專利名稱：一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置。
背景技術：
我國是一個缺水國家，全國有300多個城市缺水，110個城市嚴重缺水，14個沿海開放城市中有9個嚴重缺水。在我國的西北干旱地區，可供利用的淡水資源更加有限。此外我國沿海有人居住的島嶼有幾千個，更多具有國防意義的東南沿海諸島嶼，其淡水資源短缺，只能靠積聚雨水和用船從陸地運水來解決飲用水問題，成本很高，遇到惡劣天氣，供水還經常得不到保障。在我國的西北干旱地區，雖然淡水資源嚴重缺乏卻蘊含豐富的地下苦咸水或苦咸水湖。沿海地區具有豐富的海水資源。由此可見，研究開發并推廣經濟有效的海水(苦咸水)淡化技術具有十分重要的現實意義，是解決目前中國沿海地區水資源危機，解決我國華北西部和西北某些苦咸水地區淡水資源緊缺、解決我國沿海許多島嶼居民的生活用水、解決海島駐守部隊淡水供給以及使無人島變為有人島等問題的最現實可行的根本舉措。目前，傳統的海水(苦咸水)淡化技術主要有電滲析法、反滲透法和蒸餾法，其中，電滲析法、反滲透法投資及運行成本高，再且西北地區及海島電能限制，制約上述技術在此區域的應用。而蒸餾利用可充分利用上述區域的重要資源太陽能，并且在蒸餾技術的基礎上，增加膜凈化技術可得到高質量水質，即膜蒸餾。膜蒸餾(MD)是膜技術與蒸餾過程相結合的膜分離過程，它以疏水微孔膜為介質，在膜兩側蒸氣壓差的作用下，料液中揮發性組分以蒸氣形式透過膜孔(如應用在高鹽水凈化中，水以水蒸氣形式透過膜孔)，從而實現分離的目的。與其他常用分離過程相比，膜蒸餾具有分離效率高、操作條件溫和、對膜與原料液間相互作用及膜的機械性能要求不高、能夠處理反滲透等不能處理的高鹽水等優點。我國華北西部、西北和島嶼居民的生活用水水質要求的提高，需提供一種生產高質量水的裝置，同時要求投資及運行費用低廉，且無需依賴電能。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置。本實用新型提出的一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，是由采集太陽能的太陽能集熱器、進行蒸汽過濾的高密度復合膜過濾器、無動力自然風冷卻器三部分組成。本實用新型提出的一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，為直接加熱型太陽能，由太陽能集熱器I、高分子保溫材料層2、儲水蒸發室3、膜過濾室4、高密度復合膜組件5、自然風排氣裝置6、空氣冷凝室7、凈水出水管8、海水或苦咸水進水管9和濃水排水管10組成；其中膜過濾室4位于儲水蒸發室3上方，儲水蒸發室3和膜過濾室4四周設有高分子保溫材料層2，儲水蒸發室3與膜過濾室4通過高密度復合膜組件5連通，膜過濾室4 一側為空氣冷凝室7，空氣冷凝室7與膜過濾室4實現蒸汽連通，太陽能集熱器I與儲水蒸發室3底部直接連接，空氣冷凝室7頂部與自然風排氣裝置6連接，底部一側設有凈水出水管8 ;儲水蒸發室3 —側上部設有海水或苦咸水進水管9，一側下部設有濃水排水管10 ;儲水蒸發室3內的海水或苦咸水升溫后，產生的蒸汽通過密度復合膜組件5進行過濾，空氣冷凝室7內進行蒸汽冷凝，冷源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置6，進行自然風冷凝；海水或苦咸水從儲水蒸發室3進水管9加入，濃水從儲水蒸發室3排水管10排放，淡水從空氣冷凝室7凈水出水管8產出。