷凝器19,冷凝器19与淡水采集器12管路连接;所述的冷凝器19连接有存放低温水的冷却水箱20,冷却水箱20连接有将冷却水箱20内低温水泵入冷凝器19的冷却水泵17;所述的蒸发器18下出料端连接有容纳蒸发后剩余浓海水的浓海水槽21。

在本系统运行过程中,树状管束3末端的抽吸管14利用虹吸作用将海水抽吸进漂浮在海面的海水槽2内。当晴天阳光充足时,太阳光透过透光玻璃7进入双曲面聚光器1,经过双曲面反光镜8汇聚到下方敞开的海水槽2内,加热海水使其升温、蒸发,同时利用涡旋叶轮10转动加速海水蒸发,海水蒸发形成的上升水蒸气接触透光玻璃7后冷凝成液态淡水,顺着坡度流进淡水槽4并汇聚到淡水采集器12内,其中防水透气膜9能使水蒸气透过,同时可防止液态淡水落回海水槽2,粗盐槽13收集蒸发后剩下的粗盐,能够随时从装置中抽出,便于粗盐的及时处理。

当阴天阳光不充足时,海水槽2内较高温的海水进入蒸馏淡化装置的蒸发器18,利用真空泵16对蒸发器18进行抽真空处理,使得海水在较低温下进行蒸发并形成的水蒸气,经管道进入冷凝器19,冷却水泵17将冷却水箱20中的低温水泵入冷凝器19,与水蒸气进行热交换,使水蒸气冷凝成液态淡水流进淡水槽4并汇聚到淡水采集器12内,蒸发器18中蒸发后剩下的浓海水进入浓海水槽21。

本发明所涉及的海水淡化系统可漂浮在海面上,利用虹吸作用抽吸海水,无需提供额外能量,简单易操作,同时集光热光电于一体,适用于各种天气,经济效益强,海水淡化效果好。

以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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