專利名稱：光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種海水淡化裝置，尤其是一種光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置。
背景技術(shù)：
海水淡化技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用始于干旱的中東地區(qū)，但并不局限于該地區(qū)。由于世界上70%以上的人口都居住在離海洋120公里以內(nèi)的區(qū)域，因而海水淡化技術(shù)近20多年迅速在中東以外的許多國家和地區(qū)得到應(yīng)用。最新資料表明，世界已建設(shè)了許多海水和苦咸水淡化廠，其生產(chǎn)能力達到日產(chǎn)淡水億噸。目前海水淡化已遍及全世界許多國家和地區(qū)， 淡化水大約養(yǎng)活世界5%的人口。海水淡化，事實上已經(jīng)成為世界許多國家解決缺水問題， 普遍采用的一種戰(zhàn)略選擇，其有效性和可靠性已經(jīng)得到越來越廣泛的認(rèn)同。海水淡化的主流方法繁多，具體有如下幾種方法蒸餾法、冷凍法、反滲透法、太陽能法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發(fā)法、水電聯(lián)產(chǎn)、熱膜聯(lián)產(chǎn)等。此外，以上方法的其他組合也日益受到重視。在實際選用中，究竟哪種方法最好，也不是絕對的，要根據(jù)規(guī)模大小、能耗費用、海水水質(zhì)、氣候條件以及技術(shù)與安全性等實際條件而定。實際上，一個大型的海水淡化項目往往是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程。海水淡化技術(shù)形成了以多級閃蒸、反滲透和多效蒸發(fā)為主要代表的工業(yè)技術(shù)。專家普遍認(rèn)為，今后三、 四十年在工業(yè)應(yīng)用上，仍將是這三項技術(shù)“唱主角”，但反滲透的比重將越來越大。從地區(qū)上來講，中東海灣國家仍將以多級閃蒸為首選，因為它具有大型化和超大型化(單臺設(shè)備產(chǎn)水量目前已高達日產(chǎn)淡水4 5萬噸)，適應(yīng)于污染重的海灣水以及預(yù)處理費用低的優(yōu)勢；然而在中東以外地區(qū)將以反滲透或膜法為首選，因為膜法的能耗和成本都具有優(yōu)勢，以北美地區(qū)為例，近期的發(fā)展已經(jīng)表明，在淡化和海水處理方面都將以膜法為主。情況不同，工藝方法差異非常明顯。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的局限，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、工作快速的光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置，包括密封蒸發(fā)室、半導(dǎo)體制冷裝置和冷凝室，密封蒸發(fā)室和冷凝室相連通，其中，半導(dǎo)體制冷裝置包括熱部和冷凝部，熱部設(shè)置在密封蒸發(fā)室內(nèi)，冷凝部設(shè)置在冷凝室內(nèi)，熱部加熱蒸發(fā)海水形成的水蒸氣導(dǎo)入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝結(jié)成淡水。進一步，所述密封蒸發(fā)室和冷凝室一體構(gòu)成，并整體組合為蒸發(fā)冷凝部，該蒸發(fā)冷凝部包括上下兩層結(jié)構(gòu)，所述密封蒸發(fā)室位于上層，所述冷凝室位于下層；所述半導(dǎo)體制冷裝置位于兩層之間，并直接由所述半導(dǎo)體制冷裝置形成兩層之間的隔板結(jié)構(gòu)。進一步，所述蒸發(fā)冷凝部內(nèi)的中部設(shè)置有豎直的隔離墻，該隔離墻設(shè)置在靠近所述蒸發(fā)冷凝部朝陰的一側(cè)，隔離墻與所述半導(dǎo)體制冷裝置、及所述上層的側(cè)壁共同構(gòu)成盛裝海水的容器；所述冷凝室的底部設(shè)置為用于盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。
