CN103232086A - 太阳能海水淡化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能海水淡化系统，太阳能集热器阵列与海水蒸发罐中的油管道连接，海水蒸发罐内侧壁上装有雾化喷头，雾化喷头通过循环泵与海水蒸发罐下端未蒸发海水出口和冷凝器的冷海水出口连接，海水蒸发罐上端蒸汽出口与冷凝器蒸汽进口连接。冷凝器中布满蛇形管，蛇形管进水口连接用于控制冷海水进入量的节流阀，冷凝器下端液态水出口连接淡水收集装置。本发明不需要外来的能量输入，它利用太阳能集热器把辐射能转化为热能加热工质油，通过管道内的油循环，把热量传递给蒸发罐中的海水，实现对海水的加热。此外，蒸发罐中还安装有喷雾喷头，增大了海水的受热面，加快海水的蒸发。蒸汽通过冷凝器凝结成淡水，实现了对海水的淡化。

Description

太阳能海水淡化系统

技术领域

 本发明涉及一种太阳能热利用和海水淡化领域，尤其是一种太阳能海水淡化系统与装置。

背景技术

 市场上现有的太阳能海水淡化系统与装置体积都较为庞大，装置极为复杂，导致了装置价格昂贵，而且海水的蒸发效率不是很高，造成了能源、材料等方面的浪费。目前对太阳能海水淡化的装置以及方法已有很多种，都是通过利用太阳的热能来直接加热海水，由此衍生出很多类型的装置设备，但都并不完美，每个装置都有其优点与不足之处。除了海水淡化的效率外，装置的使用寿命也是关键，本发明的装置就是从海水淡化的效率以及设备的使用寿命两方面着手，以高效、环保为目标展开。目前公开的专利主要有：

 1）226011江苏省南通市港闸区秦照街道西安桥村15组，仇晓丰发明的太阳能海水淡化装置及其海水淡化方法，申请号：201110141026.4

 2）中国石油大学(华东)，王君；刘璐璐；鞠虹；李雪琴发明的太阳能海水淡化装置，申请号：200910016942.8

 专利一所述装置通过太阳能集热器直接加热海水，经加热后进入蒸发器，产生的水蒸汽从蒸汽出口进入冷凝器，凝结后进入淡水箱。虽然直接利用了太阳的热能，但是海水对集热器管壁有腐蚀作用，使集热器的使用寿命大大缩短。专利二[I1] 所述装置在海水蒸发器和水蒸汽冷凝器之间，利用热泵供热循环将水蒸汽凝结所释放的潜热供给海水蒸发器，为海水蒸发提供热量，有效地回收了水蒸汽的冷凝潜热但是增加了系统的额外耗功，而且效果并不明显。

    随着能源紧缺的问题越来越明显，淡水资源匮乏越来越严重。再加之，世界人口还在不断地增长，人均可利用的淡水资源越来越少。

    综上所述，目前急需一种结构简单，设备使用年限长的太阳能海水淡化装置。本发明基于工作原理简单、使用安全、贴近生活、环保无能耗等理念，研发了太阳能海水淡化装置与系统，来缓解部分地区的用水困难。

发明内容

本发明是要解决太阳能海水淡化装置的太阳能热量的利用率和海水淡化效率的技术问题，而提供一种太阳能海水淡化系统。

    为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种太阳能海水淡化系统，包括太阳能集热器阵列、海水蒸发罐、雾化喷头、循环泵、节流阀、冷凝器、淡水收集装置、油管道，其特点是：太阳能集热器阵列与海水蒸发罐中的油管道连接，海水蒸发罐内侧壁上装有雾化喷头，雾化喷头通过循环泵与海水蒸发罐下端未蒸发海水出口和冷凝器的冷海水出口连接，海水蒸发罐上端蒸汽出口与冷凝器蒸汽进口连接，冷凝器下端液态水出口连接淡水收集装置。

 冷凝器中布满蛇形管，蛇形管进水口连接用于控制冷海水进入量的节流阀。冷凝器下端液态水出口连接淡水收集箱。太阳能集热器阵列与海水蒸发罐连接的油管道中通有可减少工质流动所需的动力输入，延长太阳能集热管寿命的导热油。太阳能集热器阵列由密集排列在一起的集热管束组成。

    本发明的有益效果：

 本发明与现有技术相比具有如下技术特点：

1、采用太阳能集热器阵列，装置的集热管束密集的排列在一起，节约占地的面积，增加了集热效果，提高太阳能热量的利用率；

2、采用导热油作为太阳能集热装置的传热介质，利用导热油受热体胀的特点，形成压差，减小了工质流动所需的动力输入。由于海水对设备有强烈的腐蚀，采用导热油作为传热介质，可延长集热管的寿命；

