一种循环喷淋换热系统的水位智控方法技术方案

本发明专利技术提供了一种循环喷淋换热系统的水位智控方法，包括罐体，循环喷淋泵、喷淋头以及循环管路设置在罐体内，喷淋头设置在蒸发器的上部；循环喷淋泵将海水泵入到喷淋头，然后在喷淋到蒸发器；罐体内设置水位检测装置，用于检测罐体内的水位高度，当水位低于一定数据时，则控制器控制循环喷淋泵停止工作，补水管阀门打开，进行补水；当水位达到一定高度时，则补水管阀门关闭，循环喷淋泵开始工作。本发明专利技术通过设置水位智控方法，能够实现智能控制海水的排水和进水，海水最大程度上转化为淡水，实现最大的利用效果。

An intelligent control method of water level in the circulation spray heat exchange system

【技术实现步骤摘要】
一种循环喷淋换热系统的水位智控方法本专利技术是申请日2018年10月29日、申请号2018112674588、专利技术名称“一种循环喷淋换热系统”的分案申请。
本专利技术涉及换热器和海水淡化领域，尤其涉及一种板式冷凝换热器及其海水淡化系统。
技术介绍
热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯(LosAlamos)国家实验室的乔治格罗佛(GeorgeGrover)专利技术的一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外，其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括太阳能、海水淡化领域，例如太阳能的利用等。中国海岛超过1万个，但大多数因匮乏淡水无法居住，有常住居民者不足500个，制约海岛开发、国防等功能。国家发改委、国家海洋局于2017年底联合印发的《海岛海水淡化工程实施方案》提出，到2020年，有效缓解海岛居民用水问题，改善人居环境，使海水淡化成为严重缺水海岛地区主要供水方式之一，基本满足海岛不断提升的生活、生产用水需求。针对上述问题，我们提出一种以相变强化传热机理为基础，应用环路热管技术、板式CPL毛细泵技术、新型散热片式扰流蒸发器以及一体化VC板翅片冷凝器实现低温低能耗运行的桌面级大小太阳能海水淡化系统，并创新性地采用文丘里管抽真空方式，简化设备的同时大幅降低能耗。系统采用风-光互补供能系统，适用于电力匮乏且淡水资源短缺的条件复杂地区。最后，上位机操作平台连接嵌入式芯片控制节点开关和采集装置节点传感器数据也显著降低了操作难度，实现无人值守，远程操控和设备的全自动化运行。针对上述问题，我们提出一种循环喷淋的换热系统。
技术实现思路
本专利技术提供了一种循环喷淋换热系统，能够利用未蒸发海水中所吸收的蒸发器热量，实现海水最大程度上转化为淡水，实现最大的利用效果。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种循环喷淋换热系统，包括罐体，循环喷淋泵、喷淋头以及循环管路设置在罐体内，喷淋头设置在蒸发器的上部；循环喷淋泵将海水泵入到喷淋头，然后在喷淋到蒸发器；工作时，首先由海水进出口的阀门控制进行罐内喷淋补水，当罐内的海水高度达到一定时，开启循环喷淋泵进行循环喷淋，当蒸发后的废盐水达到一定浓度时，循环喷淋泵停止工作，罐体下部的废水出口打开，浓盐水经由废水出口排出，待废弃浓盐水排尽后，废水出口处阀门关闭，再次进行补水和循环喷淋。作为优选，所述喷淋头是雾化喷头。作为优选，所述蒸发器包括进口集管、出口集管、进口换热管、出口换热管和板组，所述进口集管连接进口换热管，所述进口换热管连接对应的板组，所述板组是由两块板组合在一起形成的换热通道，所述板组连接出口换热管，出口换热管连接出口集箱，来自蒸发端的流体通过进口集管进入进口换热管，然后通过进口换热管进入板组，然后通过板组再进入出口换热管，然后通过出口集管排出。一种海水淡化系统，所述系统包括蒸发系统、冷凝系统和淡水收集系统，海水在蒸发系统进行蒸发产生蒸汽，然后蒸汽在冷凝系统进行冷凝变成淡水，然后淡水通过淡水收集系统进行收集，所述蒸发系统包括前面所述的循环喷淋换热系统。一种海水淡化系统，所述系统包括蒸发系统、冷凝系统和淡水收集系统，海水在蒸发系统进行蒸发产生蒸汽，然后蒸汽在冷凝系统进行冷凝变成淡水，然后淡水通过淡水收集系统进行收集，所述冷凝系统包括前面所述的换热装置。