[发明专利]主动式太阳能、风能耦合海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化技术，具体的说，是涉及一种利用太阳能和风能进行海水淡化的装置。

背景技术

我国是水资源缺乏的国家，人均占有水量只居世界的第108位，相当于世界人均水平的1/4，缺水城市占全国城市的2/3，因此水资源成为影响我国可持续发展的关键因素之一。在地下取水和跨区域调水受到越来越多条件限制的情况下，采用海水淡化获得新水源是解决我国淡水紧缺的重要战略途径。

海水淡化是利用海水脱盐生产淡水的技术和过程，大规模海水淡化的成熟技术主要有蒸馏法、电渗析法和反渗透法。传统的海水淡化技术以石油、煤炭等化石燃料作为能源，不仅消耗大量不可再生的化石燃料，而且会释放大量温室气体。太阳能、风能海水淡化技术可以克服以上缺点，同时淡水生产成本低、适应性好。

太阳能、风能海水淡化技术分为直接海水淡化和间接海水淡化：直接太阳能海水淡化是利用太阳能产生的热能驱动蒸馏过程，直接风能海水淡化是将风力的机械能驱动脱盐单元(电渗析单元、反渗透单元等)进行海水淡化；间接太阳能、风能海水淡化利用太阳能和风力产生的电能驱动后续的脱盐单元进行海水淡化。太阳能蒸馏系统又可分为主动式和被动式两大类：被动式太阳能蒸馏系统没有以外部方式加热，结构简单、取材方便，但工作温度低、产水量低；主动式太阳能蒸馏系统以外部方式(如集热板)将外部热能加入到系统来提高蒸馏器的蒸发作用，运行温度高、产水量高。

公开号为CN101244849A的中国专利披露了一种由太阳能集热管、蒸发器、冷凝器等构成的主动式太阳能海水淡化装置，可用于海水淡化和苦咸水的浓缩分离，但该装置未充分利用浓海水和蒸汽的余热。公开号为CN2470343Y的中国专利披露了一种太阳能和风能海水淡化装置，通过风力发电驱动水泵和传感器工作，由太阳能加热管、换热器和冷凝器构成海水淡化主单元，该装置仅利用风力进行发电，不适用于风能资源不丰富的地区，具有局限性。Al-Garni等人发明的风能-太阳能海水淡化系统可用于发电和生产淡水，系统包括热交换器、海水淡化单元等，并利用太阳能-风能驱动电扇冷却提高生产淡水效率，在气温较高时通过电扇来冷却效率较低(Ahmed Al-Garni，Farooq Saeed，Ayman Kassem.Wind-solar desalination farm and park system.US patent：7771568.)。Ambadar等人用太阳能集热器加热海水产生蒸汽，并通过进水海水来冷却，从而获得淡水，但该装置也未充分利用风能(Husein Ambadar，Zantar Ambadar，Zeky Ambadar.Seawater solar desalination system.US patent：5672250.)。

发明内容

本发明要解决的是现有技术的主动式太阳能海水淡化装置或未充分利用风能，或者对风能的利用效率不高的技术问题，提供一种主动式太阳能、风能耦合海水淡化装置。

为了解决上述技术问题，本发明的装置通过以下的技术方案予以实现：

一种主动式太阳能、风能耦合海水淡化装置，包括太阳能电池板、风力发电机和原海水进水管路，所述太阳能电池板和所述风力发电机通过充电控制器与蓄电池连接，所述太阳能电池板、所述风力发电机以及所述蓄电池的额定电压相等；

所述原海水进水管路依次通过第一换热器和第二换热器连接于太阳能集热器的底部，所述太阳能集热器下方设置有海水蒸发器，所述海水蒸发器由纵截面为直角梯形的柱体制成，其斜盖板面向于所述太阳能集热器，所述海水蒸发器在所述斜盖板底端下方设置有淡水收集槽，所述淡水收集槽底部设置有淡水出水口，所述淡水出水口连接有通过所述第二换热器的淡水出水管路，所述海水蒸发器顶部设置有连接于所述太阳能集热器的原海水进水口，底部设置有浓海水出水口，所述浓海水出水口连接有通过所述第一换热器的浓海水出水管路；

所述蓄电池分别与第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵连接，所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的工作电压与所述蓄电池的额定电压一致，所述第一真空泵用于将所述海水蒸发器中的淡水抽入到所述淡水出水管路，所述第二真空泵用于将所述海水蒸发器中的浓海水抽入到所述浓海水出水管路，所述第三真空泵用于将原海水进水管路中的原海水经过所述太阳能集热器抽到到所述海水蒸发器。

所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵均为水、汽两用泵。

所述海水蒸发器的底面外壁和侧面外壁设置有保温层。

本发明的有益效果是：