一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种蝶式太阳能加湿‑除湿型盐水淡化装置。该装置从加湿‑除湿技术出发，旨在提供一种完全以太阳能为能源、无需运行成本的盐水淡化装置，它主要包括聚光器、集热器、除湿器、冷凝管及淡水箱。本装置通过聚光器、集热器将太阳光汇集转换为热能由集热器内原水吸收，原水加热后产生蒸气，经除湿器冷凝产生淡水，淡水经浮球阀汇集于淡水箱，未冷凝气体在风机作用下对集热器内原水曝气。该装置通过离心泵、除湿器、溢流管，使除湿器内冷却水得以循环，通过原水箱、淡水箱及溢流管，实现集热器自动进水。该装置结构简单易操作，适用于淡水资源匮乏、太阳能资源充足且盐水丰富的地区，以满足淡水供应需求，实现生态与自然能的协同发展。

A butterfly solar humidification-desiccant desalination device for brine

The utility model discloses a butterfly solar humidifying and dehumidifying brine desalination device. Starting from the technology of humidification and dehumidification, the device aims to provide a desalination device of brine, which uses solar energy as energy and does not need running cost. It mainly includes concentrator, collector, dehumidifier, condensation tube and freshwater tank. The device converts sunlight into heat energy absorbed by raw water in the collector through concentrator and collector, generates steam after raw water is heated, generates fresh water through dehumidifier condensation, fresh water is collected in fresh water tank through floating ball valve, and uncooled gas aerates raw water in the collector under the action of fan. By means of centrifugal pump, dehumidifier and overflow pipe, the cooling water in the dehumidifier can be circulated, and the collector can automatically feed water through raw water tank, fresh water tank and overflow pipe. The structure of the device is simple and easy to operate. It is suitable for areas where freshwater resources are scarce, solar energy resources are abundant and brine is abundant to meet the demand of freshwater supply and realize the coordinated development of ecology and natural energy.

【技术实现步骤摘要】
一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置
本技术涉及盐水淡化
和应用系统，特别是涉及一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，以太阳能为唯一的能源供给，广泛适用于淡水资源匮乏且含盐量高的苦咸水集中分布区，装置巧妙，结构简单，操作方便，成本低廉，淡水产出效率高。
技术介绍
