專利名稱：太陽能海水淡化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能熱利用和海水淡化領(lǐng)域，尤其是一種太陽能海水淡化系
統(tǒng)與裝置。
背景技術(shù)：
市場上現(xiàn)有的太陽能海水淡化系統(tǒng)與裝置體積都較為龐大，裝置極為復(fù)雜，導(dǎo)致了裝置價格昂貴，而且海水的蒸發(fā)效率不是很高，造成了能源、材料等方面的浪費。目前對太陽能海水淡化的裝置以及方法已有很多種，都是通過利用太陽的熱能來直接加熱海水，由此衍生出很多類型的裝置設(shè)備，但都并不完美，每個裝置都有其優(yōu)點與不足之處。除了海水淡化的效率外，裝置的使用壽命也是關(guān)鍵，本發(fā)明的裝置就是從海水淡化的效率以及設(shè)備的使用壽命兩方面著手，以高效、環(huán)保為目標展開。目前公開的專利主要有:
1)226011江蘇省南通市港閘區(qū)秦照街道西安橋村15組，仇曉豐發(fā)明的太陽能海水淡化裝置及其海水淡化方法，申請?zhí)?201110141026.4 2)中國石油大學(華東)，王君；劉璐璐；鞠虹；李雪琴發(fā)明的太陽能海水淡化裝置，申請?zhí)?200910016942.8
專利一所述裝置通過太陽能集熱器直接加熱海水，經(jīng)加熱后進入蒸發(fā)器，產(chǎn)生的水蒸汽從蒸汽出口進入冷凝器，凝結(jié)后進入淡水箱。雖然直接利用了太陽的熱能，但是海水對集熱器管壁有腐蝕作用，使集熱器的使用壽命大大縮短。專利二 [II]所述裝置在海水蒸發(fā)器和水蒸汽冷凝器之間，利用熱泵供熱循環(huán)將水蒸汽凝結(jié)所釋放的潛熱供給海水蒸發(fā)器，為海水蒸發(fā)提供熱量，有效地回收了水蒸汽的冷凝潛熱但是增加了系統(tǒng)的額外耗功，而且效果并不明顯。隨著能源緊缺的問題越來越明顯，淡水資源匱乏越來越嚴重。再加之，世界人口還在不斷地增長，人均可利用的淡水資源越來越少。綜上所述，目前急需一種結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備使用年限長的太陽能海水淡化裝置。本發(fā)明基于工作原理簡單、使用安全、貼近生活、環(huán)保無能耗等理念，研發(fā)了太陽能海水淡化裝置與系統(tǒng)，來緩解部分地區(qū)的用水困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決太陽能海水淡化裝置的太陽能熱量的利用率和海水淡化效率的技術(shù)問題，而提供一種太陽能海水淡化系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括太陽能集熱器陣列、海水蒸發(fā)罐、霧化噴頭、循環(huán)泵、節(jié)流閥、冷凝器、淡水收集裝置、油管道，其特點是:太陽能集熱器陣列與海水蒸發(fā)罐中的油管道連接，海水蒸發(fā)罐內(nèi)側(cè)壁上裝有霧化噴頭，霧化噴頭通過循環(huán)泵與海水蒸發(fā)罐下端未蒸發(fā)海水出口和冷凝器的冷海水出口連接，海水蒸發(fā)罐上端蒸汽出口與冷凝器蒸汽進口連接，冷凝器下端液態(tài)水出口連接淡水收集裝置。冷凝器中布滿蛇形管，蛇形管進水口連接用于控制冷海水進入量的節(jié)流閥。冷凝器下端液態(tài)水出口連接淡水收集箱。太陽能集熱器陣列與海水蒸發(fā)罐連接的油管道中通有可減少工質(zhì)流動所需的動力輸入，延長太陽能集熱管壽命的導(dǎo)熱油。太陽能集熱器陣列由密集排列在一起的集熱管束組成。本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下技術(shù)特點:
1、采用太陽能集熱器陣列，裝置的集熱管束密集的排列在一起，節(jié)約占地的面積，增加了集熱效果，提高太陽能熱量的利用率；
2、采用導(dǎo)熱油作為太陽能集熱裝置的傳熱介質(zhì)，利用導(dǎo)熱油受熱體脹的特點，形成壓差，減小了工質(zhì)流動所需的動力輸入。由于海水對設(shè)備有強烈的腐蝕，采用導(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)，可延長集熱管的壽命；
3、利用蒸汽冷凝時放出的汽化潛熱，對海水進行預(yù)熱，提高海水溫度，加快蒸發(fā)，進而提高設(shè)備效率。利用本發(fā)明的太陽能海水淡化系統(tǒng)，可緩解淡水稀缺的問題，減少目前海水淡化的投資。該系統(tǒng)廣泛適用于太陽能資源充足的地區(qū)，有利于更好的利用海水資源，將其轉(zhuǎn)化為淡水資源，供人們?nèi)粘Ｉ?、工業(yè)、商業(yè)等使用。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合本附圖對本發(fā)明進一步闡述，但并不限制本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明的太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括太陽能集熱器陣列1，海水蒸發(fā)罐2，霧化噴頭3，循環(huán)泵4，節(jié)流閥5，冷凝器6，淡水收集裝置7，油管道8。太陽能集熱器陣列I與海水蒸發(fā)罐2中的蛇形油管道8連接，海水蒸發(fā)罐2內(nèi)側(cè)壁上裝有霧化噴頭3，霧化噴頭3通過循環(huán)泵4與海水蒸發(fā)罐2下端未蒸發(fā)海水出口和冷凝器6的冷海水出口連接，海水蒸發(fā)罐2上端蒸汽出口與冷凝器6蒸汽進口連接，冷凝器6下端液態(tài)水出口連接淡水收集裝置7。太陽能集熱器陣列I主要起到把太陽的輻射能轉(zhuǎn)化為熱能的作用，其內(nèi)使用的傳熱工質(zhì)是導(dǎo)熱油，通過對太陽熱能的積累，加熱流動在集熱管束內(nèi)的導(dǎo)熱油。采用導(dǎo)熱油的優(yōu)點:一方面由于它的比熱容低，吸收相同的太陽能，溫度升高比一般介質(zhì)多；其次，由于油的體脹系數(shù)大，高溫側(cè)的油膨脹可以形成高壓區(qū)，在蒸發(fā)罐中換熱的低壓側(cè)形成低壓區(qū)，產(chǎn)生壓差，減小了工質(zhì)流動所需的動力輸入；此外，海水對集熱器管道有嚴重的腐蝕性，使用工質(zhì)油可以延長設(shè)備，尤其是集熱設(shè)備的使用壽命。海水蒸發(fā)罐2里充滿了蛇形管的高溫油管道8，被預(yù)熱的海水從側(cè)面的霧化噴頭3噴射出，這樣大大的增加了換熱面積，有利于海水的蒸發(fā)。霧化噴頭3安裝在海水蒸發(fā)罐2的側(cè)壁，這樣又巧妙的減少了在蒸汽上升過程中的阻力，有益于裝置效率的提高。

循環(huán)泵4把海水蒸發(fā)罐2內(nèi)未蒸發(fā)的海水以及通過冷凝器6經(jīng)預(yù)熱的海水送到海水蒸發(fā)罐2的霧化噴頭3，實現(xiàn)了對海水的循環(huán)利用。
節(jié)流閥5控制冷海水的進入量。冷凝器6實現(xiàn)了蒸汽的冷凝過程。在冷凝器中布滿了蛇形管，使管內(nèi)冷海水的與管外的熱蒸汽換熱，實現(xiàn)對海水的預(yù)熱，巧妙的利用了蒸汽冷凝過程中的汽化潛熱，減小了能量損失。淡水收集裝置7把淡化的海水儲存起來，以便于使用。油管道8實現(xiàn)了能量的傳遞與導(dǎo)熱油的循環(huán)利用。太陽能海水淡化系統(tǒng)與裝置采用太陽能集熱器陣列I作為整個裝置的熱能來源，利用太陽能加熱工質(zhì)油，在海水蒸發(fā)罐2中通過油管道8加熱由霧化噴頭3噴出的海水，產(chǎn)生的蒸汽通過冷凝裝置6凝結(jié)成為液態(tài)，進入淡水收集箱7。