一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法
【專利摘要】本發明涉及可再生能源的海水淡化【技術領域】，特別涉及一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法。裝置結構包括：太陽能捕熱器、太陽能多晶硅光伏板、深海水保溫儲水箱、深層海水冷泵、布水器、淡水收集水盤、抽風機及裝置支架和控制箱，本裝置使海水蒸發飽和增焓處理后，與相應低溫海水為介質的表冷器相遇，介質空氣改變了其水汽密度，從而產生淡水析出。本發明利用了太陽輻射光熱能、太陽輻射光伏能和海洋能，除系統供給深層海水的輸送功外，裝置均采用了可再生能源，熱量的傳送均采用了沸騰傳熱，溫差大、效率高，又因為是通過介質空氣的水汽密度差析出淡水，故其飲用水的質量較好。
【專利說明】 一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及可再生能源的海水淡化【技術領域】，特別涉及一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法。

【背景技術】
[0002]長期以來人類對賴于生存的淡水進行了種種的開發努力，尤其是海水淡化工藝，近年來取得了較大的進步。然而普遍存在效率、效益和純度問度，嚴重制約著海水淡化的發展。
[0003]目前海水淡化作飲用水一般采用蒸餾法或冷凍法，即冷凍海水使之結冰，在液態海水變成固態冰的同時鹽被分離出去。冷凍法與蒸餾法都有難以克服的弊端，其中蒸餾法會消耗大量的能源并在儀器里產生大量的鍋垢，而所得到的淡水卻并不多；而冷凍法同樣要消耗許多能源，但得到的淡水味道卻不佳，難以飲用。真空冷凍海水淡化法工藝包括脫氣、預冷、蒸發結晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟，海水淡化水產品可達到國家飲用水標準，但設備的投資、能耗及其維護費用較高。海水淡化開發飲用水需作進一步的研討、開發。


【發明內容】

[0004]為了解決現有技術的問題，本發明提供了一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法，使海水蒸發飽和增焓處理后，與相應低溫海水為介質的表冷器相遇，介質空氣改變了其水汽密度,從而產生淡水析出。
[0005]本發明所采用的技術方案如下:
[0006]一種太陽能雙效海水淡化裝置，包括裝置支架，所述裝置支架頂部設置有太陽能多晶硅光伏板，所述的太陽能多晶硅光伏板下方設置有連接深海水進口的深層海水布水器，所述的深層海水布水器下方設置介質空氣通路，所述的介質空氣通路一端連接介質空氣進風百葉，另一端連接帶防鼠網的抽風機，所述的介質空氣通路中設置太陽能捕熱器和深層海水冷泵，所述的太陽能捕熱器下方裝設海水集水盤，所述深層海水冷泵上方連接深海水進口，下方裝設有淡水收集水盤，所述的淡水收集水盤連接有淡水出口，所述的深層海水冷栗和抽風機連接控制箱。
[0007]深層海水冷泵設置于深海水保溫儲水箱內，
[0008]太陽能多晶硅光伏板產生電能為控制箱和抽風機供電。
[0009]太陽能捕熱器由蒸發吸熱段和冷凝放熱段構成，當太陽輻射其蒸發吸熱段時，輻射熱使蒸發吸熱段的工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器的冷凝放熱段，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理，所述蒸發吸熱段和冷凝放熱段之間通過毛細管相連。
[0010]介質空氣通路中，太陽能捕熱器與深層海水冷泵之間設置有靜壓箱。
[0011]一種太陽能雙效海水淡化方法，包括以下步驟:
[0012]A、太陽能多晶硅光伏板受到太陽輻射，產生電能，供電到介質空氣抽風機運行，并控制吸合深層海水冷泵的繼電器，同時使太陽能捕熱器的蒸發吸熱段的管內工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器的冷凝放熱段，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理；
[0013]B、在外配水泵運行作用下，深層海水由深海水進口進入靜壓箱內側的海水分水管，將海水分為向后端的海水蒸發區和向前端的深層海水冷泵的深海水保溫儲水箱供水，所述的海水蒸發區內設置太陽能捕熱器的冷凝放熱段，海水在分別流經蒸發吸熱段和深海水保溫儲水箱后，在海水集水盤匯集流返大海表面；
