專利名稱：一種太陽能脫鹽裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于脫鹽技術領域，具體涉及一種太陽能脫鹽裝置。
背景技術：
鹽水和苦咸水的淡化是解決今后世界水資源緊張問題的重要方向。目前較為成熟 的脫鹽技術主要有多效蒸發、反滲透和電滲析等，但都存在投資高、能耗大、且消耗的都為 不可再生能源等缺點。在眾多的能源中，太陽能以其無限的儲量和完全清潔的特征脫穎而 出并愈來愈受到重視。太陽能脫鹽具有不需或僅消耗很少的常規能源，不會產生二次污染， 運行費用低等優勢，是今后新能源與新脫鹽工藝研究的主要方向之一 (左潞等海水淡化太 陽能蒸餾技術研究現狀與展望，河海大學學報，2008，36 :753-757)。 目前，太陽能脫鹽技術主要分為主動系統和被動式系統兩大類。被動式太陽能脫 鹽系統由于沒有外部加熱方式，因此產水量很低，沒有太大的實用價值(徐進揚等太陽能 蒸餾器的試驗研究，節能，2005， 2 :42-43)。 一些常見的太陽能蒸餾器(鄭宏飛具有折皺底 面的多級迭盤式太陽能蒸餾器的模擬實驗研究，太陽能學報，2004，25 :200-203 ;張小艷等 多級迭盤式太陽能蒸餾器的實驗研究，水處理技術，2003，29 :233-235)雖然是主動系統， 但是存在蒸汽容易泄露，系統產水量不大，熱能利用不充分等缺點。其它單一的太陽能脫鹽 技術和裝置，如降膜蒸發-氣流吸收等(郭強幾種不同類型太陽能蒸餾器的傳熱研究與性 能分析，新能源及工藝，2005， 29-33)，也都存在熱能利用率不高、運行溫度較低以及蒸發驅 動力較大等缺陷。
發明內容
本發明旨在克服已有的技術缺陷，目的是提供一種熱能利用充分、運行溫度較高、 蒸發量和淡水產量較大的太陽能脫鹽裝置。 為實現上述目的，本發明采用的技術方案是該裝置由蒸發凝結箱、加濕去濕塔和 向陽隨動太陽能集熱器三部分組成。 蒸發凝結箱的結構是箱體內水平地固定有3 5層鐵盤，鐵盤底面折壓成5 20 條三角形凹槽，除最上層鐵盤外，其余各層鐵盤的三角形凹槽一端均封閉，另一端均通過鐵 盤連通槽互通，每層鐵盤連通槽與該層鐵盤連通管的上端相通，鐵盤連通管的下端位于下 一層鐵盤連通槽的上方；每層鐵盤的每條三角形凹槽的正下方均對應裝有一條V形流槽， 每層的每條V形流槽的一端均封閉，另一端亦通過流槽連通槽互通，每層流槽連通槽通過 流槽連通管上下相通，最下層的流槽連通槽與蒸發凝結箱上的箱內淡水出口水平連通；箱 內淡水出口距箱底的高度為箱體高度的1/4 1/3，進水口略低于箱內淡水出口，排水口位 于箱體底部；蒸發凝結箱的箱體四側和底部均用保溫材料包覆，最上層鐵盤與蒸發凝結箱 箱壁之間的空隙用保溫材料密封。 加濕去濕塔的結構是加濕去濕塔內的右側裝有冷凝管，左側裝有蜂窩降膜蒸發 器；在冷凝管和蜂窩降膜蒸發器間豎直設置有塑料隔板，塑料隔板安裝在基墻上，塑料隔板最上部和最下部的中間位置處分別設置有上風扇和下風扇；在加濕去濕塔的右側底部裝有塔內淡水出口，加濕去濕塔的左側裝有溢流口 ；加濕去濕塔的頂部固定安裝有向陽隨動太陽能集熱器。 向陽隨動太陽能集熱器由向陽旋轉底座和12 15根太陽能玻璃真空集熱管組