作为优选，所述海水淡化系统，所述系统包括蒸发系统、冷凝系统和淡水收集系统，海水在蒸发系统进行蒸发产生蒸汽，然后蒸汽在冷凝系统进行冷凝变成淡水，然后淡水通过淡水收集系统进行收集，所述蒸发系统包括太阳能集热器和环路热管，所述环路热管蒸发端吸收太阳能，然后在冷凝端与海水进行换热，使海水蒸发；所述淡水收集系统包括上接水盘和下接水盘，所述上接水盘位于冷凝器下部，位于下接水盘上部，上接水盘中间开孔，最外端的端部设置向上的竖直部，与竖直部相连的是水平部，以及沿着水平部向内部延伸的向上的倾斜部；所述水平部设置孔，以供淡水流入到下接水盘；所述下接水盘包括中部的孔部，所述孔部连接淡水收集箱；所述海水淡化系统还包括真空系统，所述冷凝器、上接水盘、下接水盘和环路热管的冷凝端设置在真空系统中。冷凝器、上接水盘、下接水盘和环路热管的冷凝端从上到下依次布置。作为优选，还包括海水循环喷淋系统，所述海水循环喷淋系统设置在真空系统中，所述海水循环喷淋系统包括循环喷淋泵、雾化喷淋头以及循环管路，雾化喷淋头设置在冷凝端的上部；循环喷淋泵将真空系统中的海水泵入到雾化喷淋头，然后在喷淋到冷凝端。作为优选，所述蒸发端是板式结构，所述太阳能集热器包括太阳能集热板，所述蒸发端的上表面贴在在太阳能集热板的下表面。作为优选，所述蒸发端是板式结构，所述蒸发端的上表面就是太阳能集热板。作为优选，还包括真空系统，所述真空系统包括真空罐，所述冷凝器、上接水盘和下接水盘、冷凝端设置在真空罐内。作为优选，罐体内设置海水浓度检测装置，用于检测海水的浓度，控制器根据检测的海水浓度自动控制排海水。与现有技术相比较，本专利技术具有如下的优点：1）本专利技术通过设置循环喷淋换热系统，能够利用未蒸发海水中所吸收的蒸发器热量，实现海水最大程度上转化为淡水，实现最大的利用效果。2）本专利技术通过设置新式的淡水收集系统，通过设置内外接水盘，外盘高度略高于内盘，可使淡水收集覆盖面积达到整个真空罐界面，同时内盘与外盘间空隙可起到引流的作用。通过上述结构，可以全面的实现淡水收集，进一步提高了海水淡水的能力和效果。3）本专利技术提供了一种新的板式冷凝换热器，冷凝装置自上到下由翅片、均温板、冷水通道、均温板、翅片五层组成，每层在冷凝过程中均发挥之前所述的各自作用，且层状设计方便加工；扰流板穿插在隔离横板之间，以此达到绕流的目的，实现通入扰流管路内部的冷海水与上、下VC板的充分接触，增大换热效率；对换热结构进行了数值模拟和实验研究，确定了最优的关系公式。4）将CPL技术与海水淡化相结合。根据相变换热原理，创新性地将在很小温差下可远距离传递很大的热量的CPL毛细泵与海水淡化设备相结合，并采用板式设计，使得传热效率较传统对流换热模式提高4倍左右，大幅提高传热效率。5）创新型结构的冷凝器与降膜蒸发器。冷凝器采用片式结构设计，结合均温板与翅片，VC腔内附着烧结网状结构，实现相变换热，使热量在平面内快速均匀扩散，并通过翅片结构大幅增加与水蒸汽接触面积，提高换热效率，较传统翅片结构增加约15%传热效率。此外，自设计新型散热片式扰流蒸发器，多片式结构并联排列，大幅增加了与雾化喷淋海水的接触面积，经实测增加了20%的传热效率。6）本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环喷淋换热系统的水位智控方法，包括罐体，循环喷淋泵、喷淋头以及循环管路设置在罐体内，喷淋头设置在蒸发器的上部；循环喷淋泵将海水泵入到喷淋头，然后在喷淋到蒸发器；罐体内设置水位检测装置，用于检测罐体内的水位高度，当水位低于一定数据时，则控制器控制循环喷淋泵停止工作，补水管阀门打开，进行补水；当水位达到一定高度时，则补水管阀门关闭，循环喷淋泵开始工作。/n

【技术特征摘要】
1.一种循环喷淋换热系统的水位智控方法，包括罐体，循环喷淋泵、喷淋头以及循环管路设置在罐体内，喷淋头设置在蒸发器的上部；循环喷淋泵将海水泵入到喷淋头，然后在喷淋到蒸发器；罐体内设置水位检测装置，用于检测罐体内的水位高度，当水位低于一定数据时，则控制器控制循环喷淋泵停止工作，补水管阀门打开，进行补水；当水位达到一定高度时，则补水管阀门关闭，循环喷淋泵开始工作。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当水位高度超过一定数据时，则循环喷淋泵停止工作，罐体下部的废水出口打开，海水经由废水出口排出；当水位达到一定高度时，则废水出口处阀门关闭，再次循环喷淋。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸发器包括进口集管、出口集管、进口换热管、出口换热...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春生，谷潇潇，毛泽田，赵熙，赵婉莹，周磊，卓超杰，李佳航，闫俊彦，王铁信，李耀华，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37