本發明涉及一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置,利用太陽能光伏發電與光熱技術實現高效海水淡化,屬于新能源應用技術領域。
背景技術:
隨著現代化建設的高速發展,人口的急劇膨脹,以及人們物質文化生活水平的極大提高,水的用量與日俱增,但是供水量卻有減無增,而且水體污染日趨嚴重。因此,全球范圍及至全國性的供水矛盾日益突出。人類正面臨著來自水資源和水質性兩大危機越來越嚴峻的挑戰。所以,合理地開發利用和有效地保護水資源已成為全世界共同關注的熱點,防止水危機的呼聲浪高一浪,正席卷全球。
當前,海水淡化多采用蒸發式可是膜式過濾,設備投資大,維護成本。中國專利zl201420783823.1公布了一種負壓式太陽能海水淡化器,采用了太陽能熱利用技術,進行海水淡化,是一種較為可行的海水淡化裝置。本發明在此基礎上進一步創新,將綜合太陽能光伏光熱綜合利用,是實現高效海水淡化。
技術實現要素:
發明目的:針對上述現有存在的問題和不足,本發明一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置的目的是實現大規模、高效、低成本的分布式海水淡化裝置。
技術方案:
一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置,包括光伏陣列(1)、控制器(2)、dc/dc變換器(3)、真空泵(4)、淡水引出閥(5)、淡水出口(6)、抽真空管(7)、海水池(8)、加熱器(9)、蒸發面(10)、玻璃罩(11)、淡水回流槽(12)、壓力傳感器(13)、海水泵(14)、液位傳感器(15);
所述光伏陣列(1)輸出與dc/dc變換器(3)的輸入連接,dc/dc變換器(3)的控制端口與控制器(2)的輸出連接,控制器(2)的輸入一端口與壓力傳感器(13)的信號輸出連接,控制器(2)的輸入二與液位傳感器(15)的信號輸出連接,液位傳感器(15)安裝在海水池(8)中;淡水出口(6)安裝在淡水回流槽(12)的底部,淡水出口(6)的底部出水口與淡水引出閥(5)的進口連接,淡水引出閥(5)的出口與淡水箱連接;
所述dc/dc變換器(3)的輸出分三路:dc/dc變換器(3)輸出一與加熱器(9)的電源端口連接,dc/dc變換器(3)輸出二與真空泵(4)的電源端口連接,dc/dc變換器(3)輸出三與海水泵(14)的電源端口連接;真空泵(4)的一端與抽真空管(7)連接,抽真空管(7)的另一端密封安裝在海水池(8)底部,端口高度高出蒸發面(10),真空泵(4)另一端暴露在空氣中;
所述海水池(8)、玻璃罩(11)、淡水回流槽(12)構成密封體,加熱器(9)密封安裝在海水池(8)的底部,壓力傳感器(13)安裝在密封體內,海水泵(14)進口端與海水供給鏈接,海水泵(14)出口端與海水池(8)的進口連接。
一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置,其特征在于玻璃罩(11)為半球形,淡水回流槽(12)位于玻璃罩(11)周邊,蒸發面(10)的高度低于淡水回流槽(12)的邊緣高度。
所述光伏陣列(1)將太陽能轉換為電能。
所述控制器(2)處理壓力傳感器(13)、液位傳感器(15)的信號,控制dc/dc變換器(3)的輸出狀態。
所述dc/dc變換器(3)將光伏陣列(1)輸出的直流電能變換為符合真空泵(4)、加熱器(9)、海水泵(14)供電需求的直流電能。
所述真空泵(4)由直流電機構成,用于將密封艙里抽真空。
所述淡水引出閥(5)由閥門構成,用于放出密封艙中生成的淡水。
所述淡水出口(6)用于將淡水回流槽(12)中的淡水引出。
所述抽真空管(7)用于輔助真空泵(4)將密封艙里抽真空,一段安裝在密封艙里,另一端暴露在空氣中。
所述海水池(8)用于儲存被淡化的海水。
所述加熱器(9)由直流電熱器構成,安裝在海水池(8),用于加熱被淡化的海水。
所述蒸發面(10)是指海水池(8)中的海水的表面。
