一种新型高效太阳能海水淡化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种新型高效太阳能海水淡化装置，包括蒸发箱、带矩形肋片的导热铜管、喷头、液位控制阀、锥形分布器、冷凝箱、带纵向肋片的冷凝铜管、气体通道、淡水箱、淡水出水管道、布液器、常温海水箱、气泵、槽式太阳能集热器和太阳能集电系统；所述布液器安装于冷凝箱上方；所述蒸发箱安装于冷凝箱底部；所述带纵向肋片的冷凝铜管竖直固定于冷凝箱中，并延伸到蒸发箱内，且所述带纵向肋片的冷凝铜管与布液器连接。本发明专利技术采用太阳能供热和供电，利用空气增湿去湿的原理制备淡水，装置结构紧凑，能量利用率高，能快速高效利用海水获取淡水，对解决海岛等淡水资源匮乏地区的淡水生产具有重要意义。

A new type of high efficiency solar seawater desalination device

The present invention discloses a new solar seawater desalination device comprises an evaporation tank, with a rectangular fin heat pipe, nozzle, liquid level control valve, conical distributor, condensate tank, with longitudinal ribs, the condensation copper pipe gas channel, fresh water tank, water outlet pipe, liquid distributor, room temperature water tank, pump groove type solar collector and solar power system installed in the condensate tank; the upper part of the liquid distributor; the evaporation box is installed at the bottom of the condensate tank; with vertical condensation copper pipe longitudinal ribs fixed in the condensate tank, and extends to the evaporation tank and connected with longitudinal ribs the condensation tube and liquid distributor. The invention adopts the solar heating and power supply, humidification principle is prepared to use fresh water wet air, has the advantages of compact structure, high energy utilization rate, fast and efficient use of water to get fresh water, is of great significance to solve the shortage of fresh water resources island and other areas of freshwater production.

【技术实现步骤摘要】
一种新型高效太阳能海水淡化装置
本专利技术涉及海水淡化领域，具体涉及到一种新型高效太阳能海水淡化装置。
技术介绍
随着淡水资源的短缺，海水淡化技术日益受到各个国家的重视，目前许多国家已经将海水淡化作为解决淡水资源短缺问题的关键技术。海水淡化就是将海水中的盐分和水分分离的过程,最终得到淡水和浓缩盐水,主要的传统海水淡化方法有蒸馏法、反渗透法、电渗析法、冷冻法、水合物法和溶剂萃取法等。其中反渗透法利用半透膜中分子晶格空隙对水及盐类溶解度的差异而将其分离；蒸馏法是利用海水中各组分的沸点不同从而实现水与盐组分的分离。目前蒸馏法已经实现工业化生产，但是传统的蒸馏法耗能高，经济效益低且存在海水淡化装置结构复杂，操作运行困难，换热效率低等问题。本专利技术是以太阳能为能量，利用对空气进行增湿去湿原理进行海水淡化的一种装置。其基本思想为热海水经过喷头的作用在矩形肋片和导热铜管上形成液膜,来自太阳能集热器的导热油将热量传递给海水促进海水蒸发，气体上升的过程中吸收带走海水的热量和蒸发出的水蒸气，此为增湿过程；水蒸气在冷凝铜管上的纵向肋片冷凝得到淡水，同时将热量传递给管内较低温海水，即为除湿过程。增湿除湿海水淡化方法是目前研究的热点,具有规模灵活、设备投资和操作成本适中、可利用低位热能、技术水平要求低、装置利于小型化等优点，该技术被认为是太阳能海水淡化中最具前景的方法。而在工业中，增湿除湿海水淡化装置的研究相对较少；因此，研制新型高效的增湿除湿太阳能海水淡化装置意义非凡。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为了克服上述
