一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，包括太阳能电池板、蓄电池和低温蒸发装置，所述太阳能电池板发电并储存于蓄电池中，蓄电池给低温蒸发装置供电，所述低温蒸发装置由加热线、温度探测器、温控开关组成，所述加热线埋设在土壤含水层附近，加热线中间区域埋设温度探测器，温控开关与蓄电池连接。本发明专利技术的装置可以增加土壤表层区域的含水量，能够为表层种植的植物提供一定量的水分。通过原位淡化装置的低温蒸发作用，改变土壤的毛细作用，使得淡水向土壤表层运移，并有效控制咸水的运移，具有防止土壤次生盐渍化的效果。由于本装置直接安装在浅层地下水与土壤的界面间，直接对目标区域进行加热，能够有效减少过程中的热量损失，提高了装置的整体能源利用效率，也能减少每天运行所需电量，提高了装置设计的灵活性。

Solar shallow underground brackish water in situ desalting device

The invention discloses a shallow underground water in situ solar desalination device comprises a solar panel, battery and low temperature evaporation device, the solar panels for electricity and stored in batteries, battery power supply for low temperature evaporation device, the low temperature evaporation device comprises a temperature control switch, temperature detector, line heating, the heating the line is buried in the soil aquifer near the middle area of buried heating line temperature detector, the temperature control switch is connected with the battery. The device of the invention can increase the water content of the soil surface area, and can provide a certain amount of water for the plants planted on the surface layer. Through the low temperature evaporation of the in situ desalination device, the capillary action of the soil is changed, the fresh water is transported to the surface layer of the soil, and the movement of the saline water is effectively controlled. Because the device is directly installed in the shallow groundwater and soil interface, direct heating on the target region, can effectively reduce the heat loss in the process of improving the overall energy efficiency of the device, but also can reduce the power required to run every day, to improve the system design flexibility.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种咸水淡化装置，特别涉及一种浅层地下咸水原位淡化装置。
技术介绍
随着社会的发展，水资源短缺的问题日益严峻，因此对于非常规水资源的开发力度也在逐渐加大。目前对于地下咸水、海水、雨水等非常规水资源的利用为解决水资源短缺问题提供了新的方向。在我国的滨海地区，赋存有大量的地下咸水，对于浅层地下咸水的利用，目前仅限于小规模种养、工业冷却用水。这部分浅层地下咸水，除了含盐量较高，其余指标均未超标，因此具有较大的利用潜力。以天津市为例，天津市浅层地下咸水分布面积为6922km2，储量较为丰富，其中矿化度在1-5g/L的地下水共有2.28亿m3。将浅层地下咸水转化为淡水，可以用于农业灌溉、城市绿化浇灌，能够改善灌溉条件，缓解滨海地区用水紧张的问题。目前常用的咸水淡化装置，通常是将咸水抽出送入特制的淡化装置进行淡化，收集所得淡水，诸如蒸馏法、电渗析法、反渗透法等常用技术都是异位淡化技术。异位淡化技术需要搭建存储咸水和淡水所需的水箱，会增加整体成本。农业上采用电热、太阳能加热等技术加热土壤，这一类型的加热方式主要在于提高表层土壤的温度，主要用于育苗、除虫、反季节种植，并不涉及浅层地下水的淡化利用。公开号为CN203985291U的技术专利公开了一种葡萄地太阳能土壤加热装置，属于农业设施，该装置由太阳能热水器、水箱、散热器、水泵和温控器组成。该技术的目的是在冬季给葡萄地土壤加温，保持地温适宜葡萄生长，达到提早上市的目的。该装置利用太阳能加热表层土壤用于农业种植，并不涉及地下咸水的利用。