專利名稱：利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反滲透水處理設備，具體說是一種節(jié)能型反滲透水處理設備。
背景技術：
反滲透作為一項先進的水處理技術，廣泛應用于海水淡化、鍋爐補給水的軟化脫鹽以及醫(yī)藥純化水和飲用瓶裝水的生產(chǎn)和污廢水的處理。目前反滲透系統(tǒng)中高壓水泵的運行壓力較高，能耗比較高。中國發(fā)明專利(公開號CN101318724)公開了一種太陽能輔助反滲透水處理技術，其特征在于在反滲透前增設太陽能和電加熱裝置，提高反滲透進水溫度，在不減少產(chǎn)水量的條件下降低反滲透運行壓力。中國發(fā)明專利(公開號CN2821870)公布了一種聚光式太陽能轉換電能熱能裝置，其特征在于將太陽電池組件和太陽能集熱器結合，且太陽電池組件作為集熱器的吸熱體，同時將太陽能轉化為電能和熱能，提高反滲透進水溫度，并直接驅(qū)動汽輪泵，以提供反滲透組件的進水流量和壓力。PLC自問世以來，發(fā)展異常迅猛。變頻調(diào)速技術是一種新型的、成熟的交流電機無級調(diào)速驅(qū)動技術，它以其獨特的控制性被廣泛應用在速度控制領域。將PLC與變頻器結合可大大優(yōu)化傳統(tǒng)的供水系統(tǒng)。余壓能量回收技術就是有效降低高壓泵能耗的方法之一。該技術利用濃水的余壓能來增壓進料水，系統(tǒng)總能耗大幅度降低，進而降低產(chǎn)品水的成本。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術存在的缺陷，提供一種節(jié)能型反滲透水處理設備。該設備可在不減少產(chǎn)水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，達到節(jié)能效果。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置、保溫水箱、增壓泵、HPB液力透平裝置、高壓泵、反滲透膜組件、流量傳感器、PID調(diào)節(jié)器、變頻控制器、濃水回收池、產(chǎn)水池和逆變器；所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置的出水管與保溫水箱的進水管相連接，所述保溫水箱的出水管與增壓泵進水口相連接，所述增壓泵的出水口與高壓泵進水口相連接，所述高壓泵的出水口與反滲透膜組件進水口相連接，所述反滲透膜組件凈水出水口與產(chǎn)水池相連接；在所述反滲透膜組件的高壓濃水管上安裝有HPB液力透平裝置，高壓濃水沖擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵轉動，濃水由所述HPB液力透平裝置的出水口排入濃水回收池；在所述反滲透膜組件的凈水水管上安裝流量傳感器，所述流量傳感器的信號通過PID調(diào)節(jié)器送到變頻控制器，所述變頻控制器發(fā)出的控制信號通過導線送到高壓泵控制高壓水泵的轉速。[0010]其中，所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置，在有日照時利用太陽能加熱裝置提高反滲透進水溫度，可在不減少產(chǎn)水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，同時太陽能轉化為電能直接驅(qū)動水泵，以提供反滲透組件的進水流量和壓力；而在陰雨天或夜晚等無日照條件下，又通過變頻控制器提高轉速實現(xiàn)高壓水泵運行壓力的提高，保證產(chǎn)水量的穩(wěn)定。所述增壓泵與HPB液力透平裝置屬同一系統(tǒng)，兩者在同一殼體內(nèi)工作；所述HPB液力透平裝置中，透平的水輪和泵葉片安裝在同一軸上。