CN213569604U - 一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置 - Google Patents
一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，降膜蒸馏器采用多个降膜蒸发竖板并列组合的方式，在每块竖板右侧顶部均设置有海水分配器，除最右侧第一块竖板外，其他竖板左侧底部均设置有淡化水收集槽。集热器由太阳能吸收板、反射器和双层玻璃盖板组成，反射器位于集热器底部，降膜蒸发器顶部和底部安装有隔热密封板，海水补水箱通过进水管与降膜蒸发器内的海水分配器相连，套管换热器通过浓盐水管和降膜蒸发器底部相连，海水进水管在套管换热器穿过。该装置充分回收了蒸汽凝结潜热，减少了太阳能集热部分的热能损失，充分利用了热浓盐水残余热能。
Description
技术领域
本实用新型涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置。
背景技术
降膜蒸发与降膜冷凝过程在传统海水淡化领域中具有大量应用，在降膜的过程中，液膜的展开面积相当大，且工质的热容量小，可以很快就达到与供热体相接近的温度。在太阳能海水淡化装置中常采用具有竖板或竖管式的降膜蒸发器，传统的竖板降膜蒸发凝结式海水淡化装置主要由太阳能集热器、竖板降膜蒸发器、冷凝器以及海水补水箱组成。降膜凝结式海水淡化装置中保存的海水量非常少，所以装置内的热容量较小，海水受热极快，有利于装置在较高温度下运行，且单位质量的海水展开表面积比盘式太阳能海水淡化设备的展开面积要大得多，所以产水效率较高。但是单级的降膜蒸发凝结太阳能海水淡化装置未能充分回收蒸汽的潜热，而且所排盐水的温度较高，热损失大；此装置中太阳能集热器常采用集热器与热储水箱相结合的方式，供给热水为蒸馏器提供热量，此种方式由于存在热储水箱这部分中间环节，所以存在一定的热损失。综上，传统的降膜凝结式太阳能海水淡化装置存在大量的能源浪费问题，为此我们需要找到一种方法对该类型海水淡化装置进行改良，充分回收蒸汽潜热，减少中间环节热能损失。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置。该装置降膜蒸馏器部分采用多个降膜蒸发竖板并列组合的方式，充分回收了蒸汽潜热。在集热器部分采用直接吸收太阳光的方式，进一步减少了太阳能集热部分的中间环节热能损失。在此装置中采用套管换热器使用热浓盐水为海水预热，充分回收了浓盐水残余热能。克服了现有技术中热能未充分利用的缺陷。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，包括集热器、降膜蒸发器和套管换热器，集热器位于降膜蒸发器左侧，集热器由吸收板、反射器和双层玻璃盖板组成，反射器位于集热器底部，其作用是反射部分光线到吸收板，吸收板和降膜蒸发器的第一竖板相贴合，太阳能吸收板吸收太阳热能后，直接将热能传递给蒸发室，双层玻璃盖板起到密封作用，防止集热器热能流失；降膜蒸发器内设置有五块竖板，为让海水能够均匀的分布在整块竖板上，在每块竖板右侧顶部均设置有海水分配器，除最右侧第一块竖板外，其他竖板左侧底部均设置有淡化水收集槽，降膜蒸发器顶部和底部安装有隔热密封板，起到防止级与级之间蒸汽串泄的作用；海水补水箱通过进水管与降膜蒸发器内的五个海水分配器相连；套管换热器通过浓盐水管和降膜蒸发器底部相连，海水进水管在套管换热器穿过，通过浓盐水对海水进行预热。
进一步的本实用新型的工作原理如下：部分太阳光透过双层玻璃盖板直接照射到太阳能吸收板上被吸收，还有一部分光能通过反射器反射到太阳能吸收板上，由于太阳能吸收板是和降膜蒸发器的第一竖板直接相连，在太阳吸收板的作用下第一竖板温度迅速上升，热量从集热器传递到降膜蒸发器；在海水输入泵的作用下，海水补水箱内的海水通过进水管补充到各级海水分配器，通过海水分配器，海水均匀的从各级竖板右侧缓缓流下；第一竖板(降膜蒸发器最左侧一块竖板)被集热器加热，使得一部分顺板右侧流下的海水蒸发，并在第二块竖板左表面凝结，同时这部分蒸汽释放出来的汽化潜热被金属板吸收后用来加热第二块竖板右侧流下的海水，使第二块竖板右侧流下的海水受热蒸发，第二块竖板所产生的蒸汽在第三块竖板左侧凝结，这一过程如此进行下去，直到最右面那块板为止；在各级竖板左侧冷凝得到的淡化水在重力作用下沿竖板流入各级海水收集器中，最后经淡水排除管在淡水出口处流出；在各级竖板右侧未被蒸发的海水在沿着竖板流到降膜蒸发器底部，在浓盐水泵的作用下，降膜蒸发器底部的浓盐水沿热浓盐水管流入套管换热器，利用热浓盐水与套管换热器内的进水管换热，对海水进行预热。
上述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，所述的太阳能吸收板采用瓦棱状表面，增大了采光面积，左侧表面涂有厚度约三十分之一微米的太阳能吸收涂料。
上述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，所述的竖板均由0.7mm厚的紫铜板折叠压制而成，使之具有强化传热传质的性能。
上述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，所述的海水分配器采用蜂窝状结构。
上述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，所述的套管换热器底部开设有浓盐水排水口。