成，12 15根太陽能玻璃真空集熱管并排相互固定，質心處安裝在向陽旋轉底座上；每根
太陽能玻璃真空集熱管的下端相互連通為進水端，上端相互連通為出水端。 蒸發凝結箱的底部通過水管和第一水泵與加濕去濕塔內的冷凝管下端相通，冷凝
管上端通過水管與向陽隨動太陽能集熱器的太陽能玻璃真空集熱管的進水端相通，向陽隨
動太陽能集熱器的太陽能玻璃真空集熱管的出水端通過水管與加濕去濕塔內的蜂窩降膜
蒸發器的上端相通，加濕去濕塔左側的底部通過水管和第二水泵連通至蒸發凝結箱內的第
二層鐵盤的上方；上述水管均用保溫材料包覆。 所述的每層鐵盤分別經鐵盤支撐桿固定在蒸發凝結箱箱壁，每層鐵盤均經表面鍍鋅處理；每層V形流槽分別經流槽支撐桿固定在蒸發凝結箱箱壁，每層V形流槽為PVC材質。 所述的蜂窩降膜蒸發器的材質為蜂窩狀玻璃纖維無機濕膜。 所述的冷凝管為10 12根鍍鋅銅管豎直均勻排列，鍍鋅銅管的柱面上沿豎直方向均勻地開有6 10條凹槽。 所述的上風扇固定安裝在塔頂上，下風扇固定安裝在基墻上，基墻高度為加濕去濕塔高度的1/8 1/6 ;上風扇的出風口面向加濕去濕塔的右側，下風扇的出風口面向加濕去濕塔的左側。 所述的塑料隔板為兩張平行的塑料板，兩張塑料板間的距離約為上風扇或下風扇的厚度。 由于采用上述技術方案，本發明的向陽隨動太陽能集熱器可按照太陽的運動軌跡運動以保證陽光直射到太陽能玻璃真空集熱管表面，從而大大提高太陽能的利用效率，同時由于陽光長時間的直射使得太陽能玻璃真空集熱管能有效加熱鹽水，系統的運行溫度很高；蜂窩降膜蒸發器采用玻璃纖維無機濕膜，具有吸水性好，增濕強度高等特點，被加熱的鹽水在該蜂窩降膜蒸發器上蒸發所需的驅動力很小，蒸發量較大。另外，上、下風扇能產生快速的循環氣流，循環氣流經蜂窩降膜蒸發器表面也能進一步促進鹽水的蒸發；冷凝管和鐵盤分別為鍍鋅銅管和鍍鋅鐵盤，不僅傳熱效果好也能有效防止鹽水對冷凝管和鐵盤的腐蝕；鍍鋅銅管在豎直方向的柱面上均勻地開有凹槽，能有效加強冷凝和傳熱過程；蒸發凝結箱四周以及最上層鐵盤和箱體間用保溫材料包覆，不僅能有效保存箱內熱量促進鐵盤上鹽水的蒸發，還能防止蒸汽的外泄；鐵盤底部為三角形凹槽狀，可以增大冷凝面，有利于箱內蒸汽的凝結。蜂窩降膜蒸發器產生的蒸汽對冷凝管中的鹽水可以起到加熱的作用，同時在冷凝管上冷凝釋放出的潛熱也可以加熱冷凝管中的鹽水。未蒸發的濃鹽水在蒸發凝結箱內的鐵盤上進一步蒸發，蒸汽和其凝結時釋放出的潛熱同樣也對上一層鐵盤內的濃鹽水起到了加熱的作用。 本發明最大程度地吸收了太陽能，運行溫度較高，整個脫鹽過程多次充分利用了蒸汽的潛熱和鹽水自身的顯熱，極大地提高了整個脫鹽裝置的熱利用效率和產水率。
因此，本發明具有熱能利用充分、運行溫度較高、蒸發量和淡水產量較大的特點。尤其適合用于小島或能源緊張地區制取淡水。
圖1為本發明一種結構示意圖；
圖2是圖1中A-A俯視示意圖；
