專利名稱：太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是一種太陽能技術領域的裝置，尤其涉及的是一種太陽能壓氣蒸餾
海水淡化裝置。
背景技術：
面對日益嚴重的世界性缺水問題，開發(fā)海水淡化技術，借助海洋解決水資源緊缺 已成為沿海地區(qū)的一種選擇。對海水或苦咸水進行淡化的方法很多，但常規(guī)的方法，如蒸餾 法、反滲透法和離子交換法等都需要消耗大量的能源。隨著海水淡化裝機容量迅速擴大，將 會帶來一系列的環(huán)境問題。僅以能源消耗為例，目前全球約日產(chǎn)3500萬立方米淡化水，每 年消耗原油3億噸左右。國際石油價格不斷上漲，環(huán)境問題關注日益加強，成為海水淡化進 一步發(fā)展的障礙。因此尋求新能源進行海水淡化將成為各國的必然選擇，太陽能以其獨特 的優(yōu)點成為人們的優(yōu)先選擇。 經(jīng)對現(xiàn)有技術的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)?00910016942. 8，該技術公開了 一種太陽能海水淡化裝置，包括帶有冷熱水箱的真空管式太陽能集熱器、組合式蒸發(fā)冷凝 器、海水蒸發(fā)器、水蒸汽冷凝器、渦旋式真空泵、熱泵循環(huán)系統(tǒng)、淡水罐、濃鹽水罐、篩板和減 壓閥，雖然回收了冷凝熱，但是增加了熱泵部分，導致能耗增加，且裝置變得更加復雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝 置，利用太陽能和低壓壓氣蒸餾法對海水淡化進行淡化處理，簡化了機構，省去了熱泵循環(huán) 系統(tǒng)，更加高效的利用太陽能。
本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)本發(fā)明包括太陽能集熱器、第一循環(huán)泵、換熱 器、蒸發(fā)冷凝器、風機和真空泵機構，其中太陽能集熱器和第一循環(huán)泵相連，換熱器分別與 太陽能集熱器和蒸發(fā)冷凝器相連，蒸發(fā)冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發(fā)冷凝器相連。
所述的蒸發(fā)冷凝器包括蒸發(fā)腔和冷凝腔，其中冷凝腔嵌入設置于蒸發(fā)腔內(nèi)，蒸 發(fā)腔和換熱器相連。 所述的冷凝腔嵌入蒸發(fā)腔處設有換熱壁面。 所述的風機設置于蒸發(fā)腔和冷凝腔之間的蒸汽流道中。 所述的太陽能集熱器是真空管集熱器或平板集熱裝器。 所述的換熱器是固定管板式換熱器。 所述的風機是軸流風機。 所述的真空泵機構包括第一真空泵和第二真空泵，其中第一真空泵和蒸發(fā)腔 相連，第二真空泵和冷凝腔相連。 本發(fā)明采用了太陽能與低壓壓氣蒸餾海水淡化方法結(jié)合的方式進行海水淡化，對 水質(zhì)要求低，降低了海水或苦咸水的預處理成本，省去了熱泵循環(huán)系統(tǒng)，簡化了機構，同時 不需要冷卻水，也不需要蒸汽，實現(xiàn)方便。整個裝置在低壓下運行，降低了操作溫度，并采用蒸發(fā)冷凝器回收冷凝熱，提高了熱效率，因此能高效的利用太陽能，同時降低系統(tǒng)結(jié)垢的可 能性，較好的解決了海水淡化裝置與太陽能有機結(jié)合和傳統(tǒng)壓氣蒸餾法結(jié)垢嚴重的問題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術方案為前 提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下 述的實施例。 如圖1所示，本實施例包括太陽能集熱器1、第一循環(huán)泵2、第一閥門3、換熱器4、 蒸發(fā)冷凝器5、風機6和真空泵機構7，其中太陽能集熱器1、第一閥門3和第一循環(huán)泵2依 次相連，換熱器4分別與太陽能集熱器1的循環(huán)工質(zhì)進出口和蒸發(fā)冷凝器5的進出口相連， 蒸發(fā)冷凝器5和風機6相連，真空泵機構7和蒸發(fā)冷凝器5相連。本實施例中太陽能集熱 器1是真空管集熱器或平板集熱裝器，換熱器4是固定管板式換熱器。
蒸發(fā)冷凝器5包括蒸發(fā)腔8、冷凝腔9和擋板IO，其中冷凝腔9嵌入蒸發(fā)腔8 內(nèi)，冷凝腔9嵌入蒸發(fā)腔8的地方設有用于熱回收的銅合金制成的換熱壁面，擋板10設置 在蒸發(fā)腔8和冷凝腔9的邊緣，使海水沿蒸發(fā)腔8 —側(cè)的換熱壁面均勻流下，海水在蒸發(fā)腔 8內(nèi)沿換熱壁面成膜狀均勻流下，在下流過程中實現(xiàn)蒸發(fā)，蒸汽沿冷凝腔9 一側(cè)的換熱壁面 冷凝，將冷凝熱通過換熱壁面供給蒸發(fā)腔8，從而實現(xiàn)高效熱回收。 第二循環(huán)泵12和蒸發(fā)腔8相連，實現(xiàn)海水循環(huán)使用，三通閥11分別與第二循環(huán)泵
