CN110526317A - 一种太阳能海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能海水淡化装置，包括导热油罐、太阳真空集热管、海水蒸发装置和储热装置，所述导热油罐上安装有导热油循环管路，所述导热油循环管路依次穿过所述太阳真空集热管、所述海水蒸发装置和所述储热装置后回流至所述导热油罐，所述海水蒸发装置内装有海水，所述海水蒸发装置的上方安装有玻璃盖板，所述海水蒸发装置的上方侧壁上安装有抽风机，所述抽风机的输出端安装有蒸汽换热管，所述蒸汽换热管穿过所述储热装置后与蒸馏水储存罐连接，所述储热装置内设置有热相变材料；所述储热装置和所述海水蒸发装置之间设置有热管。本发明能够解决目前太阳能海水淡化装置能源利用率偏低，夜间难以工作的问题。

Description

一种太阳能海水淡化装置
技术领域
本发明涉及太阳能利用和海水淡化领域，是一种太阳能海水淡化***与装置，尤其是利用相变储能材料储能在夜间也能工作的海水蒸发***。
背景技术
淡水供应不足是我国面临的一个严峻问题，为了增大淡水的供应，除了采用常规的措施，比如就近引水或跨流域引水之外，一条有利的途径就是就近进行海水或苦咸水的淡化，特别是对于那些用水量分散而且偏远的地区更适宜用此方法。对海水或苦咸水进行淡化的方法很多，但常规的方法，如蒸馏法、离子交换法、渗析法、反渗透膜法以及冷冻法等，都要消耗大量的燃料或电力。
太阳能海水淡化技术因其结构简单，低能耗，运行安全稳定可靠，其运行原理是利用太阳能产生热能驱动海水发生相变过程，即产生蒸发与冷凝。但是，受到地理、季节、昼夜及天气变化等因素的制约，太阳能具有间断性和不稳定性等特点。为了保证不间断供热工作，需要采用储能装置。
发明内容
为了解决太阳能海水淡化装置的海水淡化效率和夜间不能工作的技术难题，本发明提供一种太阳能海水淡化装置。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种太阳能海水淡化装置，包括导热油罐、太阳真空集热管、海水蒸发装置和储热装置 ，所述导热油罐上安装有导热油循环管路，所述导热油循环管路依次穿过所述太阳真空集热管、所述海水蒸发装置和所述储热装置后回流至所述导热油罐，所述海水蒸发装置内装有海水，所述海水蒸发装置的上方安装有玻璃盖板，所述海水蒸发装置的上方侧壁上安装有抽风机，所述抽风机的输出端安装有蒸汽换热管，所述蒸汽换热管穿过所述储热装置后与蒸馏水储存罐连接，所述储热装置内设置有热相变材料；所述储热装置和所述海水蒸发装置之间设置有热管。
上述方案中，所述导热油循环管路在所述海水蒸发装置和所述储热装置内的部分为蛇形排布，所述蒸汽换热管在所述储热装置内的部分为蛇形排布。
上述方案中，所述海水蒸发装置上安装有海水储存罐和浓海水收集罐。
上述方案中，所述太阳能真空集热管的外管为玻璃管，内管为金属管，内管外壁涂有选择性吸收涂层
上述方案中，所述储热装置内设置的热相变材料包括工业石蜡和泡沫铜，所述工业石蜡均匀的填充于所述泡沫铜中。
上述方案中，所述储热装置的外侧包覆有保温材料。
本发明的有益效果是：1.太阳能与海水淡化技术相结合，有效提高海水淡化技术的淡水日产量和太阳能利用效率；2.储热技术与太阳能海水淡化技术相结合，不仅可以提高太阳能利用效率，同时储热技术实现了太阳能海水淡化在夜间不间断工作的目标；3.工业石蜡填充于泡沫铜结构，由于泡沫铜的存在，冷却后的石蜡形状基本保持恒定，避免相变材料发生较大形变，在保证原有相变材料性能的同时提高其导热性能，实现优势互补，使储热过程更迅速和便捷。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
图2为导热油循环管路和蒸汽换热管的蛇形排布示意图。
图中：1.太阳真空集热管；3.海水蒸发装置；4.玻璃盖板；5.抽风机；6.海水储存罐；7.热管；8.储热装置；9.蒸汽换热管；11.蒸馏水储存罐；12.浓海水收集罐；13.导热油罐；14.导热油循环管路。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行更详细的说明。
如图1所示，本实施例提供的一种太阳能海水淡化装置，包括导热油罐13、太阳真空集热管1、海水蒸发装置3和储热装置8 ，所述太阳能真空集热管1的外管为玻璃管，内管为金属管，内管外壁涂有选择性吸收涂层，如图2所示，所述导热油循环管路14在所述海水蒸发装置3和所述储热装置8内的部分为蛇形排布，所述蒸汽换热管9在所述储热装置8内的部分为蛇形排布。所述导热油罐13上安装有导热油循环管路14，所述导热油循环管路14依次穿过所述太阳真空集热管1、所述海水蒸发装置3和所述储热装置8后回流至所述导热油罐13，所述海水蒸发装置3内装有海水，所述海水蒸发装置3的上方安装有玻璃盖板4，所述海水蒸发装置3上安装有海水储存罐6和浓海水收集罐12。所述海水蒸发装置3的上方侧壁上安装有抽风机5，所述抽风机5的输出端安装有蒸汽换热管9，所述蒸汽换热管9穿过所述储热装置8后与蒸馏水储存罐11连接，所述储热装置8内设置有热相变材料；所述储热装置8内设置的热相变材料包括工业石蜡和泡沫铜，所述工业石蜡均匀的填充于所述泡沫铜中。所述储热装置8的外侧包覆有保温材料。所述储热装置8和所述海水蒸发装置3之间设置有热管7。
本实施例提供的太阳能海水淡化装置，利用高倍聚光装置太阳能集热***利用太阳能真空集热管1对导热油循环管路14内的导热油进行加热，然后加热的导热油将热量传给到海水蒸发装置内海水中，此外太阳能透过玻璃盖板4对海水蒸发装置3内的海水直接加热，经过两次加热后的海水蒸发产生蒸汽。蒸汽被海水蒸发***中的抽风机5抽出并通过蒸汽换热管9输送至储热装置8内，蒸汽与储热装置8内的相变材料因温差作用而产生热量传递实现储热的目标，且蒸汽冷凝变为液态收集至蒸馏水储存箱11内。同时，被太阳能加热后的导热油经海水冷却后，还存在一定余热，此时将导热油继续通过储热装置8内，将其余热储存于相变材料中，提高太阳能的利用效率。
夜间缺乏日照，储热装置8内相变材料由于日间储存的能量，其整体温度要高于海水蒸发***内海水温度。热量通过热管7的热传递至海水蒸发装置3内的海水，海水吸热继续发生蒸发作用，产生淡水。夜间工作时需在海水蒸发装置3和储热装置8周围布置保温材料，减少与外部环境换热产生的热损失。海水蒸发装置3底部有浓海水导流管，剩下的浓海水被浓海水收集罐12收集。