本實用新型提出的一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，為間接加熱型太陽能，由太陽能集熱器I、高分子保溫材料層2、儲水蒸發室3、 膜過濾室4、高密度復合膜組件5、自然風排氣裝置6、空氣冷凝室7、凈水出水管8、海水或苦咸水進水管9、濃水排水管10、熱水管11、冷水管12和熱交換器13組成；其中膜過濾室4位于儲水蒸發室3上方，儲水蒸發室3和膜過濾室4四周設有高分子保溫材料層2，儲水蒸發室3與膜過濾室4通過高密度復合膜組件5連通，膜過濾室4 一側為空氣冷凝室7，空氣冷凝室7與膜過濾室4實現蒸汽連通，儲水蒸發室3內設有熱交換器13，所述太陽能集熱器I上部通過熱水管11連接熱交換器13上部，太陽能集熱器I下部通過冷水管12連接熱交換器13下部，空氣冷凝室7頂部與自然風排氣裝置6連接，底部一側設有凈水出水管8 ;儲水蒸發室3 —側上部設有海水或苦咸水進水管9，一側下部設有濃水排水管10 ;儲水蒸發室3內的海水或苦咸水升溫后，產生的蒸汽通過密度復合膜組件5進行過濾，空氣冷凝室7內進行蒸汽冷凝，冷源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置6，進行自然風冷凝；海水或苦咸水從儲水蒸發室3進水管9加入，濃水從儲水蒸發室3排水管10排放，淡水從空氣冷凝室7凈水出水管8產出。本實用新型中，所述太陽能集熱器I采用管式集熱器或板式集熱器。本實用新型中，所述高密度復合膜組件5采用板式膜、筒式膜或疊式膜。本實用新型中，儲水蒸發室3海水(苦咸水)的熱量來源太陽能集熱器I吸收的太陽能。本實用新型中，儲水蒸發室3產生的蒸汽，通過膜過濾室4內高密度復合膜組件5進行過濾，提高蒸汽質量。本實用新型中，空氣冷凝室7內進行蒸汽冷凝，冷源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置6，進行自然風冷凝。本實用新型中，所述疏水膜采用高密度復合膜組件，采用板式膜、筒式膜或疊式膜，數量視具體情況而定。本實用新型中，蒸發和膜過濾相對獨立，解決了膜污染及析出物劃傷蒸餾膜的問題。本實用新型中，設備的運行動力I)熱源太陽能集熱器I吸收的太陽能；2)膜過濾儲水蒸發室3與膜過濾室4蒸汽壓力差實現；3)冷凝通過自然風排氣裝置6引導自然風進入空氣冷凝室7內，實現蒸汽冷凝。本實用新型提出一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，利用自然界太陽能和風能實現了無動力海水(苦咸水)淡化的目的。
圖I為本實用新型的非接觸型無電耗直接式太陽能膜凈水裝置結構圖示。[0022]圖2為本實用新型的非接觸型無電耗間接式太陽能膜凈水裝置結構圖示。圖中標號I為太陽能集熱器，2為高分子保溫材料層，3為儲水蒸發室，4為膜過濾室，5為高密度復合膜組件，6為自然風排氣裝置，7為空氣冷凝室，8為凈水出水管，9為海水或苦咸水進水管，10為濃水排水管，11為熱水管，12為冷水管，13為熱交換器。
具體實施方式
