CN212559534U - 太阳能水喷射海水淡化*** - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能水喷射海水淡化***，涉及海水淡化领域，包括太阳能集热***、保温蓄水罐、淡水冷凝器、水喷射真空泵、淡水蓄水池、循环水泵以及太阳能光伏发电***，采用太阳能集热***和淡水冷凝器对保温蓄水罐内的海水进行加温产生蒸汽，通过水喷射真空泵抽出保温蓄水罐内的蒸汽经淡水冷凝器冷凝后的淡水流入淡水蓄水池，部分不凝蒸汽与喷射淡水混合冷凝后，经出口流入淡水蓄水池，在淡水蓄水池进行气液分离，淡水留在淡水池，气体排入大气，循环水泵分别给水喷真空泵提供压力水源和海水补充，太阳能光伏发电***给循环水泵提供电能，整个***无须外部供电，具有流程简单，易于建造，使用方便，环保又节能，海水淡化效率高的优点。

Description

太阳能水喷射海水淡化***
技术领域
本实用新型涉及海水淡化领域，尤其涉及一种太阳能水喷射海水淡化***。
背景技术
淡水是人类社会生存和发展依赖的基本物质之一，目前淡水资源越来越贫乏，分布显著不均匀，世界淡水资源短缺，成为人们越来越担心的问题，也影响了一些国家的经济发展。为了解决淡水资源的危机，人们向广阔的海洋出发，开辟新的更充足的水源，就是淡化海水。目前主流的淡化方法主要有反渗透法、离子交换法、蒸馏法、冷冻法、吸附法等，这些方法都需要大量燃料和电力消耗，具有设备复杂、能耗高等缺点。太阳能海水淡化作为一种新的海水淡化方法，是通过太阳能的光热作用使海水蒸发凝结得到淡水的，为了该方法更全面地利用太阳能资源，降低能源消耗，减少成本，且更有效地提高海水淡化效率，不断地在进行研究和完善。
实用新型内容
本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了一种太阳能水喷射海水淡化***。
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
太阳能水喷射海水淡化***的实施例中包括太阳能集热***(10)、保温蓄水罐(20)、淡水冷凝器(30)、水喷射真空泵(40)、淡水蓄水池(50)、淡水循环水泵(60)、海水循环水泵(70)和和太阳能光伏发电***(80)；
在本实用新型的实施例，太阳能集热***(10)为多个板式太阳能集热器(11)、热水汇集管和冷水汇集管组成；板式太阳能集热器(11)采用铝合金框架(111)，内部集热板芯(112)采用全紫铜或铜管铝翼复合的承压板芯，在板芯表面采取电镀黑铬或阳极氧化镀膜工艺，板式太阳能集热器(11)具有保温层(113)，保温材料采用硅酸铝保温板、岩棉板、聚氨酯整体发泡的任意一种，盖板(114) 采取钢化真空玻璃，在双层钢化真空玻璃中间夹有菲涅尔透镜。
在本实用新型的实施例，板式太阳能集热器(11)的集热板芯(112)上按排列组合设有集中聚热块，集中集聚热板的材料与集热板芯相同，其厚度要厚于板芯，并与板芯紧密结合。
板式太阳能集热器(11)的盖板(114)为中间夹有菲涅尔透镜的双层钢化真空玻璃，菲涅尔透镜的焦点对应在集中聚热块上，集中聚热块得到热量传递给集热板芯(112)，集热板芯(112)将热量传递到铜内的海水，热量不断对海水进行加温。
进一步地，多个板式太阳能集热器(11)的海水入口与冷水汇集管的支管连接，冷水汇集管的总管与保温蓄水罐(20)的冷水出口(23)相连；板式太阳能集热器(11)的出口与热水汇集管的支管连接，热水汇集管的总管与保温蓄水罐(20)的热水进口(21)相连。
进一步地，保温蓄水罐(20)为椭圆体金属结构的容器，容器外表面具有保温层，在保温蓄水罐(20)的上部设有热水进口(21)和蒸汽出口(22)，下部设有冷水出口(23)和排污口(24)，侧面设有水位指示器(25)，在保温蓄水罐(20) 内设有喷淋管和挡水器，热水进口管(21)与喷淋管相连，挡水器设置在保温蓄水罐(20)的蒸汽出口(22)处，防止海水流出。
进一步地，淡水冷凝器(30)为管式结构。
进一步地，水喷射真空泵(40)为多管组合式水喷射真空泵。
进一步地，太阳能光伏发电***(80)由多个太阳能光伏发电板(81)、蓄电池组(82)和太阳能发电控制逆变器(83)组成；多个排列组合的太阳能光伏发电板(81)由光伏专用电缆线接入太阳能发电控制逆变器(83)，太阳能发电控制逆变器(83)连接蓄电池组(82)，太阳能控制逆变器(83)控制蓄电池组(82)蓄电和供电，太阳能光伏发电***(80)为整个***提供电能。