進一步，所述隔離墻與所述蒸發(fā)冷凝部的朝陰側(cè)壁、上壁和底壁之間均間隔設(shè)置， 該間隔設(shè)置構(gòu)成的間隙形成所述密封蒸發(fā)室和冷凝室之間相連通的氣道。進一步，所述蒸發(fā)冷凝部的頂部為傾斜設(shè)置，該傾斜面的朝陰一側(cè)高朝陽一側(cè)低， 其上密封安裝有雙層間隔透光玻璃。進一步，所述熱部固定安裝在隔熱層的上表面，所述冷凝部固定安裝在隔熱層的下表面，所述冷凝部的下表面還設(shè)置有導(dǎo)熱保護層，所述熱部的上表面還設(shè)置有導(dǎo)熱密封層，導(dǎo)熱密封層上設(shè)置有微波暗室的黑色楔形熱吸收結(jié)構(gòu)。 進一步，所述熱部包括獨立加熱單元。進一步，所述半導(dǎo)體制冷裝置的下表面上設(shè)置有導(dǎo)流槽，該導(dǎo)流槽傾斜設(shè)置，水蒸氣凝結(jié)成的淡水水珠順延導(dǎo)流槽流入所述冷凝室的底部盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。進一步，所述透光玻璃的室外表面設(shè)置有太陽光減反射膜。進一步，所述海水淡化裝置還包括發(fā)電部，該發(fā)電部包括電源管理裝置和用于向所述半導(dǎo)體制冷裝置提供電能的光伏發(fā)電裝置。本發(fā)明應(yīng)用半導(dǎo)體加熱、光曬蒸發(fā)，飽和水汽冷凝原理，通過兩室外加通道這一空間結(jié)構(gòu)，于密封室先將海水從上曬從下加熱，使其蒸發(fā)并在蒸汽壓的作用下通過通道進入冷凝室，而后在其頂部凝結(jié)成水珠下落。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面，參考附圖，對本發(fā)明進行更全面的說明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。 因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。本發(fā)明的應(yīng)用原理陽光照射太陽能電池板發(fā)電，并供給半導(dǎo)體制冷裝置工作，同時在密封室中又利用太陽光光照熱量、半導(dǎo)體制冷熱端的釋放熱量加熱海水使其水分蒸發(fā)轉(zhuǎn)化為蒸汽，經(jīng)管路擴散另一低溫艙室，在半導(dǎo)體制冷端冷凝器上水汽冷凝，完成海水淡化過程。如圖1所示，本發(fā)明光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置，包括蒸發(fā)冷凝部和發(fā)電部， 蒸發(fā)冷凝部包括密封蒸發(fā)室2、半導(dǎo)體制冷裝置16和冷凝室13，密封蒸發(fā)室2和冷凝室13 相連通，其中，半導(dǎo)體制冷裝置16包括熱部4、冷凝部5和隔熱層15和導(dǎo)熱密封層6，熱部4 設(shè)置在密封蒸發(fā)室2內(nèi)，冷凝部5設(shè)置在冷凝室13內(nèi)。發(fā)電部包括電源管理裝置(圖中未
4示)和用于向半導(dǎo)體制冷裝置16提供電能的光伏發(fā)電裝置(圖中未示)。密封蒸發(fā)室2和冷凝室13 —體構(gòu)成，并整體組合為蒸發(fā)冷凝部的外殼結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)冷凝部包括上下兩層結(jié)構(gòu)，密封蒸發(fā)室2位于上層，冷凝室13位于下層；半導(dǎo)體制冷裝置 16位于兩層之間，隔熱層15固定設(shè)置在蒸發(fā)冷凝部的側(cè)壁上，并且熱部4固定安裝在隔熱層15的上表面，冷凝室13固定安裝在隔熱層15的下表面，半導(dǎo)體制冷裝置16整體直接形成蒸發(fā)冷凝部的上下兩層之間的隔板結(jié)構(gòu)，在兩層之間隔板結(jié)構(gòu)覆蓋不到之處可以以絕熱隔離層來填充替代。蒸發(fā)冷凝部內(nèi)的中部設(shè)置有豎直的隔離墻14，隔離墻14設(shè)置在靠近蒸發(fā)冷凝部朝陰的一側(cè)，隔離墻14與半導(dǎo)體制冷裝置16、及上層的側(cè)壁共同構(gòu)成盛裝海水的容器；冷凝室13的底部設(shè)置為用于盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。