下面通過實施例結合附圖進一步說明本實用新型。實施例I :如圖I-圖2所示，本實用新型提出的一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，由太陽能集熱器(管式集熱器或板式集熱器)I、高分子保溫材料層2、儲水蒸發室3、膜過濾室4、高密度復合膜組件(板式膜、筒式膜或疊式膜)5、自然風排氣裝置6、空氣冷凝室7、凈水出水管8、海水(苦咸水)進水管9和濃水排水管10組成；其中,儲水蒸發室3和膜過濾室4四周設有高分子保溫材料層2，直接加熱型太陽能是太陽能集熱器I與儲水蒸發室3底部直接連接，間接加熱型太陽能是太陽能集熱器I上部熱水管11與儲水蒸發室3內熱交換器13上部連接，太陽能集熱器I下部冷水管12與儲水蒸發室3內熱交換器13下部連接，儲水蒸發室3與膜過濾室4通過高密度復合膜組件5連通，空氣冷凝室7與膜過濾室4實現蒸汽連通，空氣冷凝室7與自然風排氣裝置6連接。本實用新型工作過程如下，儲水蒸發室3內的海水(苦咸水)直接利用太陽能集熱器(管式集熱器或板式集熱器)I集熱，最大限度的實現光熱轉換，經微循環將儲水蒸發室3內海水(苦咸水)升溫，或間接利用太陽能集熱器(管式集熱器或板式集熱器)I集熱，最大限度的實現光熱轉換，水溫升高，密度減小，水向上流動，在儲水蒸發室3通過熱交換器13進行熱量交換，溫度降低，密度增大，水向下流動，形成太陽能集熱器(管式集熱器或板式集熱器)1，熱水管11，熱交換器13，冷水管12的太陽能集熱和儲水蒸發室3內海水(苦咸水)升溫的間接太陽能加熱循環，儲水蒸發室3內的海水(苦咸水)升溫后，蒸發，在膜過濾室4內經過高密度復合膜組件(板式膜、筒式膜或疊式膜)5進行過濾，經過濾后的蒸汽在空氣冷凝室7內進行蒸汽冷凝，冷源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置6，進行自然風冷凝。海水(苦咸水)從儲水蒸發室3進水管9加入，濃水從儲水蒸發室3排水管10排放，淡水從空氣冷凝室7凈水出水管8產出。儲水蒸發室3產生的蒸汽，通過膜過濾室4內高密度復合膜組件5進行過濾，提高蒸汽質量。蒸發和膜過濾相對獨立，解決了膜污染及析出物劃傷蒸餾膜的問題，保證了設備的長久穩定運行。2012年6月份將上述非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置應用于某區海濱太陽能海水淡化中，集熱面積5m2，現已連續運行2個多月，期間未進行任何清洗操作，未采用電能，設備運行穩定，日產淡水40 60kg /天，并且系統產水水質穩定，超過太陽能蒸餾制水水質質量，抽樣檢測重要數據如下表項目丨擊位非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置
2012年6月10日 I 2012年T月10日 2012年8月10日進水出水進水出水進水出水IDSmg/L355007835600 TO 35900 65需要指出的是，上面所述只是圖解說明本實用新型的一些原理，由于對相同技術領域內的普通技術人員是很容易在此技術上進行若干修改 和改動的。因此，本說明書并非是要將本實用新型局限在所示和所述的具體結構和適用范圍內，故凡是所有可能被利用的相應修改以及等同物，均屬于本實用新型申請的專利范圍。
權利要求1.ー種非接觸型無電耗太陽能膜浄水裝置，為直接加熱型太陽能，由太陽能集熱器(I)、高分子保溫材料層(2)、儲水蒸發室(3)、膜過濾室(4)、高密度復合膜組件(5)、自然風排氣裝置出)、空氣冷凝室(7)、浄水出水管(8)、海水或苦咸水進水管(9)和濃水排水管(10)組成；其特征在于膜過濾室(4)位于儲水蒸發室(3)上方，儲水蒸發室(3)和膜過濾室(4)四周設有高分子保溫材料層(2)，儲水蒸發室(3)與膜過濾室(4)通過高密度復合膜組件(5)連通，膜過濾室(4) 