[发明专利]一种太阳能海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及海水淡化领域，具体涉及一种太阳能海水淡化装置。

背景技术

淡水是人类社会赖以生存与发展的基本物质之一。但是实际上人类可从江河湖泊中取用的淡水仅占水总量的0.014%。随着人口的增长和经济的快速发展，人类对淡水的需求量持续增长，为了应对全球水资源短缺的问题，海水和苦咸水淡化已经成为世界各国解决水问题的有效途径。

利用太阳能实现海水淡化，具有不消耗常规能源、不产生二次污染、运行费用省等优势。用流动的空气作为水蒸气载体的增湿除湿海水淡化方法，具有规模灵活，设备投资和操作成本低，结构简单，可利用低位热能等优点。可望在淡水需求相对分散的沿海岛屿、内陆苦咸水地区、偏远的旅游景点等地方获得应用，被认为是太阳能海水淡化中最具有前景的方法。常规的太阳能集热器直接加热海水的方法，由于海水含盐量高，具有腐蚀和结垢的特点，系统结垢腐蚀严重，直接影响了太阳能集热器的使用寿命。而太阳能空气集热器产生的热空气与海水混合来实现海水淡化的方法，空气不能循环使用，造成太阳能集热器的使用效率低。

振荡流热管是90年代出现的一种新型热管元件，它利用毛细作用，在管内间歇地形成汽塞和液塞，通过相变和汽液振荡来传递热量。它的有效导热性能比银、铜大数千倍。振荡流热管的加热端和冷却端可以分离，形状可以任意弯曲，适应性好。振荡流热管由于其优良的性能，被视为解决微小空间高热通量散热方案中最有希望和前途的传热元件。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，结合振荡流热管的优点，提出了一种太阳能海水淡化装置。

本发明采用高效振荡流热管太阳能空气集热器对空气进行加热，利用增湿除湿方法对海水进行蒸发，冷凝，连续取得淡水的装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太阳能海水淡化装置，包括振荡流热管空气集热器、蒸发器和冷凝器，振荡流热管空气集热器设有汽体出口和汽体入口；蒸发器设有空气出口和海水出口，蒸发器底部设有气体分布器；冷凝器设有湿空气入口、汽体出口和淡水排出口，冷凝器内部设有冷凝盘管，冷凝盘管一端与海水泵连接，另一端通入蒸发器；所述振荡流热管空气集热器的汽体出口与气体分布器相连，蒸发器的空气出口与冷凝器的湿空气入口连接，冷凝器的汽体出口与太阳能空气集热器的汽体入口连接。

所述蒸发器安装有液位控制器，多余海水由蒸发器底部的海水出口排出。

所述冷凝器的汽体出口与振荡流热管空气集热器的汽体入口之间还设有风机。

所述振荡流热管空气集热器为振荡流热管太阳能空气集热器。

所述的振荡流热管太阳能空气集热器分为两层，上下两层腔体并不联通。上层是振荡流热管的加热端，收集太阳能的热量，下层为振荡流热管的冷却端，循环用携湿空气通过此层被加热。

所述的振荡流热管太阳能空气集热器内有一根或多根振荡流热管，振荡流热管中间折弯，被绝热保温隔板隔开，分别放置于上下两层腔体中，振荡流热管上装有散热翅片。

所述的气体分布器放置于蒸发器底部，气体分布器的顶端是封闭的，在气体分布器的周边开有若干小的气体排出口。气体分布器可以是气管。

所述的振荡流热管空气集热器，除可以采用太阳能热源外，还可以采用废气热源，效果不受影响。

本发明的工作原理为：在振荡流热管太阳能空气集热器中被加热的高温空气进入位于蒸发器底部的气体分布器，在气体分布器上的多个空气排出口处排出，空气在海水中以细小气泡形状由蒸发器下方向上方升起，被蒸发器中的海水加湿。蒸发器的上部与冷凝器的上部通过管道相通，湿空气通过管道由蒸发器进入冷凝器中，在冷凝器中被冷凝盘管中的冷海水冷却降温，湿空气中的水汽冷却析出，成为由冷凝器下部排出的冷凝淡水。冷凝器的底部通过风机与振荡流热管太阳能空气集热器相通，空气由风机引入振荡流热管空气集热器，进行下一个循环。冷凝器中被加热的冷却海水由管道进入蒸发器，蒸发器下部排出多余的海水。

本发明采用振荡流热管太阳能空气集热器，空气集热与空气携湿在两个不相通的腔体内，不仅减少了对集热器造成的腐蚀，同时提高了集热器的集热效率。另外装置运行过程中海水温度低，空气不会结垢，整个装置没有明显结垢。本装置结构简单，体积小，常压下即可运行，可以结合太阳能热源或者废气热源，具有广阔的市场前景。