隔離墻14與蒸發(fā)冷凝部的朝陰側(cè)壁、 上壁和底壁之間均間隔設(shè)置，該間隔設(shè)置構(gòu)成的間隙形成密封蒸發(fā)室2和冷凝室13之間相連通的氣道11。蒸發(fā)冷凝部的頂部為傾斜設(shè)置，該傾斜面的朝陰一側(cè)高朝陽一側(cè)低，其上密封安裝有雙層間隔透光玻璃12，透光玻璃12的室外表面設(shè)置有太陽光減反射膜，該太陽光減反射膜可采用納米技術(shù)。熱部4的上表面還設(shè)置有導(dǎo)熱密封層6，導(dǎo)熱密封層6上設(shè)置有微波暗室的黑色楔形熱吸收結(jié)構(gòu)，該黑色楔形熱吸收結(jié)構(gòu)可采用納米技術(shù)。冷凝室13的下表面還設(shè)置有導(dǎo)熱保護層(圖中未示)，半導(dǎo)體制冷裝置16的下表面上設(shè)置有導(dǎo)流槽9，即冷凝室13的頂部設(shè)置有導(dǎo)流槽9，導(dǎo)熱保護層和導(dǎo)流槽9可采用納米技術(shù)，導(dǎo)流槽9傾斜設(shè)置，熱部4加熱蒸發(fā)海水形成的水蒸氣通過氣道11導(dǎo)入冷凝室 13，并在冷凝部5的作用下凝結(jié)成淡水8，水蒸氣凝結(jié)成的淡水水珠7順延導(dǎo)流槽9流入冷凝室13的底部盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。本發(fā)明中，發(fā)電部、蒸發(fā)冷凝部可分別設(shè)于兩處，蒸發(fā)冷凝部的布局類似玻璃暖房加地下室結(jié)構(gòu)。密封蒸發(fā)室2、冷凝室13、氣道11、隔離墻14互相之間及與外界的連接結(jié)構(gòu)，均采用水、氣密封、隔熱結(jié)構(gòu)，形成蒸發(fā)冷凝隔離密封結(jié)構(gòu)。其中與所述透光玻璃的連接除外。工作時，首先，當(dāng)陽光1開始照射時，發(fā)電部的光伏發(fā)電裝置發(fā)電，并通過電源管理裝置向半導(dǎo)體制冷裝置16供電，并使其熱部4發(fā)熱，冷凝部5降溫，熱部4熱量通過導(dǎo)熱密封層6傳給海水3 ；熱部4包括獨立加熱單元，冷凝室13制冷時所需散發(fā)熱交換熱量也可用于加熱海水。同時，陽光1也通過透光玻璃12照射到密封蒸發(fā)室2底部的導(dǎo)熱密封層 6，導(dǎo)熱密封層6上設(shè)置的黑色楔形熱吸收結(jié)構(gòu)經(jīng)光熱轉(zhuǎn)換發(fā)出熱量，這些熱量均用于加熱海水3，使其蒸發(fā)。海水3氣化產(chǎn)生的水蒸氣進入密封蒸發(fā)室2的空間，并通過擴散和水蒸氣壓作用， 經(jīng)氣道11進入冷凝室13的空間，水蒸氣與冷凝部5相遇，由于冷凝部5已制冷降溫，在溫差的作用下水蒸氣凝結(jié)于冷凝部5表面形成露水，其后聚集成細(xì)流沿導(dǎo)流槽9落入冷凝室 13的底部。本發(fā)明應(yīng)用半導(dǎo)體加熱、光曬蒸發(fā)，飽和水汽冷凝原理，通過兩室外加通道這一空間結(jié)構(gòu)，在密封蒸發(fā)室2內(nèi)先將海水從上曬到下加熱，使其蒸發(fā)，并在蒸汽壓的作用下通過通道進入冷凝室，而后在其頂部凝結(jié)成水珠下落。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、成本低、能耗低、綠色環(huán)保，具有很高的實用性和市場推廣性。
權(quán)利要求
1.光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置，其特征在于，該海水淡化裝置包括密封蒸發(fā)室、半導(dǎo)體制冷裝置和冷凝室，密封蒸發(fā)室和冷凝室相連通，其中，半導(dǎo)體制冷裝置包括熱部和冷凝部，熱部設(shè)置在密封蒸發(fā)室內(nèi)，冷凝部設(shè)置在冷凝室內(nèi)，熱部加熱蒸發(fā)海水形成的水蒸氣導(dǎo)入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝結(jié)成淡水。