一側為空氣冷凝室(7)，空氣冷凝室(7)與膜過濾室(4)實現蒸汽連通，太陽能集熱器(I)與儲水蒸發室(3)底部直接連接，空氣冷凝室(7)頂部與自然風排氣裝置(6)連接，底部ー側設有凈水出水管(8);儲水蒸發室(3) —側上部設有海水或苦咸水進水管(9)，ー側下部設有濃水排水管(10);儲水蒸發室(3)內的海水或苦咸水升溫后，產生的蒸汽通過密度復合膜組件(5)進行過濾，空氣冷凝室(7)內進行蒸汽冷凝，冷 源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置出)，進行自然風冷凝；海水或苦咸水從儲水蒸發室(3)進水管(9)加入，濃水從儲水蒸發室(3)排水管(10)排放，淡水從空氣冷凝室(7)浄水出水管⑶產出。
2.ー種非接觸型無電耗太陽能膜浄水裝置，為間接加熱型太陽能，由太陽能集熱器(I)、高分子保溫材料層(2)、儲水蒸發室(3)、膜過濾室(4)、高密度復合膜組件(5)、自然風排氣裝置出)、空氣冷凝室(7)、浄水出水管(8)、海水或苦咸水進水管(9)、濃水排水管(10)、熱水管(11)、冷水管(12)和熱交換器(13)組成；其特征在于膜過濾室(4)位于儲水蒸發室(3)上方，儲水蒸發室(3)和膜過濾室(4)四周設有高分子保溫材料層(2)，儲水蒸發室(3)與膜過濾室(4)通過高密度復合膜組件(5)連通，膜過濾室(4) ー側為空氣冷凝室(7)，空氣冷凝室(7)與膜過濾室(4)實現蒸汽連通，儲水蒸發室(3)內設有熱交換器(13)，所述太陽能集熱器(I)上部通過熱水管(11)連接熱交換器(13)上部，太陽能集熱器(I)下部通過冷水管(12)連接熱交換器(13)下部，空氣冷凝室(7)頂部與自然風排氣裝置(6)連接，底部ー側設有凈水出水管(8);儲水蒸發室(3) —側上部設有海水或苦咸水進水管(9)，ー側下部設有濃水排水管(10);儲水蒸發室(3)內的海水或苦咸水升溫后，產生的蒸汽通過密度復合膜組件(5)進行過濾，空氣冷凝室(7)內進行蒸汽冷凝，冷源來自自然空氣，通過自然風排氣裝置出)，進行自然風冷凝；海水或苦咸水從儲水蒸發室(3)進水管(9)加入，濃水從儲水蒸發室⑶排水管(10)排放，淡水從空氣冷凝室(7)凈水出水管⑶產出。
3.根據權利要求I或2所述的非接觸型無電耗太陽能膜浄水裝置，其特征在于所述太陽能集熱器(I)采用管式集熱器或板式集熱器。
4.根據權利要求I或2所述的非接觸型無電耗太陽能膜浄水裝置，其特征在于所述高密度復合膜組件(5)采用板式膜、筒式膜或疊式膜。
專利摘要本實用新型涉及一種非接觸型無電耗太陽能膜凈水裝置，由太陽能集熱器(管式集熱器或板式集熱器)、高分子保溫材料層、儲水蒸發室、膜過濾室、高密度復合膜組件(板式膜、筒式膜或疊式膜)、自然風排氣裝置、空氣冷凝室、凈水出水管、海水(苦咸水)進水管和濃水排水管組成；其中，儲水蒸發室和膜過濾室四周設有高分子保溫材料層，直接加熱型太陽能是太陽能集熱器與儲水蒸發室底部直接連接，間接加熱型太陽能是太陽能集熱器上部熱水管與儲水蒸發室內熱交換器上部連接，太陽能集熱器下部冷水管與儲水蒸發室內熱交換器下部連接，儲水蒸發室與膜過濾室通過高密度復合膜組件連通，空氣冷凝室與膜過濾室實現蒸汽連通，空氣冷凝室與自然風排氣裝置連接。
文檔編號C02F103/08GK202754819SQ20122041628
公開日2013年2月27日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者曹天民, 楊明, 姜義行 申請人:楊明