[0014]C、在抽風機的驅動下，介質空氣由介質空氣進風百葉進入太陽能雙效海水淡化裝置的海水蒸發區，介質空氣經多級的太陽能捕熱器的冷凝放熱段的加熱增焓和布水器的增濕處理，介質空氣以相對高溫的介質飽和濕空氣進入介質空氣靜壓箱，高溫飽和濕介質空氣以靜壓水汽混合體的狀態進入深層海水冷泵的多級表冷器遇冷，蒸汽分壓產生多級變化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盤，再經淡水出口輸入淡水用水點。
[0015]本發明的一種太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法，其包括:太陽能捕熱器、太陽能多晶硅光伏板、深海水保溫儲水箱、深層海水冷泵、布水器、淡水收集水盤、抽風機及裝置支架和控制箱。
[0016]太陽能捕熱器是指裝有工質的密閉容器，其蒸發吸熱段設置為太陽輻射熱的吸熱段，其冷凝放熱段設置為分級加濕的增焓段。當太陽輻射捕熱器的蒸發吸熱段，工質沸騰相變不斷的將太陽輻射熱以聲速將太陽輻射熱傳入海水蒸發區，在抽風機驅動下，完成對介質空氣加濕增焓。
[0017]太陽能多晶硅光伏板是利用多晶硅的光伏效應提供抽風機及控制回路的電源。
[0018]深海水保溫儲水箱是將一定深層的低溫(13°C )海水連接的裝置。
[0019]深層海水冷泵是指裝有工質的密閉容器的兩端分別接觸低溫度海水和經加濕增焓的介質空氣，使容器內工質相變傳熱，將低溫海水的自然冷能以聲速傳送到飽和介質空氣的組件。
[0020]布水器是將深層的海水分水到加濕增焓區和海水冷泵的用水點的工藝管。
[0021]淡水收集水盤是收集淡化后析出的裝置。
[0022]抽風機是驅動介質空氣的裝置。
[0023]本發明采用海水為濕基，采用太陽能光熱效應的太陽能捕熱器，對海水分段蒸發的潛熱增焓處理，又利用深層(約13°C)的海水為介質，實施相變傳熱的表冷器與同時采用太陽能光熱、光伏雙效應分級增焓處理后的濕飽和介質空氣進行熱交換，分級改變其濕飽和介質空氣的水汽密度，析出淡水。
[0024]本發明利用了太陽輻射光熱能、太陽輻射光伏能和海洋能，除系統供給深層海水的輸送功外，裝置均采用了可再生能源，熱量的傳送均采用了沸騰傳熱，溫差大、效率高，又因為是通過介質空氣的水汽密度差析出淡水，故其飲用水的質量較好。
[0025]本發明的有益效果在于:
[0026]1、利用太陽能雙效應性能和海洋能，節能指數高。
[0027]2、采用沸騰傳熱效率高。
[0028]3、采用介質空氣的水汽密度差析出淡水，其水質較理想達到飲用標準。
[0029]4、除系統海水供水泵和抽風機外，沒有運動件，設備運行可靠。
[0030]5、采用無機聚合物涂料長效防腐，無毒、無味、綠色環保。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發明的太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法的產品結構示意圖；
[0033]圖2為圖1的A-A向結構剖視圖。
[0034]圖中:1、布水器；2、太陽能捕熱器；2_1、蒸發吸熱段；2_2、冷凝放熱段；3、靜壓箱；4、深層海水冷泵；5、深海水保溫儲水箱；6、太陽能多晶硅光伏板；7、海水集水盤；8、控制箱；9、介質空氣進風百葉；10、深海水進口 ；11、抽風機；12、淡水出口 ；13、淡水收集水盤；14、毛細管；15、海水出口。

【具體實施方式】
[0035]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。
[0036]實施例一
[0037]—種太陽能雙效海水淡化裝置，包括裝置支架，所述裝置支架頂部設置有太陽能多晶硅光伏板6，所述的太陽能多晶硅光伏板6下方設置有連接深海水進口 10的深層海水布水器1，所述的深層海水布水器1下方設置介質空氣通路，所述的介質空氣通路一端連接介質空氣進風百葉9，另一端連接帶防鼠網的抽風機11，所述的介質空氣通路中設置太陽能捕熱器2和深層海水冷泵4，所述的太陽能捕熱器2下方裝設海水集水盤7，所述深層海水冷泵4上方連接深海水進口 10，下方裝設有淡水收集水盤13，所述的淡水收集水盤13連接有淡水出口 12，所述的深層海水冷泵4和抽風機11連接控制箱8。
[0038]深層海水冷泵4設置于深海水保溫儲水箱5內，
[0039]太陽能多晶娃光伏板6產生電能為控制箱8和抽風機11供電。
[0040]太陽能捕熱器2由蒸發吸熱段21和冷凝放熱段22構成，當太陽輻射其蒸發吸熱段時，輻射熱使蒸發吸熱段21的工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器2的冷凝放熱段22，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理，所述蒸發吸熱段21和冷凝放熱段22之間通過毛細管14相連。
[0041]介質空氣通路中，太陽能捕熱器2與深層海水冷泵4之間設置有靜壓箱3。
[0042]實施例二
