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，開發海水淡化技術，借助海洋解決水資源緊缺 已成為沿海地區的一種選擇。對海水或苦咸水進行淡化的方法很多，但常規的方法，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 會帶來一系列的環境問題。僅以能源消耗為例，目前全球約日產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，環境問題關注日益加強，成為海水淡化進 一步發展的障礙。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 的優點成為人們的優先選擇。 經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利申請號200910016942. 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、組合式蒸發冷凝 器、海水蒸發器、水蒸汽冷凝器、渦旋式真空泵、熱泵循環系統、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。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的不足，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 系統，更加高效的利用太陽能。
本發明通過以下技術方案實現本發明包括太陽能集熱器、第一循環泵、換熱 器、蒸發冷凝器、風機和真空泵機構，其中太陽能集熱器和第一循環泵相連，換熱器分別與 太陽能集熱器和蒸發冷凝器相連，蒸發冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發冷凝器相連。
所述的蒸發冷凝器包括蒸發腔和冷凝腔，其中冷凝腔嵌入設置于蒸發腔內，蒸 發腔和換熱器相連。 所述的冷凝腔嵌入蒸發腔處設有換熱壁面。 所述的風機設置于蒸發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腔 相連，第二真空泵和冷凝腔相連。 本發明采用了太陽能與低壓壓氣蒸餾海水淡化方法結合的方式進行海水淡化，對 水質要求低，降低了海水或苦咸水的預處理成本，省去了熱泵循環系統，簡化了機構，同時 不需要冷卻水，也不需要蒸汽，實現方便。整個裝置在低壓下運行，降低了操作溫度，并采用蒸發冷凝器回收冷凝熱，提高了熱效率，因此能高效的利用太陽能，同時降低系統結垢的可 能性，較好的解決了海水淡化裝置與太陽能有機結合和傳統壓氣蒸餾法結垢嚴重的問題。
圖1是本發明的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前 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、第一循環泵2、第一閥門3、換熱器4、 蒸發冷凝器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和第一循環泵2依 次相連，換熱器4分別與太陽能集熱器1的循環工質進出口和蒸發冷凝器5的進出口相連， 蒸發冷凝器5和風機6相連，真空泵機構7和蒸發冷凝器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。
蒸發冷凝器5包括蒸發腔8、冷凝腔9和擋板IO，其中冷凝腔9嵌入蒸發腔8 內，冷凝腔9嵌入蒸發腔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 在蒸發腔8和冷凝腔9的邊緣，使海水沿蒸發腔8 —側的換熱壁面均勻流下，海水在蒸發腔 8內沿換熱壁面成膜狀均勻流下，在下流過程中實現蒸發，蒸汽沿冷凝腔9 一側的換熱壁面 冷凝，將冷凝熱通過換熱壁面供給蒸發腔8，從而實現高效熱回收。 第二循環泵12和蒸發腔8相連，實現海水循環使用，三通閥11分別與第二循環泵
12、蒸發腔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，集熱介質經過第一循環泵2循環，通過換 熱器4將熱量交換給海水。經過加熱的海水通過三通閥11進入到蒸發腔8中，因壓力降低 汽化，產生的蒸汽通過風機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腔8內的海水使用，使蒸發腔8內的海水繼續蒸發，冷凝 水從冷凝腔9內通過第二真空泵17排出。未完全蒸發的濃海水一部分經第二循環泵12和 海水在三通閥11中混合后重新進行循環蒸發，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，對水質要求低，海水預處理簡單且轉化效率較高的優點。本實施例中省去了 熱泵循環系統，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、第一循環泵、換熱器、蒸發冷凝器、風機和真空泵機構，其特征在于太陽能集熱器和第一循環泵相連，換熱器分別與太陽能集熱器和蒸發冷凝器相連，蒸發冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發冷凝器相連；所述的蒸發冷凝器包括蒸發腔和冷凝腔，冷凝腔嵌入設置于蒸發腔內，蒸發腔和換熱器相連，冷凝腔嵌入蒸發腔處設有換熱壁面。
2. 根據權利要求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腔和冷凝腔之間的蒸汽流道。
5. 根據權利要求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、第一循環泵、換熱器、蒸發冷凝器、風機和真空泵機構，太陽能集熱器和第一循環泵相連，換熱器分別與太陽能集熱器和蒸發冷凝器相連，蒸發冷凝器和風機相連，真空泵機構和蒸發冷凝器相連，所述的蒸發冷凝器包括蒸發腔和冷凝腔，冷凝腔嵌入設置于蒸發腔內，蒸發腔和換熱器相連，冷凝腔嵌入蒸發腔處設有換熱壁面。本發明采用了太陽能與低壓壓氣蒸餾海水淡化方法結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，同時實現方便。整個裝置在低壓下運行，降低了操作溫度，并采用蒸發冷凝器回收冷凝熱，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 優先權日2010年1月28日
發明者代彥軍, 夏佰林, 李勇, 王如竹, 趙耀 申請人:上海交通大學