本實用新型具有如下優(yōu)點(I)利用綠色清潔能源充分利用太陽能這種綠色清潔能源，大大降低了治污運行成本。太陽能電池板有成本低、價格低，弱光性好，在早晚光線弱的情況下，發(fā)電效果優(yōu)于晶硅電池的優(yōu)點，并且該裝置的熱效率在50%左右，光電光熱總效率可達60%，光電光熱綜合性能效率可達70%。利用太陽能電熱聯(lián)用裝置代替給高壓泵系統(tǒng)供電屬技術創(chuàng)新點?！?2)充分利用變頻器控制泵功率提高了工作效率，實現(xiàn)了節(jié)能系統(tǒng)能自動控制泵的啟停，不需專人啟動泵及調(diào)節(jié)閥門開度。因而工作效率大為提高，節(jié)約了人力資源成本。并目通過調(diào)整頻率來改變泵的轉速，使泵處于最佳運行狀態(tài)，實現(xiàn)節(jié)能約35 %。(3)充分利用余壓，降低能耗余壓能量回收技術就是有效降低高壓泵能耗的方法之一，該技術利用濃鹽水的余壓能來增壓進料凈水，系統(tǒng)總能耗降低約70%，進而降低產(chǎn)品水的成本。同時排放出的凈水帶有約38°C左右的余溫，可以節(jié)約工業(yè)鍋爐水加熱熱量。因此，本實用新型的裝置，其實施的難度較小，不僅可用于新反滲透設備，也可對現(xiàn)有反滲透設備改造，具有廣泛的應用潛力。

圖I是本實用新型處理設備的總體結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型做進一步詳細說明。如圖I所示，一種利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置1，保溫水箱2，增壓泵3，HPB液力透平裝置4，高壓泵5，反滲透膜組件
6、流量傳感器7，PID調(diào)節(jié)器8，變頻控制器9，濃水回收池10，產(chǎn)水池11，逆變器12 ;聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I的出水管與保溫水箱2的進水管相連接，保溫水箱2的出水管與增壓泵3進水口相連接，增壓泵3的出水口與高壓泵5進水口相連接，高壓泵5的出水口與反滲透膜組件6進水口相連接，反滲透膜組件6凈水出水口與產(chǎn)水池11相連接；內(nèi)循環(huán)I :反滲透膜組件6的高壓濃水管上安裝HPB液力透平裝置4，高壓濃水沖擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵3轉動，濃水由HPB液力透平裝置4的出水口排入濃水回收池10 ;內(nèi)循環(huán)2 :在反滲透膜組件6的凈水水管上安裝流量傳感器7，流量傳感器7的信號通過PID調(diào)節(jié)器8送到變頻控制器9 ;變頻控制器9發(fā)出的控制信號通過導線送到高壓泵5，控制高壓水泵的轉速。其中，反滲透膜組件6中的反滲透膜可采用卷式反滲透膜。[0022]變頻控制器9采用流量控制型當反滲透產(chǎn)水管路上的流量傳感器檢測的流量比控制流量小并且超出設定范圍時，變頻控制器9發(fā)出控制信號，提高高壓水泵的轉速，從而提高反滲透的進水壓力，提高產(chǎn)水流量并穩(wěn)定在控制流量；在聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I使反滲透進水溫度增加后，此時反滲透產(chǎn)水管路上的流量傳感器檢測的流量會比控制流量大，當超出設定范圍時，變頻控制器9發(fā)出控制信號，降低高壓水泵的轉速，從而降低反滲透的進水壓力，降低產(chǎn)水流量并穩(wěn)定在控制流量。將HPB液力透平裝置4與增壓泵3做成一個整體，而后和高壓泵5串聯(lián)工作，從膜組件流出的高壓濃水由入口噴嘴進入透平部分，低壓進水由入口進入泵部分，高壓濃水沖擊水輪轉動同時帶動同軸的泵旋轉，濃水壓力能經(jīng)過“壓力能一軸功一壓力能”二次轉化傳遞給進水。