圖3是圖1中B-B俯視示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步的描述，并非對保護范圍的限 制 實施例1 —種太陽能脫鹽裝置。該裝置如圖1所示，該裝置由蒸發凝結箱13、加濕去濕塔6 和向陽隨動太陽能集熱器11三部分組成。 蒸發凝結箱13的結構是箱體內水平地固定有4層鐵盤14，每層鐵盤14的底面 折壓成8條三角形凹槽，除最上層鐵盤14夕卜，其余3層鐵盤14的三角形凹槽一端均封閉， 另一端均通過鐵盤連通槽21互通，每層鐵盤連通槽21與該層鐵盤連通管17的上端相通， 鐵盤連通管17的下端位于下一層鐵盤連通槽21的上方；每層鐵盤14的每條三角形凹槽的 正下方均對應裝有一條V形流槽15，每層的每條V形流槽15的一端均封閉，另一端通過流 槽連通槽23互通，每層流槽連通槽23通過流槽連通管16上下相通，最下層的流槽連通槽 23與蒸發凝結箱13上的箱內淡水出口 18水平連通；箱內淡水出口 18距箱底的高度為箱 體高度的1/3，進水口 19略低于箱內淡水出口 18，排水口 20位于箱體底部；蒸發凝結箱13 的箱體四側和底部均用保溫材料包覆，最上層鐵盤14與蒸發凝結箱13箱壁之間的空隙用 保溫材料密封。 加濕去濕塔6的結構是加濕去濕塔6內的右側裝有冷凝管12，左側裝有蜂窩降 膜蒸發器8 ;在冷凝管12和蜂窩降膜蒸發器8間豎直設置有塑料隔板9，塑料隔板9安裝在 基墻4上，塑料隔板9最上部和最下部的中間位置處分別設置有上風扇10和下風扇7 ;在 加濕去濕塔6的右側底部裝有塔內淡水出口 3，加濕去濕塔6的左側裝有溢流口 5 ;加濕 濕塔6的頂部固定安裝有向陽隨動太陽能集熱器11。 向陽隨動太陽能集熱器11由向陽旋轉底座和12根太陽能玻璃真空集熱管組成， 12根太陽能玻璃真空集熱管并排相互固定，質心處安裝在向陽旋轉底座上；每根太陽能玻 璃真空集熱管的下端相互連通為進水端，上端相互連通為出水端。 蒸發凝結箱13的底部通過水管和第一水泵1與加濕去濕塔6內的冷凝管12下端 相通，冷凝管12上端通過水管與向陽隨動太陽能集熱器11的太陽能玻璃真空集熱管的進 水端相通，向陽隨動太陽能集熱器11的太陽能玻璃真空集熱管的出水端通過水管與加濕 去濕塔6內的蜂窩降膜蒸發器8的上端相通，加濕去濕塔6左側的底部通過水管和第二水 泵2連通至蒸發凝結箱13內的第二層鐵盤14的上方；上述水管均用保溫材料包覆。
所述的每層鐵盤14如圖2和圖3所示，分別經鐵盤支撐桿22固定在蒸發凝結箱 13箱壁，每層鐵盤14均經表面鍍鋅處理；每層V形流槽15分別經流槽支撐桿24固定在蒸 發凝結箱13箱壁，每層V形流槽15為PVC材質。
所述的蜂窩降膜蒸發器8的材質為蜂窩狀玻璃纖維無機濕膜。 所述的冷凝管12為10根鍍鋅銅管豎直均勻排列，鍍鋅銅管的柱面上沿豎直方向
均勻地開有8條凹槽。 所述的上風扇10固定安裝在塔頂上，下風扇7固定安裝在基墻4上，基墻4高度為加濕去濕塔6高度的1/8 ;上風扇10的出風口面向加濕去濕塔6的右側，下風扇7的出風口面向加濕去濕塔6的左側。 所述的塑料隔板9為兩張平行的塑料板，兩張塑料板間的距離約為上風扇10或下風扇7的厚度。 本發明進行鹽水或苦咸水淡化過程如下首先關閉蒸發凝結箱13上的排水口 20，通過進水口 19加入要處理的鹽水，待鹽水水面接近進水口 19時停止加入鹽水并關閉進水口 19。然后依次啟動向陽太陽能隨動集熱器11、第一水泵1、上風扇10、下風扇7和第二水泵2。