2.如權(quán)利要求1所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述密封蒸發(fā)室和冷凝室一體構(gòu)成，并整體組合為蒸發(fā)冷凝部，該蒸發(fā)冷凝部包括上下兩層結(jié)構(gòu)，所述密封蒸發(fā)室位于上層，所述冷凝室位于下層；所述半導(dǎo)體制冷裝置位于兩層之間，并直接由所述半導(dǎo)體制冷裝置形成兩層之間的隔板結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)冷凝部內(nèi)的中部設(shè)置有豎直的隔離墻，該隔離墻設(shè)置在靠近所述蒸發(fā)冷凝部朝陰的一側(cè)，隔離墻與所述半導(dǎo)體制冷裝置、及所述上層的側(cè)壁共同構(gòu)成盛裝海水的容器；所述冷凝室的底部設(shè)置為用于盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求3所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述隔離墻與所述蒸發(fā)冷凝部的朝陰側(cè)壁、上壁和底壁之間均間隔設(shè)置，該間隔設(shè)置構(gòu)成的間隙形成所述密封蒸發(fā)室和冷凝室之間相連通的氣道。
5.如權(quán)利要求4所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)冷凝部的頂部為傾斜設(shè)置，該傾斜面的朝陰一側(cè)高朝陽一側(cè)低，其上密封安裝有雙層間隔透光玻璃。
6.如權(quán)利要求4所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述熱部固定安裝在隔熱層的上表面，所述冷凝部固定安裝在隔熱層的下表面，所述冷凝部的下表面還設(shè)置有導(dǎo)熱保護層， 所述熱部的上表面還設(shè)置有導(dǎo)熱密封層，導(dǎo)熱密封層上設(shè)置有微波暗室的黑色楔形熱吸收結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述熱部包括獨立加熱單元。
8.如權(quán)利要求6所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體制冷裝置的下表面上設(shè)置有導(dǎo)流槽，該導(dǎo)流槽傾斜設(shè)置，水蒸氣凝結(jié)成的淡水水珠順延導(dǎo)流槽流入所述冷凝室的底部盛裝淡水的容器式結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求5所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述透光玻璃的室外表面設(shè)置有太陽光減反射膜。
10.如權(quán)利要求1所述的海水淡化裝置，其特征在于，所述海水淡化裝置還包括發(fā)電部，該發(fā)電部包括電源管理裝置和用于向所述半導(dǎo)體制冷裝置提供電能的光伏發(fā)電裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光伏半導(dǎo)體制冷式海水淡化裝置，包括密封蒸發(fā)室、半導(dǎo)體制冷裝置和冷凝室，密封蒸發(fā)室和冷凝室相連通，其中，半導(dǎo)體制冷裝置包括熱部和冷凝部，熱部設(shè)置在密封蒸發(fā)室內(nèi)，冷凝部設(shè)置在冷凝室內(nèi)，熱部加熱蒸發(fā)海水形成的水蒸氣導(dǎo)入冷凝室，并在冷凝部的作用下凝結(jié)成淡水。本發(fā)明應(yīng)用半導(dǎo)體加熱、光曬蒸發(fā)，飽和水汽冷凝原理，通過兩室外加通道這一空間結(jié)構(gòu)，于密封室先將海水從上曬從下加熱，使其蒸發(fā)并在蒸汽壓的作用下通過通道進入冷凝室，而后在其頂部凝結(jié)成水珠下落。
文檔編號C02F1/14GK102381736SQ20111031991
公開日2012年3月21日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者劉伯昂, 薛黎明 申請人:中海陽新能源電力股份有限公司