鹽水由透平部分出口以較低壓力排出，增壓海水由泵部分出口排出?？偟哪芰總鬟f效率為50% — 80%ο本實用新型可在不減少產(chǎn)水量的條件下降低高壓水泵的運行壓力，高壓水泵壓力的降低通過變頻控制器9實現(xiàn)，即通過降低轉速實現(xiàn)壓力降低，達到節(jié)能效果。同時利用 HPB液力透平裝置4回收從反滲透裝置流出的高壓濃水的余壓增壓進料水，降低泵的功率。而在陰雨天或夜晚等無日照條件下，又通過變頻控制器提高轉速實現(xiàn)高壓水泵運行壓力的提聞，保證廣水量的穩(wěn)定。本實用新型在反滲透系統(tǒng)中增設了聚光式太陽能轉換電能熱能裝置I和高壓水泵的變頻控制裝置及HPB液力透平裝置4，在有日照時利用太陽能加熱裝置提高反滲透進水溫度，并為系統(tǒng)中泵提供電能，減少常規(guī)能源的消耗，可直接放大到各類規(guī)模的工程上應用。
權利要求1.利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特征在于，包括聚光式太陽能轉換電能熱能裝置(I)、保溫水箱(2)、增壓泵(3)、HPB液力透平裝置(4)、高壓泵(5)、反滲透膜組件(6)、流量傳感器(7)、PID調(diào)節(jié)器(8)、變頻控制器(9)、濃水回收池(10)、產(chǎn)水池(11)和逆變器(12);所述聚光式太陽能轉換電能熱能裝置(I)的出水管與保溫水箱(2)的進水管相連接，所述保溫水箱(2)的出水管與增壓泵(3)進水口相連接，所述增壓泵(3)的出水口與高壓泵(5)進水口相連接，所述高壓泵(5)的出水口與反滲透膜組件(6)進水口相連接，所述反滲透膜組件(6)凈水出水口與產(chǎn)水池(11)相連接；在所述反滲透膜組件(6)的高壓濃水管上安裝有HPB液力透平裝置(4)，高壓濃水沖擊水輪轉動同時帶動同軸的增壓泵(3)轉動，濃水由所述HPB液力透平裝置(4)的出水口排入濃水回收池(10);在所述反滲透膜組件(6)的凈水水管上安裝流量傳感器(7)，所述流量傳感器(7)的信號通過PID調(diào)節(jié)器(8)送到變頻控制器(9 )，所述變頻控制器(9 )發(fā)出的控制信號通過導線送到高壓泵(5 )控制高壓水泵的轉速。
2.根據(jù)權利要求I所述的利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特征是所述增壓泵(3 )與HPB液力透平裝置(4 )在同一殼體內(nèi)工作；所述HPB液力透平裝置中，透平的水輪和泵葉片安裝在同一軸上。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備，其特征是所述反滲透膜組件(6)采用卷式反滲透膜。
專利摘要本實用新型公開了一種利用余壓的太陽能變頻反滲透水處理設備。進水流入該設備后，經(jīng)過太陽能電熱聯(lián)用裝置加熱進入保溫水箱，同時太陽能被轉化為電能儲存為系統(tǒng)供電，然后進水經(jīng)過高壓泵增壓后進入反滲透裝置，反滲透裝置上連接有回收從其流出的高壓濃水的能量的回收裝置，被利用過的高壓濃水變?yōu)榈蛪簼馑湃牖厥粘靥幚砼欧?，其能量被用于加壓進入高壓泵之前的進水，經(jīng)過反滲透裝置過的濾凈水流入反滲透產(chǎn)水池，并通過流量傳感器監(jiān)測凈水的流量反饋調(diào)節(jié)變頻器，達到節(jié)能目的。本實用新型的裝置能減少常規(guī)能源的消耗，其實施的難度較小，可直接放大到各類規(guī)模的工程上應用。
文檔編號C02F1/44GK202688043SQ201220225658
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月19日 優(yōu)先權日2012年5月19日
發(fā)明者陳思伯, 張顯球, 張翼翔, 吳曉靖, 徐姝慧, 王浩然, 王賢嫻, 鹿琳 申請人:南京師范大學