未蒸發(fā)的海水降落到海水蒸發(fā)罐2的底部，通過循環(huán)泵4重新進入循環(huán)利用。如圖2所示，冷凝器6中布滿蛇形管，蛇形管進水口連接有用于控制冷海水的進入量的節(jié)流閥5。冷凝器6的原理也很簡單，采用了逆流裝置，經(jīng)冷凝的蒸汽變?yōu)橐簯B(tài)流入淡水收集裝置7。該逆流裝置還可以高效地實現(xiàn)汽化潛熱的利用，流經(jīng)腔體內(nèi)部的蒸汽9與蛇形管內(nèi)的冷海水10經(jīng)行換熱 ，實現(xiàn)了對入口海水的預(yù)熱，提高裝置效率。
權(quán)利要求
1.一種太陽能海水淡化系統(tǒng)，包括太陽能集熱器陣列(I)、海水蒸發(fā)罐(2)、霧化噴頭(3)、循環(huán)泵(4)、節(jié)流閥(5)、冷凝器(6)、淡水收集裝置(7)、油管道(8)，其特征在于:所述太陽能集熱器陣列(I)與海水蒸發(fā)罐(2)中的油管道(8)連接，構(gòu)成工質(zhì)油的循環(huán)，海水蒸發(fā)罐(2 )內(nèi)側(cè)壁上裝有霧化噴頭(3 )，霧化噴頭(3 )通過循環(huán)泵(4 )與海水蒸發(fā)罐(2 )下端未蒸發(fā)海水出口和冷凝器(6)的冷海水出口連接，海水蒸發(fā)罐(2)上端蒸汽出口與冷凝器(6 )蒸汽進口連接，冷凝器(6 )下端液態(tài)水出口連接淡水收集裝置(7 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述冷凝器(6)中布滿蛇形管，蛇形管進水口連接用于控制冷海水進入量的節(jié)流閥(5 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能集熱器陣列(1)與海水蒸發(fā)罐(2)連接的油管道(8)中通有可減少工質(zhì)流動所需的動力輸入，延長太陽能集熱管壽命的導(dǎo)熱油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的太陽能海水淡化系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽能集熱器陣列(I)由密集排列在一起的集熱管束組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能海水淡化系統(tǒng)，太陽能集熱器陣列與海水蒸發(fā)罐中的油管道連接，海水蒸發(fā)罐內(nèi)側(cè)壁上裝有霧化噴頭，霧化噴頭通過循環(huán)泵與海水蒸發(fā)罐下端未蒸發(fā)海水出口和冷凝器的冷海水出口連接，海水蒸發(fā)罐上端蒸汽出口與冷凝器蒸汽進口連接。冷凝器中布滿蛇形管，蛇形管進水口連接用于控制冷海水進入量的節(jié)流閥，冷凝器下端液態(tài)水出口連接淡水收集裝置。本發(fā)明不需要外來的能量輸入，它利用太陽能集熱器把輻射能轉(zhuǎn)化為熱能加熱工質(zhì)油，通過管道內(nèi)的油循環(huán)，把熱量傳遞給蒸發(fā)罐中的海水，實現(xiàn)對海水的加熱。此外，蒸發(fā)罐中還安裝有噴霧噴頭，增大了海水的受熱面，加快海水的蒸發(fā)。蒸汽通過冷凝器凝結(jié)成淡水，實現(xiàn)了對海水的淡化。
文檔編號C02F1/14GK103232086SQ20131018522
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月20日
發(fā)明者吳江, 栗翔, 石宙, 代學偉, 馮巧波, 李成帥, 張?zhí)K陽, 商景政, 蔣穎媛, 顧宇婷 申請人:上海電力學院