3、利用蒸汽冷凝时放出的汽化潜热，对海水进行预热，提高海水温度，加快蒸发，进而提高设备效率。

 利用本发明的太阳能海水淡化系统，可缓解淡水稀缺的问题，减少目前海水淡化的投资。该系统广泛适用于太阳能资源充足的地区，有利于更好的利用海水资源，将其转化为淡水资源，供人们日常生活、工业、商业等使用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是冷凝器结构示意图。

具体实施方式

 下面通过实施例并结合本附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。

 如图1所示，本发明的太阳能海水淡化系统，包括太阳能集热器阵列1，海水蒸发罐2，雾化喷头3，循环泵4，节流阀5，冷凝器6，淡水收集装置7，油管道8。

太阳能集热器阵列1与海水蒸发罐2中的蛇形油管道8连接，海水蒸发罐2内侧壁上装有雾化喷头3，雾化喷头3通过循环泵4与海水蒸发罐2下端未蒸发海水出口和冷凝器6的冷海水出口连接，海水蒸发罐2上端蒸汽出口与冷凝器6蒸汽进口连接，冷凝器6下端液态水出口连接淡水收集装置7。

 太阳能集热器阵列1主要起到把太阳的辐射能转化为热能的作用，其内使用的传热工质是导热油，通过对太阳热能的积累，加热流动在集热管束内的导热油。采用导热油的优点：一方面由于它的比热容低，吸收相同的太阳能，温度升高比一般介质多；其次，由于油的体胀系数大，高温侧的油膨胀可以形成高压区，在蒸发罐中换热的低压侧形成低压区，产生压差，减小了工质流动所需的动力输入；此外，海水对集热器管道有严重的腐蚀性，使用工质油可以延长设备，尤其是集热设备的使用寿命。

 海水蒸发罐2里充满了蛇形管的高温油管道8，被预热的海水从侧面的雾化喷头3喷射出，这样大大的增加了换热面积，有利于海水的蒸发。雾化喷头3安装在海水蒸发罐2的侧壁，这样又巧妙的减少了在蒸汽上升过程中的阻力，有益于装置效率的提高。

 循环泵4把海水蒸发罐2内未蒸发的海水以及通过冷凝器6经预热的海水送到海水蒸发罐2的雾化喷头3，实现了对海水的循环利用。

 节流阀5控制冷海水的进入量。冷凝器6实现了蒸汽的冷凝过程。在冷凝器中布满了蛇形管，使管内冷海水的与管外的热蒸汽换热，实现对海水的预热，巧妙的利用了蒸汽冷凝过程中的汽化潜热，减小了能量损失。

淡水收集装置7把淡化的海水储存起来，以便于使用。

 油管道8实现了能量的传递与导热油的循环利用。

 太阳能海水淡化系统与装置采用太阳能集热器阵列1作为整个装置的热能来源，利用太阳能加热工质油，在海水蒸发罐2中通过油管道8加热由雾化喷头3喷出的海水，产生的蒸汽通过冷凝装置6凝结成为液态，进入淡水收集箱7。未蒸发的海水降落到海水蒸发罐2的底部，通过循环泵4重新进入循环利用。

 如图2所示，冷凝器6中布满蛇形管，蛇形管进水口连接有用于控制冷海水的进入量的节流阀5。

 冷凝器6的原理也很简单，采用了逆流装置，经冷凝的蒸汽变为液态流入淡水收集装置7。该逆流装置还可以高效地实现汽化潜热的利用，流经腔体内部的蒸汽9与蛇形管内的冷海水10经行换热，实现了对入口海水的预热，提高装置效率。

Claims (4)

1.一种太阳能海水淡化系统，包括太阳能集热器阵列（1）、海水蒸发罐（2）、雾化喷头（3）、循环泵（4）、节流阀（5）、冷凝器（6）、淡水收集装置（7）、油管道（8），其特征在于：所述太阳能集热器阵列（1）与海水蒸发罐（2）中的油管道（8）连接，构成工质油的循环，海水蒸发罐（2）内侧壁上装有雾化喷头（3），雾化喷头（3）通过循环泵（4）与海水蒸发罐（2）下端未蒸发海水出口和冷凝器（6）的冷海水出口连接，海水蒸发罐（2）上端蒸汽出口与冷凝器（6）蒸汽进口连接，冷凝器（6）下端液态水出口连接淡水收集装置（7）。

2.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述冷凝器（6）中布满蛇形管，蛇形管进水口连接用于控制冷海水进入量的节流阀（5）。

3.根据权利要求1所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述太阳能集热器阵列（1）与海水蒸发罐（2）连接的油管道（8）中通有可减少工质流动所需的动力输入，延长太阳能集热管寿命的导热油。

4.根据权利要求1或3所述的太阳能海水淡化系统，其特征在于：所述太阳能集热器阵列（1）由密集排列在一起的集热管束组成。

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