本实用新型的有益效果在于：太阳能水喷射海水淡化***，由于采用了太阳能集热***，在太阳能集热***中设置集热板芯、集中聚热块、菲涅尔透镜等多层聚热单元，使得进入太阳能集热***的海水快速加温，加温后的海水上浮流进保温蓄水罐，相对较冷的海水从保温蓄水罐下部流出以补充太阳能集热***的海水，周而复始，保温蓄水罐内海水的温度不断升高并形成低温饱和蒸汽。利用淡水冷凝器和具有冷凝和抽吸双重作用的水喷射真空泵对低温饱和蒸汽进行冷凝；水喷射泵真空泵对保温蓄水罐进行抽吸，加快了低温蒸汽的流速，也降低了保温蓄水罐内的压力，由于压力的降低，保温蓄水罐内的海水蒸发温度也随之降低，从而增加海水的蒸发量；低温饱和蒸发通过淡水冷凝器有效利用相变能，对原料海水进行加温，低温饱和蒸汽在对原料海水进行加温的过程中，迅速冷凝成淡水，进而提高了海水的蒸发速度和蒸发量以及海水的淡化效率；整个***具有工艺流程新颖、结构建造简单，设备维护和运行费用低等优点。由于整个***全部利用太阳能，所有运行装置均不需外部能源，所以更节能。
附图说明
图1是本实用新型所述的太阳能水喷射海水淡化***总结构示意图；
图2是本实用新型所述的太阳能水喷射海水淡化***中的板式太阳能集热器示意图；
图3保温蓄水罐示意图；
图4淡水冷凝器示意图；
图5水喷射真空泵示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
如图1、图2、图3、图4、图5所示，太阳能水喷射海水淡化***，包括太阳能集热***10，保温蓄水罐20，淡水冷凝器30，水喷射真空泵40，淡水蓄水池50，淡水循环水泵60，海水循环水泵70，和太阳能光伏发电***80。
如图1和图2所示，太阳能集热***10由多个板式太阳能集热器11进行排列组合，以及热水汇集管，冷水汇集管而成，板式太阳能集热器11的海水入口与冷水汇集管的支管连接，冷水汇集管的总管与保温蓄水罐20的冷水出口23 相连；板式太阳能集热器11的出口与热水汇集管的支管连接，热水汇集管的总管与保温蓄水罐20的热水进口21相连。
如图1和图3所示，保温蓄水罐20的安装高度略高于板式太阳能集热器11，保温蓄水罐20的冷水出口23分别与冷水汇集管的总管和淡水冷凝器30的热海水出口32连接，保温蓄水罐20的热水进口21与热水汇集管的总管相连。
如图1和图4所示，淡水冷凝器30的冷海水入口31连接海水循环泵70，淡水冷凝器30的热海水出口32与冷水汇集管并连，淡水冷凝器30的蒸汽入口 33连接保温蓄水罐20的蒸汽出口22，淡水冷凝器30的蒸汽出口34连接水喷射真空泵40的蒸汽吸入口42，淡水冷凝器的淡水出口35连接淡水蓄水池50。
如图1、图4和图5所示，水喷射真空泵40的淡水喷射口41与淡水循环泵 60连接，水喷射真空泵的淡水出口43与淡水蓄水池50连接。
如图1所示，太阳能光伏发电***80由多个太阳能光伏发电板81、蓄电池组82和太阳能发电控制逆变器83组成，多个排列组合的太阳能光伏发电板81 安装在保温蓄水罐20的一边，由光伏专用电缆线接入太阳能发电控制逆变器83，太阳能发电控制逆变器83连接蓄电池组82，太阳能控制逆变器83控制蓄电池组82蓄电和供电，太阳能光伏发电***80为整个***提供电能。
海水循环泵70利用太阳能光伏发电***80提供的电能，将原料海水增压后经淡水冷凝器30输送到保温蓄水罐20，保温蓄水罐20的海水通过保温蓄水罐20冷水出口23和冷水汇集水管流入板式太阳能集热器11的集热板芯112中，集热板芯112吸收太阳能的热辐射和菲涅尔透镜聚光产生的热能，给海水加温，海水得到热量升温后的热海水因密度降低而上升，上升的热海水经热水汇集管、保温蓄水罐20的热水进口21返回保温蓄水罐20中，保温蓄水罐20中的海水经周而复始的循环加热，达到80～90℃的热水，并生产低温饱和蒸汽。
保温蓄水罐20的低温饱和蒸汽从保温蓄水罐20的蒸汽出口22进入淡水冷凝器30与原料海水进行热质交换，原料海水被低温饱和蒸汽加温，而低温饱和蒸汽被原料海水冷凝，被冷凝的淡水从淡水冷凝器的淡水出口35流入淡水蓄水池50中。
淡水循环水泵60利用太阳能光伏发电***80提供的电能，将淡水蓄水池 50中的淡水增加至0.2MPa后经管道输送到水喷射真空泵40的淡水喷射口41，通过喷嘴向吸入室高速喷出，将水的压力能变为动能，形成高速射流，保温蓄水罐20中的低温饱和蒸汽，经淡水冷凝器30冷凝后的不凝汽体从蒸汽吸入口 42吸入混合室，被高速射流强制携带与之混合，形成气液混合流，进入扩压器，从而使混合室压力降低，形成真空，在扩压器的扩张段内，混合射流的动能转变为压力能，速度降低压力升高，不凝汽体被压缩并冷凝后与淡水一起从水喷射真空泵的淡水出口43射出并返回淡水蓄水池50，在淡水蓄水池50中实现气水分离，不凝气体释放入大气，冷凝淡水留存在淡水蓄水池50中。