12、蒸發(fā)腔8和換熱器4相連，溫度壓力表13設置在冷凝腔9的頂端。 風機6采用直流式軸流風機，封閉設置在蒸發(fā)腔8和冷凝腔9之間的蒸汽流道中。 真空泵機構7包括第一真空泵14、第二閥門15、第三閥門16和第二真空泵17，
第一真空泵14通過第二閥門15和蒸發(fā)腔8相連，第二真空泵17通過第三閥門16和冷凝
腔9相連。 使用時，太陽能集熱器1吸收太陽熱能，集熱介質(zhì)經(jīng)過第一循環(huán)泵2循環(huán)，通過換 熱器4將熱量交換給海水。經(jīng)過加熱的海水通過三通閥11進入到蒸發(fā)腔8中，因壓力降低 汽化，產(chǎn)生的蒸汽通過風機6的絕熱壓縮，提高壓力、溫度和焓之后再被送入冷凝腔9，冷凝 釋放的潛熱通過傳熱壁面供給蒸發(fā)腔8內(nèi)的海水使用，使蒸發(fā)腔8內(nèi)的海水繼續(xù)蒸發(fā)，冷凝 水從冷凝腔9內(nèi)通過第二真空泵17排出。未完全蒸發(fā)的濃海水一部分經(jīng)第二循環(huán)泵12和 海水在三通閥11中混合后重新進行循環(huán)蒸發(fā)，另一部分濃海水則通過第一真空泵14排出。 通過溫度壓力表13測得蒸發(fā)冷凝器5的溫度在50 6(TC之間。這種壓氣蒸餾方法最主要的 特點就是回收冷凝過程中的潛熱以供給海水蒸發(fā)使用，提高了熱利用效率。同時其還具有 不需要冷卻水，對水質(zhì)要求低，海水預處理簡單且轉(zhuǎn)化效率較高的優(yōu)點。本實施例中省去了 熱泵循環(huán)系統(tǒng)，使整個裝置更加簡單易于操作。
權利要求
一種太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，包括太陽能集熱器、第一循環(huán)泵、換熱器、蒸發(fā)冷凝器、風機和真空泵機構，其特征在于太陽能集熱器和第一循環(huán)泵相連，換熱器分別與太陽能集熱器和蒸發(fā)冷凝器相連，蒸發(fā)冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發(fā)冷凝器相連；所述的蒸發(fā)冷凝器包括蒸發(fā)腔和冷凝腔，冷凝腔嵌入設置于蒸發(fā)腔內(nèi)，蒸發(fā)腔和換熱器相連，冷凝腔嵌入蒸發(fā)腔處設有換熱壁面。
2. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，其特征是，所述的太陽能集熱器是真空管集熱器或平板集熱裝器。
3. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，其特征是，所述的換熱器是 固定管板式換熱器。
4. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，其特征是，所述的風機設置于蒸發(fā)腔和冷凝腔之間的蒸汽流道。
5. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，其特征是，所述的風機是軸流風機。
6. 根據(jù)權利要求1所述的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，其特征是，所述的真空泵機構包括第一真空泵和第二真空泵，其中第一真空泵和蒸發(fā)腔相連，第二真空泵和冷凝腔相連。
全文摘要
一種太陽能技術領域的太陽能壓氣蒸餾海水淡化裝置，包括太陽能集熱器、第一循環(huán)泵、換熱器、蒸發(fā)冷凝器、風機和真空泵機構，太陽能集熱器和第一循環(huán)泵相連，換熱器分別與太陽能集熱器和蒸發(fā)冷凝器相連，蒸發(fā)冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發(fā)冷凝器相連，所述的蒸發(fā)冷凝器包括蒸發(fā)腔和冷凝腔，冷凝腔嵌入設置于蒸發(fā)腔內(nèi)，蒸發(fā)腔和換熱器相連，冷凝腔嵌入蒸發(fā)腔處設有換熱壁面。本發(fā)明采用了太陽能與低壓壓氣蒸餾海水淡化方法結(jié)合的方式進行海水淡化，降低了海水或苦咸水的預處理成本，簡化了機構，同時實現(xiàn)方便。整個裝置在低壓下運行，降低了操作溫度，并采用蒸發(fā)冷凝器回收冷凝熱，提高了熱效率。
文檔編號C02F103/08GK101723476SQ20101030087
公開日2010年6月9日 申請日期2010年1月28日 優(yōu)先權日2010年1月28日
發(fā)明者代彥軍, 夏佰林, 李勇, 王如竹, 趙耀 申請人:上海交通大學