[0043]本實施例的太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法工作過程如下:
[0044]所述的太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法，當受到太陽輻射，太陽能多晶硅光伏板6產生電能，供電到介質空氣抽風機11運行，并控制吸合深層海水供水泵(外配)繼電器。同時太陽能捕熱器吸熱段2-1管內工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器放熱段2-2，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理。在外配水泵運行作用下，深層海水進入本發明太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法，設置于介質空氣靜壓箱3內側的海水分水管，將海水分為向裝置的后端蒸發加濕和向前端海水冷泵的保溫水箱5供水。海水分別流經蒸發加濕段和海水冷泵保溫水箱后，在海水出口 15匯集流返大海表面。
[0045]所述的太陽能雙效海水淡化裝置及其海水淡化方法的后端介質空氣進風口，在抽風機的驅動下，介質空氣進入蒸發加濕增焓段，介質空氣經多級的太陽能捕熱器放熱端2-2加熱增焓和多級布水器的增濕處理，介質空氣以相對高溫的介質飽和濕空氣進入介質空氣靜壓箱3。高溫飽和濕介質空氣以一定的靜壓水汽混合體進入海水冷泵的多級表冷器遇冷，蒸汽分壓產生多級變化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盤13，再經淡水出口 12輸入淡水用水點。
[0046]以上所述僅為本發明的較佳實施例，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種太陽能雙效海水淡化裝置，包括裝置支架，其特征在于，所述裝置支架頂部設置有太陽能多晶硅光伏板，所述的太陽能多晶硅光伏板下方設置有連接深海水進口的深層海水布水器，所述的深層海水布水器下方設置介質空氣通路，所述的介質空氣通路一端連接介質空氣進風百葉，另一端連接帶防鼠網的抽風機，所述的介質空氣通路中設置太陽能捕熱器和深層海水冷泵，所述的太陽能捕熱器下方裝設海水集水盤，所述深層海水冷泵上方連接深海水進口，下方裝設有淡水收集水盤，所述的淡水收集水盤連接有淡水出口，所述的深層海水冷泵和抽風機連接控制箱。
2.根據權利要求1所述的一種太陽能雙效海水淡化裝置，其特征在于，所述的深層海水冷泵設置于深海水保溫儲水箱內。
3.根據權利要求1所述的一種太陽能雙效海水淡化裝置，其特征在于，所述太陽能多晶娃光伏板產生電能為控制箱和抽風機供電。
4.根據權利要求1所述的一種太陽能雙效海水淡化裝置，其特征在于，所述的太陽能捕熱器由蒸發吸熱段和冷凝放熱段構成，當太陽輻射其蒸發吸熱段時，輻射熱能使蒸發吸熱段的工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器的冷凝放熱段，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理，所述蒸發吸熱段和冷凝放熱段之間通過毛細管相連。
5.根據權利要求1所述的一種太陽能雙效海水淡化裝置，其特征在于，所述的介質空氣通路中，太陽能捕熱器與深層海水冷泵之間設置有靜壓箱。
6.一種太陽能雙效海水淡化方法，其特征在于，包括以下步驟: A、太陽能多晶硅光伏板受到太陽輻射，產生電能，供電到介質空氣抽風機運行，并控制吸合深層海水冷泵的繼電器，同時使太陽能捕熱器的蒸發吸熱段的管內工質沸騰吸熱，工質相變后將熱量以聲速傳熱到太陽能捕熱器的冷凝放熱段，使熱量與介質空氣作分級的增焓處理； B、在外配水泵運行作用下，深層海水由深海水進口進入靜壓箱內側的海水分水管，將海水分為向后端的海水蒸發區和向前端的深層海水冷泵的深海水保溫儲水箱供水，所述的海水蒸發區內設置太陽能捕熱器的冷凝放熱段，海水在分別流經蒸發吸熱段和深海水保溫儲水箱后，在海水集水盤匯集流返大海表面； C、在抽風機的驅動下，介質空氣由介質空氣進風百葉進入太陽能雙效海水淡化裝置的海水蒸發區，介質空氣經多級的太陽能捕熱器的冷凝放熱段的加熱增焓和布水器的增濕處理，介質空氣以相對高溫的介質飽和濕空氣進入介質空氣靜壓箱，高溫飽和濕介質空氣以靜壓水汽混合體的狀態進入深層海水冷泵的多級表冷器遇冷，蒸汽分壓產生多級變化，水份析出表冷器面流入淡水收集水盤，再經淡水出口輸入淡水用水點。
【文檔編號】C02F1/14GK104418397SQ201310366895
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月21日 優先權日:2013年8月21日
【發明者】莫少民 申請人:莫少民