技术介绍
的不足和缺点，提出一种新型高效太阳能海水淡化装置。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种新型高效太阳能海水淡化装置，包括蒸发箱、带矩形肋片的导热铜管、喷头、液位控制阀、锥形分布器、冷凝箱、带纵向肋片的冷凝铜管、气体通道、淡水箱、淡水出水管道、布液器、常温海水箱、气泵、槽式太阳能集热器和太阳能集电系统；所述布液器安装于冷凝箱上方；所述蒸发箱安装于冷凝箱底部；所述带纵向肋片的冷凝铜管竖直固定于冷凝箱中，并延伸到蒸发箱内，且所述带纵向肋片的冷凝铜管与布液器连接；所述喷头安装于冷凝铜管底部，且所述喷头位于蒸发箱内；所述气体通道安装于冷凝箱底部；所述带矩形肋片的导热铜管水平固定于蒸发箱内；所述蒸发箱底部为带有筛板的锥形分布器；所述锥形分布器的底部设置有浓海水出口，所述浓海水出口管道上方设置有液位控制阀；所述淡水箱通过淡水出水管道连接到冷凝箱底部；所述气泵通过管道连接冷凝箱出气口和锥形分布器进气口；所述常温海水箱安装于布液器上方，且通过导管与布液器连接；所述槽式太阳能集热器通过管道与带矩形肋片的导热铜管连接；所述太阳能集电系统通过导线与液位控制阀、气泵连接。进一步地，所述蒸发箱呈长方体结构；所述带矩形肋片的导热铜管为6至9根；所述喷头在蒸发箱内顶部与从冷凝箱内延伸下来的冷凝铜管连接；所述锥形分布器带有筛板，用于气体分布以及气液对流，气体进气口位于锥形分布器中部；所述液位控制阀采用浮球液位开关和小型继电器组合的方式对锥形分布器底部积聚的浓海水进行排放。进一步地，所述喷头为立方体多孔结构或者球状多孔结构，用于海水的喷淋。进一步地，所述冷凝箱呈长方体，长度和宽度与蒸发箱相同；冷凝箱内均匀固定9至16根带纵向肋片的冷凝铜管，冷凝箱底部均匀布有9至16个圆孔让冷凝铜管底部穿过进入到蒸发箱；冷凝箱顶部上也均匀布有9至16个圆孔，9至16根带纵向肋片的冷凝铜管上部穿过冷凝箱顶部的9至16个圆孔，连接到冷凝箱上方的布液器；冷凝箱底部另均匀布有9至16个小圆孔，每个小圆孔上焊接安装有气体通道，各个气体通道通过三根细支柱连接有锥形盖并使气体通道和锥形盖之间留有一定空间让上升蒸汽通过；冷凝箱下部设有淡水出口，上部设有气体出口。进一步地，所述布液器安装于冷凝箱上方，为空心扁平长方体结构，底部均匀开有9至16个圆孔用以连接冷凝铜管上部，顶部设有常温海水入水口，通过管道连接到常温海水箱，管道上设有流量控制阀，用于控制布液器进水速率。进一步地，所述槽式太阳能集热器通过管道与蒸发箱内带矩形肋片的导热铜管连接，经槽式太阳能集热器加热的导热油通过耐热泵通入带矩形肋片的导热铜管中，释放热量后回到集热器进行储热，如此循环往复。进一步地，所述淡水箱通过带阀门的淡水出水管道与冷凝箱的淡水出口连接；淡水出水管道中设置有两块挡板，用于对蒸汽形成液封。进一步地，所述气泵为小功率气泵，有2至4组，对应地，冷凝箱上部的气体出口和锥形分布器中部的进气口均设有2至4个，气泵通过管道将冷凝箱内上部气体抽出，并鼓入锥形分布器，冷凝箱顶部形成的负压环境促进了装置内气体自锥形分布器向上流动并与海水进行换热换质，形成气体循环。进一步地，所述太阳能集电系统包括太阳能光伏板、控制器、逆变器和蓄电池，所述太阳能光伏板是利用太阳能电池的光生伏打效应，将太阳辐射能转化为电能，通过其他部件给液位控制阀、小功率气泵进行供电。太阳能光伏板接在控制器的输入端，蓄电池接在控制器的蓄电池接口上，逆变器接在控制器的输出端；所述逆变器与液位控制阀、气泵连接。进一步地，所述蒸发箱和喷头采用防腐蚀性强的PVC材料制成，蒸发箱和冷凝箱外部设有聚苯乙烯材料制成的保温隔热层；所述带纵向肋片的冷凝铜管内壁及肋片表面、带矩形肋片的导热铜管外壁及肋片表面设有防腐阻垢涂层；箱体与管道所有连接部分均设有防水固定圈。本专利技术相对现有技术，具有以下优点及效果：1、本专利技术的蒸发箱中采用立方形喷头从四面均匀喷洒海水至多个矩形肋片的两侧上形成液膜，增大了传热面积，提高了蒸发效率。2、本专利技术采用筛板，热的浓海水通过筛板流入下方的锥形分布器，同时气泵产生的气体通过筛板后能均匀地上升，更充分地吸收筛板上的浓海水、各个矩形肋片上海水的热量和蒸发出的水蒸气，提高了能量利用率。3、本专利技术蒸发箱下部锥形分布器出水口采用液位控制阀，海水到达一定深度后，液位控制阀打开阀门，海水从出水口流出。液位控制阀使得出水口处的海水起到液封作用，防止气泵产生的气体从出水口流出。4、本专利技术的冷凝箱底部采用锥形盖、气体通道相连接的结构，气体通道和锥形盖之间留有一定空间以利于热蒸汽向上进入冷凝箱，锥形盖起导流的作用，使冷凝水滴下后沿着锥形盖流到冷凝箱底部而不会通过气体通道流回蒸发箱，从而使空气流和冷凝水的流动互不干扰从而提高装置淡水回收率。5、本专利技术采用有纵向肋片的冷凝铜管，纵向肋片增大换热面积以强化换热，提高了冷凝效率。冷凝铜管中的常温海水作为冷凝箱的冷却源的同时被热蒸汽冷凝放出的热量预热，提高了能量利用率。