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，解决现有技术中地下咸水转化为淡水困难，利用率低的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，包括太阳能电池板、蓄电池和低温蒸发装置，所述太阳能电池板发电并储存于蓄电池中，蓄电池给低温蒸发装置供电，所述低温蒸发装置由加热线、温度探测器、温控开关组成，所述加热线埋设在土壤含水层附近，加热线中间区域埋设温度探测器，温控开关与蓄电池连接。太阳能电池板和蓄电池是本低温蒸发装置的主要供能设备，太阳能电池板发电并储存在蓄电池中，蓄电池为原位淡化装置供电。所述加热线由碳纤维发热线制造而成，碳纤维材料外部覆盖有绝缘保护层、PVC保护套。加热线的功率根据加热线的材质、长短而不同，可以根据使用需要进行调整。本加热线具有耐酸碱、防水的功能。所述加热线与温控开关、温控开关与蓄电池、太阳能电池板与蓄电池之间由普通电线连接。所述温度开关具有数显功能，温控开关控制加热线的工作，温度探测器置于加热线附近，探测加热线的温度并在温控开关的显示屏上显示实时温度。所述加热线的埋设方式采取U型方式，在每一个U型的拐角处加设固定元件，保证加热线的位置固定。本专利技术的有益效果是：本专利技术的装置可以增加土壤表层区域的含水量，能够为表层种植的植物提供一定量的水分。通过原位淡化装置的低温蒸发作用，改变土壤的毛细作用，使得淡水向土壤表层运移，并有效控制咸水的运移，具有防止土壤次生盐渍化的效果。由于本装置直接安装在浅层地下水与土壤的界面间，直接对目标区域进行加热，能够有效减少过程中的热量损失，提高了装置的整体能源利用效率，也能减少每天运行所需电量，提高了装置设计的灵活性。本装置通过太阳能供电，可以在基础设施建设并不完备的滨海偏远地区使用，能够为滨海地区的起步绿化区域提供淡水保障。附图说明图1是本专利技术浅层地下咸水原位淡化装置示意图；其中：1 太阳能电池板、2 蓄电池、3 温控开关(含显示器)、4 温度探测器、5 加热线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术是通过太阳能给原位淡化装置提供电能，原位淡化装置将滨海盐渍化地区浅层的地下咸水以低温(低于100℃)的方式进行慢蒸发，蒸发产生的水蒸气含盐量非常低，水蒸气向土壤上层运移并凝结成水珠，这样就可以将咸水转化为淡水，所产生的淡水在土壤中可以进一步为土壤表层所种植的植物利用，减少地面浇灌。本专利技术装置的太阳能电池板发电并储存于蓄电池中，蓄电池给低温蒸发装置供电。低温蒸发装置由加热线、温度探测器、温控开关组成。低温蒸发装置在预设温度下运行，运行过程中，加热线发热，周围土壤温度也随之升高，此时土壤中的地下咸水会受热蒸发，而蒸发产生的水蒸气会向土壤空隙中运移，并在向上运移的过程中凝结在上部温度较低的区域中，通过蒸发产生的水蒸气含盐量非常低，从而达到了淡化的目的。低温蒸发的温度可以通过加热线、温度探测器、温控开关三者的共同作用来进行调节，从而使得蒸发温度控制在预设温度。淡化产生的水可以被土壤表层种植的植物利用，从而减少地面浇水的水量，节约淡水资源。太阳能电池板1采用单晶硅太阳能电池板，额定电压为12V，额定功率为50W，工作温度范围为-40℃-+90℃，可以保证一年四季均可正常工作。蓄电池2的额定电压为12V，太阳能电池板1所产生的电能储存于蓄电池2中，蓄电池2为低温蒸发装置供电。加热线5埋设在盐渍化地区土壤含水层附近，该区域的浅层地下水埋深一般在1m左右。加热线5的埋设方式采取U型方式，根据本专利技术所采用的加热线情况，加热线5埋设间隔为15cm，所需加热线5长度由埋设区域大小决定。在每一个U型的拐角处加设固定元件，保证加热线5的位置固定。在加热线5中间区域埋设温度探测器4，温度探测器4距离加热线5垂向2cm，埋设完毕后，在上层根据地块需求填土至所需高度。将温控开关3连接蓄电池2，设定加热温度，在实际操作中可以将预设温度定为50℃，加热线5开始工作，温控开关3上的显示屏上可以实时读取温度探测器4温度；当温度探测器4所探测到的温度达到预设温度(50℃)时，温控开关3会自动断开，加热线5则停止工作，防止温度过高。在加热线5停止工作一段时间后，土壤由于热散失，温度会下降，当温度探测器4探测到的温度低于预设回落温度(此回落温度设定根据实际使用需要而确定)，温控开关3闭合，加热线5重新开始工作，温度探测器4继续实时监测加热线附近的土壤温度。在装置运行期间，将自动根据设定反复操作上述步骤，加热线5的温度则被控制在预设温度范围内，从而达到控制蒸发温度，进行原位淡化的目的。尽管上面结合附图对本专利技术进行了描述，但是本专利技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本专利技术的启示下，在不脱离本专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以做出很多形式，这些均属于本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，其特征在于，包括太阳能电池板、蓄电池和低温蒸发装置，所述太阳能电池板发电并储存于蓄电池中，蓄电池给低温蒸发装置供电，所述低温蒸发装置由加热线、温度探测器、温控开关组成，所述加热线埋设在土壤含水层附近，加热线中间区域埋设温度探测器，温控开关与蓄电池连接。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，其特征在于，包括太阳能电池板、蓄电池和低温蒸发装置，所述太阳能电池板发电并储存于蓄电池中，蓄电池给低温蒸发装置供电，所述低温蒸发装置由加热线、温度探测器、温控开关组成，所述加热线埋设在土壤含水层附近，加热线中间区域埋设温度探测器，温控开关与蓄电池连接。2.根据权利要求1所述太阳能浅层地下咸水原位淡化装置，其特征在于，所述加热线由碳纤维发热线制造而成，碳纤维材料外部依次覆盖有绝缘保护层、PVC保护套。3.根据权利要求1所述太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵林，陈艺中，李贶家，崔元彰，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12