Claims (6)

1.一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，包括导热油罐(13)、太阳真空集热管(1)、海水蒸发装置(3)和储热装置(8) ，所述导热油罐(13)上安装有导热油循环管路(14)，所述导热油循环管路(14)依次穿过所述太阳真空集热管(1)、所述海水蒸发装置(3)和所述储热装置(8)后回流至所述导热油罐(13)，所述海水蒸发装置(3)内装有海水，所述海水蒸发装置(3)的上方安装有玻璃盖板(4)，所述海水蒸发装置(3)的上方侧壁上安装有抽风机(5)，所述抽风机(5)的输出端安装有蒸汽换热管(9)，所述蒸汽换热管(9)穿过所述储热装置(8)后与蒸馏水储存罐(11)连接，所述储热装置(8)内设置有热相变材料；所述储热装置(8)和所述海水蒸发装置(3)之间设置有热管(7)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述导热油循环管路(14)在所述海水蒸发装置(3)和所述储热装置(8)内的部分为蛇形排布，所述蒸汽换热管(9)在所述储热装置(8)内的部分为蛇形排布。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述海水蒸发装置(3)上安装有海水储存罐(6)和浓海水收集罐(12)。
4.根据权利要求1或2所述的一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能真空集热管(1)的外管为玻璃管，内管为金属管，内管外壁涂有选择性吸收涂层。
5.根据权利要求1或2所述的一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述储热装置(8)内设置的热相变材料包括工业石蜡和泡沫铜，所述工业石蜡均匀的填充于所述泡沫铜中。
6.根据权利要求1或2所述的一种太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述储热装置(8)的外侧包覆有保温材料。
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