预热后的海水通过喷头进入蒸发箱后，常温海水箱中的海水继续注入冷凝铜管，保证了冷却时冷源温度足够低，能持续起到冷却水蒸气的作用。6、本专利技术采用导热油传热，具有加热均匀，调温控制准确，传热效果好，节能，避免海水对集热器的腐蚀。附图说明图1为新型高效太阳能海水淡化装置整体结构示意图；图2为新型高效太阳能海水淡化装置冷凝箱横向剖面图；图3为新型高效太阳能海水淡化装置蒸发箱内部结构示意图；图4为新型高效太阳能海水淡化装置淡水出水管道示意图；图5为新型高效太阳能海水淡化装置锥形盖与气体通道连接后的示意图；图6为新型高效太阳能海水淡化装置喷头示意图。图中各个部件如下：蒸发箱1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括蒸发箱（1）、带矩形肋片的导热铜管（102）、喷头（103）、液位控制阀（104）、锥形分布器（105）、冷凝箱（2）、带纵向肋片的冷凝铜管（201）、气体通道（203）、淡水箱（4）、淡水出水管道（401）、布液器（3）、常温海水箱（5）、气泵（6）、槽式太阳能集热器（7）和太阳能集电系统（8）；所述布液器（3）安装于冷凝箱（2）上方；所述蒸发箱（1）安装于冷凝箱（2）底部；所述带纵向肋片的冷凝铜管（201）竖直固定于冷凝箱（2）中，并延伸到蒸发箱（1）内，且所述带纵向肋片的冷凝铜管（201）与布液器（3）连接；所述喷头（103）安装于冷凝铜管（201）底部，且所述喷头（103）位于蒸发箱（1）内；所述气体通道（203）安装于冷凝箱（2）底部；所述带矩形肋片的导热铜管(102)水平固定于蒸发箱（1）内；所述蒸发箱（1）底部为带有筛板（101）的锥形分布器（105）；所述锥形分布器（105）的底部设置有浓海水出口，所述浓海水出口管道上方设置有液位控制阀（104）；所述淡水箱（4）通过淡水出水管道（401）连接到冷凝箱（2）底部；所述气泵（6）通过管道连接冷凝箱（2）出气口和锥形分布器（105）进气口；所述常温海水箱（5）安装于布液器（3）上方，且通过导管与布液器（3）连接；所述槽式太阳能集热器（7）通过管道与带矩形肋片的导热铜管（102）连接；所述太阳能集电系统（8）通过导线与液位控制阀（104）、气泵（6）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种新型高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括蒸发箱（1）、带矩形肋片的导热铜管（102）、喷头（103）、液位控制阀（104）、锥形分布器（105）、冷凝箱（2）、带纵向肋片的冷凝铜管（201）、气体通道（203）、淡水箱（4）、淡水出水管道（401）、布液器（3）、常温海水箱（5）、气泵（6）、槽式太阳能集热器（7）和太阳能集电系统（8）；所述布液器（3）安装于冷凝箱（2）上方；所述蒸发箱（1）安装于冷凝箱（2）底部；所述带纵向肋片的冷凝铜管（201）竖直固定于冷凝箱（2）中，并延伸到蒸发箱（1）内，且所述带纵向肋片的冷凝铜管（201）与布液器（3）连接；所述喷头（103）安装于冷凝铜管（201）底部，且所述喷头（103）位于蒸发箱（1）内；所述气体通道（203）安装于冷凝箱（2）底部；所述带矩形肋片的导热铜管(102)水平固定于蒸发箱（1）内；所述蒸发箱（1）底部为带有筛板（101）的锥形分布器（105）；所述锥形分布器（105）的底部设置有浓海水出口，所述浓海水出口管道上方设置有液位控制阀（104）；所述淡水箱（4）通过淡水出水管道（401）连接到冷凝箱（2）底部；所述气泵（6）通过管道连接冷凝箱（2）出气口和锥形分布器（105）进气口；所述常温海水箱（5）安装于布液器（3）上方，且通过导管与布液器（3）连接；所述槽式太阳能集热器（7）通过管道与带矩形肋片的导热铜管（102）连接；所述太阳能集电系统（8）通过导线与液位控制阀（104）、气泵（6）连接。2.根据权利要求书1所述的新型高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述蒸发箱（1）呈长方体结构；所述带矩形肋片的导热铜管(102)为6至9根；所述喷头（103）在蒸发箱（1）内顶部与从冷凝箱（2）内延伸下来的冷凝铜管（201）连接；所述锥形分布器（105）带有筛板（101），用于气体分布以及气液对流，气体进气口位于锥形分布器（105）中部；所述液位控制阀（104）采用浮球液位开关和小型继电器组合的方式对锥形分布器（105）底部积聚的浓海水进行排放。3.根据权利要求书2所述的新型高效太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述喷头（103）为立方体多孔结构或者球状多孔结构。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：方利国，陈颖娴，张龙海，罗明昀，邓素芸，李祎，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44