蒸發凝結箱13中的鹽水通過冷凝管12進入向陽隨動太陽能集熱器ll，經向陽隨動太陽能集熱器11加熱后的鹽水再進入蜂窩降膜蒸發器8，經蜂窩降膜蒸發器8后未蒸發完的濃鹽水被第二水泵2泵入蒸發凝結箱13中的第二層鐵盤14上。 加濕去濕塔6內的上風扇10和下風扇7產生的循環氣流快速流過蜂窩降膜蒸發器8表面使被加熱的鹽水迅速蒸發成水蒸氣，水蒸汽隨循環氣流與冷凝管12接觸并在其表面凝結成塔內淡水后經塔內淡水出口 3引出。 泵入蒸發凝結箱13中的第二層鐵盤14上濃鹽水經鐵盤連通管17逐層下降，鐵盤14上的濃鹽水蒸發產生的蒸汽在上一層鐵盤14背部凝結成箱內淡水并由V形流槽15通過箱內淡水出口 18引出。鐵盤14上未蒸發完的濃鹽水進入蒸發凝結箱13底部后被第一水泵1泵往冷凝管12進行新一輪的循環。在脫鹽過程中，當蒸發凝結箱13底部鹽水接近飽和時要停止第一水泵1、第二水泵2、上風扇IO和下風扇7，然后通過排水口 20排出蒸發凝結箱13內接近飽和的鹽水。本裝置具有熱能利用充分、運行溫度較高、蒸發量和淡水產量較大的特點。
實施例2 —種太陽能脫鹽裝置。該裝置結構如圖1、圖2和圖所示。箱體內水平地固定有3層或5層鐵盤14 ;箱內淡水出口 18距箱底的高度為箱體高度的1/4 1/3 ;向陽隨動太陽能集熱器11由向陽旋轉底座和13 15根太陽能玻璃真空集熱管組成；冷凝管12為11或12根鍍鋅銅管豎直均勻排列，鍍鋅銅管的柱面上沿豎直方向均勻地開有6 7或9 10條凹槽；基墻4高度為加濕去濕塔6高度的1/8 1/6。
其余同實施例l。 本具體實施方式
最大程度地吸收了太陽能，運行溫度較高，整個脫鹽過程多次充分利用了蒸汽的潛熱和鹽水自身的顯熱，極大地提高了整個脫鹽裝置的熱利用效率和產水率。 因此，本具體實施方式
具有熱能利用充分、運行溫度較高、蒸發量和淡水產量較大的特點。尤其適合用于小島或能源緊張地區制取淡水。
權利要求
一種太陽能脫鹽裝置，其特征在于該裝置由蒸發凝結箱(13)、加濕去濕塔(6)和向陽隨動太陽能集熱器(11)三部分組成；蒸發凝結箱(13)的結構是箱體內水平地固定有3～5層鐵盤(14)，鐵盤(14)底面折壓成5～20條三角形凹槽，除最上層鐵盤(14)外，其余各層鐵盤(14)的三角形凹槽一端均封閉，另一端均通過鐵盤連通槽(21)互通，每層鐵盤連通槽(21)與該層鐵盤連通管(17)的上端相通，鐵盤連通管(17)的下端位于下一層鐵盤連通槽(21)的上方；每層鐵盤(14)的每條三角形凹槽的正下方均對應裝有一條V形流槽(15)，每層的每條V形流槽(15)的一端均封閉，另一端亦通過流槽連通槽(23)互通，每層流槽連通槽(23)通過流槽連通管(16)上下相通，最下層的流槽連通槽(23)與蒸發凝結箱(13)上的箱內淡水出口(18)水平連通；箱內淡水出口(18)距箱底的高度為箱體高度的1/4～1/3，進水口(19)略低于箱內淡水出口(18)，排水口(20)位于箱體底部；蒸發凝結箱(13)的箱體四側和底部均用保溫材料包覆，最上層鐵盤(14)與蒸發凝結箱(13)箱壁之間的空隙用保溫材料密封；加濕去濕塔(6)的結構是加濕去濕塔(6)內的右側裝有冷凝管(12)，左側裝有蜂窩降膜蒸發器(8)；在冷凝管(12)和蜂窩降膜蒸發器(8)間豎直設置有塑料隔板(9)，塑料隔板(9)安裝在基墻(4)上，塑料隔板(9)最上部和最下部