在中国西北干旱和半干旱地区，淡水资源及其匮乏，尤其是偏远的农村，人畜饮水问题非常突出，水资源短缺和饮用水安全问题成为社会经济发展的最大制约因素，然而由于独特的地理自然条件及水文地质环境，西北干旱地区苦咸水及卤水广泛分布，这些苦咸水一般是由河流源头的地表淡水和盆地可利用的地下水转化而来，富含许多矿物元素，具有巨大的潜在利用价值，因此对于苦咸水的净化和处理以满足人畜饮用水需求对于资源保护和开发利用具有重要的现实意义。能源是人类社会生存和发展的必需品，是社会发展的基础保障，是推动现代工业发展的动力。世界经济的增长、社会的进步与能源密不可分。近些年来，人们对能源的需求不断增长，常规能源如煤炭和石油等由于其储量有限性和不可再生性已无法满足人类日益增长的需求，当今世界能源问题日益尖锐。太阳能是人类可以利用的丰富的清洁能源，是取之不尽、用之不竭的可再生能源。通过太阳能集热装置将接收的太阳光收集，将光能转化为热能，盐水吸收热能后产生水蒸气，水蒸气冷凝后便得到淡水，从而达到盐水淡化的目的。目前聚光太阳能系统主要有三种应用形式：槽式系统、塔式系统和碟式系统。槽式系统借助槽形抛物面反射镜聚焦太阳光，功率最大，多于商业用途。塔式系统规模较大，至今仍处于示范工程建设阶段。与前者相比，碟式系统规模较小，独立性强，使用灵活，可达到较高的光热转换效率。本技术综合前人研究成果，针对现有技术的不足，设计了一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，广泛适用于淡水资源匮乏且盐水集中分布的地区，以满足淡水供应需求，实现了水生态与自然能的协同发展。
技术实现思路
为了克服当前现有技术的不足，本技术提供了一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，该装置从太阳能蒸馏思路出发，将蝶式太阳能聚光技术和加湿-除湿技术有机结合，设计创新。本装置通过聚光器将太阳光反射并聚焦于集热器，集热器内的原水吸热后产生水蒸气，经除湿器后冷凝产生淡水，淡水经浮球阀后汇集于淡水箱，未冷凝气体在风机作用下对集热器内原水进行曝气。该装置通过离心泵、除湿器、进水管及溢流管，使除湿器内冷却水得以自动循环，通过原水箱与淡水箱及原水箱溢流管，实现对集热器的自动进水。该装置以太阳能为能源，结构简单易于操作，无需运行成本；主要适用于淡水资源匮乏、太阳能资源充足且盐水丰富的地区，以满足淡水供应需求，实现了水生态与自然能的协同发展。为实现上述目的，本技术提供的一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，其中包括集热器置于聚光器上方，通过湿空气管与冷凝管相连，冷凝淡水经由浮球阀进入淡水箱，未凝结气体在风机的作用下经干空气管返回集热器对原水进行曝气，曝气孔设置在曝气管背面两侧，倾斜45°对称均匀分布。离心泵通过进水管与原水箱相连，与除湿器溢流管共同作用，使除湿器内冷却水得以循环。原水箱溢流管与集热器连接，淡水箱收集淡水后，自动为集热器补给原水，保证集热器内水量恒定。为保证聚光效果，聚光器材料可为玻璃镜面、铝镜面、金属抛光镜面；同时集热器底部可选黑色吸光集热涂层处理，增加太阳光吸收率，保证集热效果。冷凝管和除湿器外壳材质可为铝、白铁、铜，外壳上安置同样材质的散热片、散热网，促进冷却水和水蒸气的热交换，有利于冷却水对外散热降温，提高产水效率。集热器除底部外，其余面做保温，保温材料可为陶瓷纤维、铝箔气泡隔热膜、气凝胶保温毯。集热器设有放空阀，方便试验后含盐量较高浓水的排放。为防止产生的冷凝淡水回流，加快淡水的汇集，单层冷凝管沿顺时针方向倾斜，双层冷凝管沿逆时针方向倾斜，角度可为3°、5°、7°。经由小型离心泵控制，原水箱内温度较低的原水持续输送至除湿器内，同时除湿器内温度较高的冷却水通过除湿器溢流管输送至原水箱，使除湿器内冷却水得以自动循环，提高冷凝效率。淡水收集箱在浮力作用下自由悬浮在原水箱内，长边两侧与原水箱间隙较小，短边两侧间隙较大，在保证盛水量的同时，防止淡水箱剧烈晃动。淡水箱出口为食品级软管。太阳能电池板为半环形，安置在聚光器下侧，在手动跟踪器调节下，增加太阳光的吸收率，为离心泵与风机提供电能。本技术系统所能达到的效果：1、本技术提供的一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置可以通过太阳能集热将原水转化为水蒸气，通过冷凝收集淡水，本装置结构简单，易于操纵，成本低廉，对环境适应性强，可解决包括我国西北干旱内陆盆地在内的大面积区域的淡水资源匮乏、卤水及苦咸水不可利用等问题。2、该装置淡水产出效率高，产量大，日产水量可达5.0L/m2左右。当装置采光面积为2.0～3.0m2时，产水量即可满足一个四口之家的淡水需求。3、该装置所产水质较好，所产淡水的TDS为16ppm左右，其阴阳离子含量完全符合并优于国家GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》。