该实用新型的有益效果是：该装置采用多个降膜蒸发竖板并列组合的方式，充分回收了蒸汽潜热，将太阳能吸收板直接与第一竖板贴合，进一步减少了太阳能集热部分的热损失，采用套管换热器充分利用排浓盐水中的热能对海水进行了预热，大大提高了能源利用率，提升了海水淡化效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置示意图附图标记说明：1.集热器，2.双层玻璃盖板,3.反射器，4.太阳能吸收板，5.第一海水分配器，6.第二海水分配器，7.第三海水分配器，8.第四海水分配器，9.第五海水分配器，10.第一竖板，11.第二竖板，12.第三竖板，13.第四竖板，14.第五竖板，15.第一收集槽，16.第二收集槽，17.第三收集槽，18.第四收集槽，19.海水进水管，20.海水输入泵，21.海水补水箱，22.套管换热器，23.浓盐水泵，24.浓盐水管，25.淡水出口，26.淡水排除口，27.隔热封闭板，28.浓盐水排水口，29.降膜蒸发器。
具体实施方式
一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置包括集热器1、降膜蒸发器29、套管换热器22，集热器1由反射器3、太阳能吸收板4、双层玻璃盖板2组成，太阳能吸收板4位于集热器1右侧，在表面涂有三十分之一微米的太阳能吸收涂料，为增加采光面积，太阳能吸收板4表面设计成瓦楞状，太阳光透过双层玻璃盖板2被太阳能吸收板4吸收，反射器3位于集热器1底部，反射部分太阳光到太阳能吸收板4，太阳能吸收板4与降膜蒸发器29内的第一竖板10直接贴合，在吸收太阳热能后直接将热能传递到降膜蒸发器29；降膜蒸发器29内设置有第一竖板10、第二竖板11、第三竖板12、第四竖板13以及第五竖板14，五个竖板采用同一间距组合成一组蒸发凝结竖板，第一海水分配器5、第二海水分配器6、第三海水分配器7、第四海水分配器8以及第五海水分配器9分别设置于第一竖板10、第二竖板11、第三竖板12、第四竖板13以及第五竖板14右侧顶部。此外，在第二竖板11、第三竖板12、第四竖板13以及第五竖板14左侧底部分别设置有第一淡水收集槽15、第二淡水收集槽16、第三淡水收集槽17以及第四淡水收集槽18。降膜蒸发器29顶部和底部安装有隔热密封板27，起到防止级与级之间蒸汽串泄的作用。海水补水箱21通过进水管19与降膜蒸发器29内的五个海水分配器相连，在海水输入泵20的作用下，海水补水箱21内的海水通过进水管19补充到各级海水分配器，通过海水分配器，海水均匀的从各级竖板右侧缓缓流下；第一竖板10被集热器1加热，使得一部分顺板右侧流下的海水蒸发，并在第二块竖板11左表面凝结，同时这部分蒸汽释放出来的汽化潜热被金属板吸收后用来加热第二块竖板11右侧流下的海水，使第二块竖板11右侧流下的海水受热蒸发，第二块竖板11所产生的蒸汽在第三块竖板12左侧凝结，这一过程如此进行下去，直到第五竖板14为止。在各级竖板左侧冷凝得到的淡化水在重力作用下沿竖板流入各级海水收集器中，最后经淡水排出管26在淡水出口25处流出；套管换热器22通过浓盐水管24和降膜蒸发器29底部相连，进水管19在套管换热器22穿过。在浓盐水泵23的作用下，降膜蒸发器29底部的热浓盐水沿浓盐水管24流入套管换热器22，利用热浓盐水对进水管19内的海水进行预热。
应当理解的是，本实用新型还可有其他多种制作方式，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出相应的改变和变形。以上所述仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利保护范围内。
Claims (6)
1.一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，包括集热器（1）、海水补水箱（21）、降膜蒸发器（29），其特征在于：集热器（1）位于降膜蒸发器（29）左侧，集热器（1）由太阳能吸收板（4）、反射器（3）和双层玻璃盖板（2）组成，反射器（3）位于集热器（1）底部，太阳能吸收板（4）和降膜蒸发器（29）内的第一竖板（10）相连接，降膜蒸发器（29）内设置有第一竖板（10）、第二竖板（11）、第三竖板（12）、第四竖板（13）以及第五竖板（14），五个竖板采用同一间距组合成一组蒸发凝结竖板，第一海水分配器（5）、第二海水分配器（6）、第三海水分配器(7)、第四海水分配器(8)以及第五海水分配器(9)分别设置于第一竖板(10)、第二竖板(11)、第三竖板(12)、第四竖板(13)以及第五竖板(14)右侧顶部,在第二竖板(11)、第三竖板(12)、第四竖板(13)以及第五竖板(14)左侧底部分别设置有第一淡水收集槽(15)、第二淡水收集槽(16)、第三淡水收集槽(17)以及第四淡水收集槽(18)，各级淡水收集槽和淡水排出管（26）连接，海水补水箱(21)通过进水管(19)与降膜蒸发器(29)内的五个海水分配器相连，套管换热器（22）通过浓盐水管（24）和降膜蒸发器（29）底部相连，进水管（19）在套管换热器（22）中穿过。
2.根据权利要求1所述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述降膜蒸发器（29）顶部和底部安装有隔热密封板（27）。
3.根据权利要求1所述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能吸收板（4）采用瓦棱状表面，并在表面涂有厚度约三十分之一微米的太阳能吸收涂料。
4.根据权利要求1所述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述第一竖板(10)、第二竖板(11)、第三竖板(12)、第四竖板(13)以及第五竖板(14)均由0.7mm厚的紫铜板折叠压制而成。
5.根据权利要求1所述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述第一海水分配器（5）、第二海水分配器（6）、第三海水分配器(7)、第四海水分配器(8)以及第五海水分配器(9)均采用蜂窝状结构。
6.根据权利要求1所述的一种聚光型多级降膜蒸发凝结式太阳能海水淡化装置，其特征在于，所述套管换热器（22）底部开设有浓盐水排水口（28）。
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