进一步，淡水循环水泵60具有抽吸真空的作用，将保温蓄水罐20的低温饱和蒸汽吸出，使保温蓄水罐20产生负压，由于保温蓄水罐20内压力的降低，海水的蒸汽温度也降低，因此加大了海水的蒸发量，提高了海水的淡水效率。
本实用新型的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本实用新型的技术方案做出的技术变形，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于，包括太阳能集热***(10)、保温蓄水罐(20)、淡水冷凝器(30)、水喷射真空泵(40)、淡水蓄水池(50)、淡水循环水泵(60)、海水循环水泵(70)和太阳能光伏发电***(80)；
太阳能集热***(10)下部进水口与冷水汇集管出口连接，冷水汇集管的进水口与保温蓄水罐(20)的冷水出口(23)连接，太阳能集热***(10)上部出水口与热水汇集管的进口连接，热水汇集管的出口与保温蓄水罐(20)的热水进口(21)连接；
淡水冷凝器(30)的蒸汽入口与保温蓄水罐的蒸汽出口(22)连接，淡水冷凝器的蒸汽出口(34)与水喷射真空泵(40)的蒸汽吸入口(42)连接，淡水冷凝器的淡水出口(35)延伸***淡水蓄水池(50)底部，淡水冷凝器(30)的冷海水入口(31)连接海水循环水泵(70)的出口，淡水冷凝器(30)的热海水出口(32)并入保温蓄水罐(20)的出口管上；
水喷射真空泵(40)的淡水喷射口(41)连接淡水循环水泵(60)的出水口，水喷射真空泵的淡水出口(43)延伸***淡水蓄水池(50)底部；
太阳能光伏发电***(80)为整个***提供电源。
2.根据权利要求1所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：太阳能集热***(10)为多个板式太阳能集热器(11)、热水汇集管和冷水汇集管组成，所述板式太阳能集热器(11)由铝合金框架(111)、集热板芯(112)、保温层(113)以及盖板(114)组成，集热板芯(112)采用全紫铜或铜管铝翼复合的承压板芯，在板芯表面采取电镀黑铬或阳极氧化镀膜工艺；
板式太阳能集热器(11)的海水入口与冷水汇集管的支管连接，冷水汇集管的总管与保温蓄水罐(20)的冷水出口(23)相连；板式太阳能集热器(11)的出口与热水汇集管的支管连接，热水汇集管的总管与保温蓄水罐(20)的热水进口(21)相连。
3.根据权利要求2所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：集热板芯(112)上按排列组合装有集中聚热块，集中聚热板的材料与集热板芯相同，其厚度要厚于板芯，并与板芯紧密结合。
4.根据权利要求2所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：盖板(114)为在中间夹有菲涅尔透镜的双层钢化真空玻璃，菲涅尔透镜的焦点对应在集中聚热块上。
5.根据权利要求1所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：所述保温蓄水罐(20)为椭圆体金属结构的容器，容器外表面具有保温层，所述保温层采用硅酸铝保温板、岩棉板、聚氨酯发泡任意一种，热水进口(21)和保温蓄水罐的蒸汽出口(22)设在所述保温蓄水罐(20)的上部，下部设有冷水出口(23)和排污口(24)，侧面设有水位指示器(25)，在保温蓄水罐(20)内设有喷淋管和挡水器，所述热水进口(21)与喷淋管相连，挡水器设置在保温蓄水罐的蒸汽出口(22)处。
6.根据权利要求1所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：所述淡水冷凝器(30)为管式结构，海水在管程，蒸汽在壳程。
7.根据权利要求1所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：所述水喷射真空泵(40)为多管组合式水喷射真空泵。
8.根据权利要求1所述的太阳能水喷射海水淡化***，其特征在于：所述太阳能光伏发电***(80)由多个太阳能光伏发电板(81)、蓄电池组(82)和太阳能发电控制逆变器(83)组成；多个排列组合的太阳能光伏发电板(81)由光伏专用电缆线接入太阳能发电控制逆变器(83)，太阳能发电控制逆变器(83)连接蓄电池组(82)，太阳能控制逆变器(83)控制蓄电池组(82)蓄电和供电。
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