的中間位置處分別設置有上風扇(10)和下風扇(7)；在加濕去濕塔(6)的右側底部裝有塔內淡水出口(3)，加濕去濕塔(6)的左側裝有溢流口(5)；加濕去濕塔(6)的頂部固定安裝有向陽隨動太陽能集熱器(11)；向陽隨動太陽能集熱器(11)由向陽旋轉底座和12～15根太陽能玻璃真空集熱管組成，12～15根太陽能玻璃真空集熱管并排相互固定，質心處安裝在向陽旋轉底座上；每根太陽能玻璃真空集熱管的下端相互連通為進水端，上端相互連通為出水端；蒸發凝結箱(13)的底部通過水管和第一水泵(1)與加濕去濕塔(6)內的冷凝管(12)下端相通，冷凝管(12)上端通過水管與向陽隨動太陽能集熱器(11)的太陽能玻璃真空集熱管的進水端相通，向陽隨動太陽能集熱器(11)的太陽能玻璃真空集熱管的出水端通過水管與加濕去濕塔(6)內的蜂窩降膜蒸發器(8)的上端相通，加濕去濕塔(6)左側的底部通過水管和第二水泵(2)連通至蒸發凝結箱(13)內的第二層鐵盤(14)的上方；上述水管均用保溫材料包覆。
2. 根據權利要求l所述的太陽能脫鹽裝置，其特征在于所述的每層鐵盤(14)分別經鐵盤支撐桿(22)固定在蒸發凝結箱(13)箱壁，每層鐵盤(14)均經表面鍍鋅處理；每層V形流槽(15)分別經流槽支撐桿(24)固定在蒸發凝結箱(13)箱壁，每層V形流槽(15)為PVC材質。
3. 根據權利要求l所述的太陽能脫鹽裝置，其特征在于所述的蜂窩降膜蒸發器(8)的材質為蜂窩狀玻璃纖維無機濕膜。
4. 根據權利要求1所述的太陽能脫鹽裝置，其特征在于所述的冷凝管(12)為10 12根鍍鋅銅管豎直均勻排列，鍍鋅銅管的柱面上沿豎直方向均勻地開有6 10條凹槽。
5. 根據權利要求l所述的太陽能脫鹽裝置，其特征在于所述的上風扇(10)固定安裝在塔頂上，下風扇(7)固定安裝在基墻(4)上，基墻(4)高度為加濕去濕塔(6)高度的1/8 1/6 ;上風扇(10)的出風口面向加濕去濕塔(6)的右側，下風扇(7)的出風口面向加濕去濕塔(6)的左側。
6. 根據權利要求l所述的太陽能脫鹽裝置，其特征在于所述的塑料隔板(9)為兩張平行的塑料板，兩張塑料板間的距離約為上風扇(10)或下風扇(7)的厚度,
全文摘要
本發明具體涉及一種太陽能脫鹽裝置。其技術方案是蒸發凝結箱(13)內有3～5層底部為三角形凹槽狀的鐵盤(14)，每條凹槽下裝有一條V形流槽(15)，V形流槽(15)與箱內淡水出口(18)相通。蒸發凝結箱(13)底部通過水管和第一水泵(1)與加濕去濕塔(6)內的冷凝管(12)相通，冷凝管(12)通過水管經向陽隨動太陽能集熱器(11)后與蜂窩降膜蒸發器(8)相通。加濕去濕塔(6)內設有塑料隔板(9)，其上部和下部分別裝有上風扇(10)和下風扇(7)，加濕去濕塔(6)左側底部通過水管和第二水泵(2)與蒸發凝結箱(13)內的第二層鐵盤(14)相通。本發明具有熱能利用充分、運行溫度較高、蒸發量和淡水產量較大的特點。
文檔編號C02F1/14GK101708872SQ20091027325
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者劉濤, 包申旭, 張一敏, 陳鐵軍, 黃晶 申請人:武漢科技大學