所述玻璃罩(11)是由透明的玻璃構成,呈半圓型。陽光,穿過玻璃罩(11)照射在海水池(8)的海水上,海水被蒸發后,在玻璃罩(11)的內壁冷凝,沿著玻璃罩(11)的內壁流到淡水回流槽(12)中。
所述淡水回流槽(12)位于玻璃罩(11)下沿的四周,用于回收玻璃罩(11)內壁冷凝的淡水。
所述壓力傳感器(13)安裝在密封艙內部,用于檢測密封艙的壓力。
所述海水泵(14)用于給海水池(8)中添加海水。
所述液位傳感器(15)安裝在海水池(8)中,用于檢測海水池(8)中海水的液位。當液位過低時,控制器(2)控制海水泵(14)給海水池(8)泵入海水。
工作原理:光伏陣列(1)將太陽能轉換為電能,經過dc/dc變換器(3)后,分別給真空泵(4)和加熱器(9)供電,控制器(2)根據壓力傳感器(13)和液位傳感器(15)的信號分別控制真空泵(4)和海水泵(14),調節壓力和海水池(8)的液面高度。海水池(8)、玻璃罩(11)、淡水回流槽(12)構成密封體,加熱器(9)密封安裝在海水池(8)的底部,加熱器(9)得電后給海水池(8)中的海水加熱,海水加熱后,在太陽能光照條件下快速蒸發,被蒸發的得到的淡水在玻璃罩(11)內表面冷凝,沿著玻璃罩(11)的內表面流到淡水回流槽(12),淡水回流槽(12)中的淡水流入淡水出口(6),到達淡水引出閥(5),最終獲得清潔的淡水。
有益效果,本發明具有以下優點:
(1)本發明利用太陽能光伏光熱綜合實現海水淡化,效率高。
(2)本發明為分布式海水淡化裝置,可在任意地點實現海水淡化,實用性高。
(3)本發明采用適用于大規模海水淡化工程,有利于解決缺水問題。
附圖說明
圖1為本發明結構示意圖。
圖中:1-光伏陣列、2-控制器、3-dc/dc變換器、4-真空泵、5-淡水引出閥、6-淡水出口、7-抽真空管、8-海水池、9-加熱器、10-蒸發面、11-玻璃罩、12-淡水回流槽、13-壓力傳感器、14-海水泵、15-液位傳感器。
具體實施方式:結合附圖,進一步對本發明解釋。
一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置,包括光伏陣列(1)、控制器(2)、dc/dc變換器(3)、真空泵(4)、淡水引出閥(5)、淡水出口(6)、抽真空管(7)、海水池(8)、加熱器(9)、蒸發面(10)、玻璃罩(11)、淡水回流槽(12)、壓力傳感器(13)、海水泵(14)、液位傳感器(15);
所述光伏陣列(1)輸出與dc/dc變換器(3)的輸入連接,dc/dc變換器(3)的控制端口與控制器(2)的輸出連接,控制器(2)的輸入一端口與壓力傳感器(13)的信號輸出連接,控制器(2)的輸入二與液位傳感器(15)的信號輸出連接,液位傳感器(15)安裝在海水池(8)中;淡水出口(6)安裝在淡水回流槽(12)的底部,淡水出口(6)的底部出水口與淡水引出閥(5)的進口連接,淡水引出閥(5)的出口與淡水箱連接;
所述dc/dc變換器(3)的輸出分三路:dc/dc變換器(3)輸出一與加熱器(9)的電源端口連接,dc/dc變換器(3)輸出二與真空泵(4)的電源端口連接,dc/dc變換器(3)輸出三與海水泵(14)的電源端口連接;真空泵(4)的一端與抽真空管(7)連接,抽真空管(7)的另一端密封安裝在海水池(8)底部,端口高度高出蒸發面(10),真空泵(4)另一端暴露在空氣中;
所述海水池(8)、玻璃罩(11)、淡水回流槽(12)構成密封體,加熱器(9)密封安裝在海水池(8)的底部,壓力傳感器(13)安裝在密封體內,海水泵(14)進口端與海水供給鏈接,海水泵(14)出口端與海水池(8)的進口連接。
一種太陽能光伏光熱分布式負壓海水淡化裝置,其特征在于玻璃罩(11)為半球形,淡水回流槽(12)位于玻璃罩(11)周邊,蒸發面(10)的高度低于淡水回流槽(12)的邊緣高度。
以上所述僅為本發明的較佳實施方式,本發明的保護范圍并不以上述實施方式為限,但凡本領域普通技術人員根據本發明所揭示內容所作的等效修飾或變化,皆應納入權利要求書中記載的保護范圍內。