本发明专利技术公开了一种太阳能分离式热管海水淡化装置，它包括聚光槽、分离式热管、低温多效蒸发装置、换热器、原海水管道、海水泵。分离式热管蒸发段的蒸发管组布置在聚光槽的聚焦线上并形成空腔体结构，冷凝段的冷凝管组布置在低温多效蒸发装置首效装置内作为加热管道。太阳光经聚光槽反射到分离式热管蒸发段的空腔体内部，太阳光被完全吸收并使热管内的工质汽化，工质蒸汽上升到冷凝段并进入布置在蒸发室内的冷凝管组作为低温多效蒸发装置的加热汽源。本发明专利技术优化了太阳能海水淡化工艺流程，具有太阳能集热效率高、装置传热性能好、适应性强、整体效率高、操作简单、易于控制等特点，适合于低成本模块化生产，可被广泛应用于太阳能海水淡化领域中。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种太阳能分离式热管海水淡化装置，它包括聚光槽、分离式热管、低温多效蒸发装置、换热器、原海水管道、海水泵。分离式热管蒸发段的蒸发管组布置在聚光槽的聚焦线上并形成空腔体结构，冷凝段的冷凝管组布置在低温多效蒸发装置首效装置内作为加热管道。太阳光经聚光槽反射到分离式热管蒸发段的空腔体内部，太阳光被完全吸收并使热管内的工质汽化，工质蒸汽上升到冷凝段并进入布置在蒸发室内的冷凝管组作为低温多效蒸发装置的加热汽源。本专利技术优化了太阳能海水淡化工艺流程，具有太阳能集热效率高、装置传热性能好、适应性强、整体效率高、操作简单、易于控制等特点，适合于低成本模块化生产，可被广泛应用于太阳能海水淡化领域中。【专利说明】太阳能分离式热管海水淡化装置
本专利技术属于海水或苦咸水淡化
，特别是涉及一种太阳能分离式热管海水 淡化装置。
技术介绍
海水或苦咸水淡化是解决淡水资源短缺问题的有效的战略途径，而利用太阳能从 海水或苦咸水中制取淡水，是解决淡水缺乏或供应不足的重要途径之一。为了提高能量利 用率和装置效率，应该将太阳能应用技术和常规海水淡化技术相耦合，这样有利于提高太 阳能海水淡化装置的整体效率。目前世界各国已有一些太阳能与常规海水淡化技术相耦合 的系统在运行，但在这些系统中，太阳能部分与海水淡化部分基本上是互相分离的，而未来 的太阳能海水淡化系统应该是太阳能应用技术与现代海水淡化技术更为紧密的结合，两者 互相融合互为渗透，甚至在原理上产生更加新颖的海水淡化系统。 随着太阳能应用技术与海水淡化技术的耦合越来越紧密，高效低成本的太阳能海 水淡化系统很快将出现从而为人类大规模提供淡水，但是太阳能海水淡化技术在发展过程 中，仍需重点解决以下几个问题：一是目前太阳能集热器集热效率仍然偏低，由此影响了太 阳能海水淡化系统的大规模工程化应用；二是热传递环节存在一些不足之处：目前较多采 用太阳能间接加热海水的方法，该方法必须配置蓄热水箱和热水换热系统，传热过程存在 中间换热损失，热效率较低；若采用太阳能直接加热海水的方法，没有中间换热损失，热效 率较高，但高温海水容易使集热器发生腐蚀结垢、微生物滋生等问题，从而降低了集热器的 换热效率和使用寿命；三是海水淡化工艺仍需进一步改进：目前与太阳能应用技术结合较 好的海水淡化技术有多级闪蒸技术和多效蒸发技术，由于多效蒸发技术可在更低的操作温 度下运行，并且适用负荷范围广，因此更适合与太阳能应用技术结合，若采用太阳能间接加 热海水的方法，一般是利用蓄热水箱的热水作为多效蒸发系统的加热热源，该热源与喷淋 海水的换热过程必然存在传热量小以及传热温差大的缺点，直接限制了第一效蒸发室的蒸 发温度和蒸发量，严重制约了淡水产量的提高；若采用太阳能直接加热海水的方法，受热后 的海水必须先经过闪蒸室后得到新蒸汽，再利用新蒸汽作为多效蒸发系统的加热热源，因 此仍存在闪蒸方法本身浓缩比小、原海水用量大、热效率较低的缺点，不仅造成海水淡化系 统整体效率降低，而且增加了太阳能集热系统的设计尺寸。针对以上分析，若能够运用独特 设计使太阳能集热部分和第一效蒸发室蒸馏部分合为一体，一步实现太阳能直接加热海水 同时使海水低温蒸发的过程，将有效解决上述面临的一系列难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种优化工艺流程、集热效率高、传热性能好、整体效率 高、适应性强、真正实现集热器与第一效蒸发室"无缝对接"的太阳能分离式热管海水淡化 装直。 