[发明专利]一种太阳能喷射制冷式海水淡化装置

说明书

技术领域：

本发明属于太阳能热利用和海水淡化技术领域，涉及一种利用太阳能的热管式喷射制冷系统进行海水淡化处理的技术设备，特别是一种太阳能喷射制冷式海水淡化装置。

背景技术：

淡水是人类赖以生存和社会发展的必需物质之一，但是长期以来沿海地区缺水形势却十分严峻，已经制约了当地的经济发展，如何依靠当地的地理优势，合理利用和开发水资源便成为摆在政府和社会面前的一道难题。幸运的是，这些地区都毗邻海边，如果海水淡化产业能够得到良好的发展，无疑将对这些地区的经济、社会发展起到相当大的作用，故海水淡化产业前景广阔。目前，海水淡化的方法通常为闪蒸法即先将海水加热后汽化然后再把水蒸气冷凝得到淡水，如果采用常规的加热方法，通常需要消耗大量的能量，而当今世界能源非常紧张，各种能源价格飞涨，于是各国都将眼光投向了可再生能源，一则这种能源可再生，取之不尽、用之不竭；再则，可再生能源对环境友好，对地球及人类的生存环境的危害几乎可以忽略不计，在可再生能源中，太阳能无疑是最引人瞩目的。利用太阳能实现海水淡化，在国内外也有一些初探式研究，主要考虑将太阳能制冷与海水淡化相结合来解决淡水缺乏与能源危机等问题；现有的已经投入实用的海水淡化技术主要包括：真空冷冻与气相冷凝法、蒸馏法和膜法；真空冷冻与气相冷凝法的海水淡化技术是利用海水三相点理论，以水为制冷剂，使海水同时蒸发和结冰，得到淡水的一种方法，该方法能耗低，轻腐蚀轻结垢，预处理简单，设备投资少，可以处理含盐量高的海水，但需要较多的冷量和低压环境；蒸馏法使用的较早，工艺技术也比较成熟，但是投资高，能耗高；膜法的缺点是耗电大及膜的老化和二次污染；归结起来，现有的海水淡化技术普遍存在着设备结构复杂，淡化工艺过程复杂，淡化能耗大，成本高，淡化效率低，实用性差等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、无运动部件、热效率高、不消耗常规能源的海水淡化方法；尤其是一种利用太阳能源的太阳能喷射制冷式海水淡化方法。

为了实现上述目的，本发明的主体结构包括太阳能源、联箱、太阳能集热器、喷射器、热管蒸发端、气泵、第一热电偶、第二热电偶、引风机、电加热器、鼓泡蒸发器、排污阀、压力传感器、鼓泡器、冷凝集水器、节流阀、热管冷凝端、调节阀和海水槽；太阳能集热器上端制有联箱，太阳能集热器的下端通过热管蒸发端并串过鼓泡蒸发器内腔后与联箱管道式连通构成循环回路；喷射器分别串过热管蒸发端与冷凝集水器和热管冷凝端管道连通，构成循环回路；鼓泡蒸发器内腔底侧制有鼓泡器，鼓泡器与气泵连通，以制备足够的气泡；鼓泡蒸发器的底侧上分别制有排污阀和压力传感器；鼓泡蒸发器的一个侧壁上上下结构分别制有第二热电偶和第一热电偶，另一侧上制有电加热器，鼓泡蒸发器的上端开口处制有引风机，引风机与冷凝集水器管道连通，其联箱、鼓泡蒸发器、冷凝集水器及装置系统各处的连接管道外侧分别包套式结构均设置有保温材料。

本发明实现海水淡化的工艺过程是由太阳能集热器吸收太阳能源将鼓泡蒸发器中的海水加热到80℃左右，鼓泡器向鼓泡蒸发器内鼓入气泡并与海水进行热湿交换，从而使水箱中的空气的含湿量增大，热湿空气在鼓泡蒸发器出口处的引风机的抽吸下进入冷凝集水器中降温，达到过饱和从而冷凝成为淡化水；海水淡化过程中采用负压引射的原理，热管蒸发端的工质蒸发并被加热成过热蒸气进入喷射器，冷凝集水器内的制冷工质被引射进喷射器蒸发制冷，将进入冷凝集水器的热湿空气去湿，达到收集淡水的效果；海水淡化装置系统中除太阳能集热器外的各部件及相应的连接管道材料应满足与工质的相容性和防腐蚀性能，装置系统的壳体材料应满足在工作温度下的强度和刚度要求；装置系统的材料焊接性能应符合焊接要求，装置系统的壳体和端盖采取同种材料；传热管道是依靠工质的相变来传递热量的，所用工质的各种物理性质对于传热管道的工作特性具有重要影响，加上喷射器的正常工作需要一定的压力，工质选择包括丙酮类的低沸点、高饱和蒸气压工质。