附图说明图1为蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置结构示意图图2为蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置淡水箱结构示意图图中标号说明如下：1聚光器，2手动跟踪器，3支杆，4集热器，5保温板，6湿空气管，7冷凝管，8除湿器，9浮球阀，10干空气管，11曝气孔，12淡水箱，13原水箱，14离心泵，15进水管，16除湿器溢流管，17原水箱溢流管，18水箱盖板，19放空阀，20支架，21风机，22淡水出口，23太阳能电池板具体实施方式结合附图对本技术的蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置结构加以说明。装置设置有手动跟踪器2，通过手动调节使聚光器1朝向太阳，聚光器将照射来的平行光反射后聚焦于集热器4上，将光能转化为热能后，热能由集热器内原水吸收，原水加热升温产生水蒸气，经由湿空气管6向上运动，进入除湿器8内的冷凝管7，在管外冷却水的作用下，水蒸气遇冷凝结为淡水，单层冷凝管沿顺时针方向倾斜，双层冷凝管沿逆时针方向倾斜，冷凝淡水在重力作用下沿冷凝管流出除湿器，经浮球阀9后汇集于淡水箱12；同时未凝结气体在风机21的作用下通过干空气管10返回集热器对原水进行曝气，加快水蒸气的产生，促进加湿除湿的循环进程。淡水收集箱在浮力作用下自由悬浮在原水箱13内，原水箱内液面与溢流孔相平，当淡水收集箱收集到淡水后，在平衡力的作用下，原水箱内液面升高，通过溢流管17溢出与收集到的淡水等量的原水并随之进入集热器，实现自动进水，保证集热器内原水水量一定。离心泵14将原水箱内原水吸入除湿器，除湿器溢流管16则将除湿器内温度较高的冷却水排出，促进除湿器内冷却水的循环，提高产水效率。半环形太阳能电池板23安装于聚光器下侧，并平行于聚光器圆面，保证电池板的太阳光照射量。风机与离心泵由太阳能电池板供能。集热器通过原水箱进水，打开原水箱盖板18，在原水箱内进水，水箱内液面超过溢流孔后，原水通过溢流便进入集热器，当集热器内水量达到规定量时，停止加水，盖好原水箱盖板。当装置运行结束后，打开淡水箱淡水出口22处开关，收集淡水；打开集热器放空阀19，放空盐水。该装置结构巧妙，成本低廉，易于操作，且淡水产率高，水质好。当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蝶式太阳能加湿‑除湿型盐水淡化装置，其特征在于，该装置包括：太阳能手动跟踪器(2)置于聚光器底部转轴处，使聚光器跟踪太阳；集热器(4)置于聚光器(1)焦点处，通过湿空气管(6)与除湿器(8)内冷凝管(7)相连，冷凝淡水经由浮球阀(9)进入淡水箱(12)，淡水箱在浮力作用下悬浮于原水箱内，其四周与原水箱存在间隙，原水箱溢流管(17)与集热器(4)内原水相通，淡水收集的同时进行原水自动补给；冷凝管内未凝结气体在风机(21)的作用下通过干空气管(10)返回集热器曝气，加快水蒸气的产生及循环；离心泵(14)所连进水管(15)与原水箱(13)相连，与除湿器溢流管(16)共同促进除湿器(8)内冷却水的循环，提高产水效率；太阳能电池板(23)置于聚光器外沿下方，为离心泵与风机供能。

【技术特征摘要】
1.一种蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，其特征在于，该装置包括：太阳能手动跟踪器(2)置于聚光器底部转轴处，使聚光器跟踪太阳；集热器(4)置于聚光器(1)焦点处，通过湿空气管(6)与除湿器(8)内冷凝管(7)相连，冷凝淡水经由浮球阀(9)进入淡水箱(12)，淡水箱在浮力作用下悬浮于原水箱内，其四周与原水箱存在间隙，原水箱溢流管(17)与集热器(4)内原水相通，淡水收集的同时进行原水自动补给；冷凝管内未凝结气体在风机(21)的作用下通过干空气管(10)返回集热器曝气，加快水蒸气的产生及循环；离心泵(14)所连进水管(15)与原水箱(13)相连，与除湿器溢流管(16)共同促进除湿器(8)内冷却水的循环，提高产水效率；太阳能电池板(23)置于聚光器外沿下方，为离心泵与风机供能。2.根据权利要求1所述的蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，其特征在于：所述装置保证聚光器聚光面积足够大，材料可为玻璃镜面、铝镜面、金属抛光镜面；同时集热器底部可选黑色吸光集热涂层，增加太阳光吸收率，保证能源供给和集热效果。3.根据权利要求1所述的蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，其特征在于：单层冷凝管沿顺时针方向倾斜，双层冷凝管沿逆时针方向倾斜，角度可为3°、5°、7°，防止冷凝淡水回流，加快淡水的汇集。4.根据权利要求1所述的蝶式太阳能加湿-除湿型盐水淡化装置，其特征在于：淡水收集箱在浮力作用下...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵頔，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：新型
国别省市：北京,11