为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术解决方案是： 本专利技术是一种太阳能分离式热管海水淡化装置，它包括聚光槽、分离式热管、低温多效 蒸发装置、换热器、原海水管道、海水泵；所述的聚光槽按南北方向倾斜布置并沿东西方向 单轴跟踪；所述的分离式热管包括蒸发段、绝热上升管、冷凝段、绝热回流管，蒸发段布置在 聚光槽的聚焦线上方，冷凝段布置在低温多效蒸发装置首效装置的内腔；所述的蒸发段包 括蒸发管组、盘形上联箱、盘形下联箱、绝热罩；所述的绝热罩沿长度方向开设一条通槽； 所述的蒸发管组由多根平行直管构成，多根平行直管穿置在绝热罩内，多根平行直管依绝 热罩的圆形内壁紧密布置且在绝热罩的通槽处留有一道开缝口，多根平行直管的两端分别 与盘形上联箱和盘形下联箱连通，多根平行直管的开缝口对着聚光槽的反射面，并处于聚 光槽的聚焦线上；所述的冷凝段包括冷凝管组，管形上联箱、管形下联箱；冷凝管组是由多 根蛇形串接横管坚直排列组成并布置在低温多效蒸发装置首效装置内作为该蒸发室的加 热管道，多根蛇形串接横管的两端分别与管形上联箱和管形下联箱连通；所述的绝热上升 管的两端分别与冷凝段上联箱和蒸发段上联箱连通；所述的绝热回流管的两端分别与冷凝 段下联箱和蒸发段下联箱连通，并固定在绝热罩的外表面上。 所述的低温多效蒸发装置按顺流方式沿海水流动方向从上而下叠加布置，首效装 置处于聚光槽的上方位置；除首效外的各效装置的冷凝水管道汇集成淡水输送管与换热器 的淡水进口连接，末效装置的浓海水管道与换热器的排污水进口连接；所述的换热器布置 在低温多效蒸发装置的下方位置，换热器的底部分别设有淡水出口和排污水出口；所述的 原海水管道分两路曲折或盘旋穿过换热器后与低温多效蒸发装置首效装置的顶端连接，原 海水管道上设有利用光辐射传感器控制流量的海水泵。 采用上述方案后，本专利技术具有以下几大特点： 一、优化工艺流程。本专利技术中分离式热管的蒸发段作为太阳能集热器，而冷凝段作为 低温多效蒸发装置第一效蒸发室的加热管道，使得太阳能集热部分和第一效蒸发室蒸馏部 分完全融合成整体，真正实现了集热器与第一效蒸发室之间的"无缝对接"。本专利技术与常用 的太阳能间接加热海水淡化装置相比，不需要配置蓄热水箱、热水换热系统以及循环泵，装 置结构大为简化并减少动力消耗，与此同时，本专利技术的蒸馏过程为热管内工质蒸汽凝结放 热过程，与间接加热方法采用的热水显热放热过程相比，传热系数大为提高。本专利技术与常用 的太阳能直接加热海水淡化装置相比，不需要通过设置闪蒸室即可得到并利用加热蒸汽汽 源，由此避免了闪蒸方法带来的缺点，不仅简化了工艺流程的步骤，而且使得装置整体效率 大为提1?。 二、太阳能集热效率高。具有太阳能集热器作用的分离式热管的蒸发管组被设计 成类似于黑体的空腔体结构，有利于完全吸收聚焦后的太阳光，消除太阳光的反射以及漫 射损失，另外蒸发管组外表面包裹的绝热罩可以有效地减少散热损失，因此太阳能集热部 分集热效率很高。 三、传热性能好。本专利技术的换热过程是利用热管内工质的蒸发和冷凝来传递热量， 具有热管本身传热量大、传热热阻小、传热温差小的优点，因此该海水淡化装置的传热性能 很好。 四、适应性强、整体效率高。本专利技术中太阳能集热部分和低温多效蒸发装置直接相 配套，使得低温多效蒸发技术具有操作弹性很大的优点与太阳能具有热源不稳定性的特点 能够很好地匹配，加上热管本身具有工质热容量小、启动快的优点，因此只要有太阳光的情 况下本专利技术皆可迅速启动和正常工作，不会使造水比下降，因此本专利技术海水淡化装置适应 性很强、整体效率很高。 五、操作简单，易于控制。本专利技术利用分离式热管进行传热，热管内工质依靠自然 循环不本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能分离式热管海水淡化装置，其特征在于：它包括聚光槽、分离式热管、低温多效蒸发装置、换热器、原海水管道、海水泵；所述的聚光槽按南北方向倾斜布置并沿东西方向单轴跟踪；所述的分离式热管包括蒸发段、绝热上升管、冷凝段、绝热回流管，蒸发段布置在聚光槽的聚焦线上方，冷凝段布置在低温多效蒸发装置首效装置的内腔；所述的蒸发段包括蒸发管组、盘形上联箱、盘形下联箱、绝热罩；所述的绝热罩沿长度方向开设一条通槽；所述的蒸发管组由多根平行直管构成，多根平行直管穿置在绝热罩内，多根平行直管依绝热罩的圆形内壁紧密布置且在绝热罩的通槽处留有一道开缝口，多根平行直管的两端分别与盘形上联箱和盘形下联箱连通，多根平行直管的开缝口对着聚光槽的反射面，并处于聚光槽的聚焦线上；所述的冷凝段包括冷凝管组，管形上联箱、管形下联箱；冷凝管组是由多根蛇形串接横管竖直排列组成并布置在低温多效蒸发装置首效装置内作为该蒸发室的加热管道，多根蛇形串接横管的两端分别与管形上联箱和管形下联箱连通；所述的绝热上升管的两端分别与冷凝段上联箱和蒸发段上联箱连通；所述的绝热回流管的两端分别与冷凝段下联箱和蒸发段下联箱连通，并固定在绝热罩的外表面上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，何宏舟，蒋俊尧，郭胜彬，黄芳建，黄晓娟，
申请(专利权)人：集美大学，
类型：发明
国别省市：福建;35
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