[发明专利]一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统

说明书

本发明属于海水淡化技术领域，并公开了一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统。包括系统支架、热电转换装置、太阳能空气加热器和海水蒸馏装置，热电转换装置设于所述系统支架的底段，用于将太阳能转化为电能并加热空气，太阳能空气加热器设置于系统支架的中段，太阳能空气加热器的上方还设有第一玻璃盖板，海水蒸馏装置设于所述系统支架的顶段，包括蒸馏器、喷淋模块以及冷凝模块，蒸馏器包括第二玻璃盖板及蒸馏组件，用于利用热空气和太阳能实现海水的二次冷凝。本发明使得盘式蒸馏器内部空气的流动状态由自然对流变为了强制对流，改善了其内部热湿交换界面小的状况，同时，在蒸馏器内部重新利用了浓盐水的热能，提高了系统的运行温度和效率。

技术领域

本发明属于海水淡化技术领域，更具体地，涉及一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统。

背景技术

世界上许多地方都缺乏淡水，中国更是缺水的国家，我国人均水资源不足2400m³,仅为世界水平的1/4。沿海地区由于地理位置优越，居住着全国40％的人口，人均水资源低于500m³，水资源的紧张正阻碍着这一地区的经济发展速度。因此发挥临海优势，走海水淡化之路，是解决沿海地城市缺水问题的一条重要途径。目前，海水淡化技术大致可以分为两类：热法淡化技术和膜法淡化技术。并且，热法是海水淡化的主流。热法海水淡化方法是利用热能加热海水，使海水蒸发变成水蒸气后，再通过冷凝获得淡水。典型的热法海水淡化技术包括：多效蒸馏法(MED)，加湿-除湿法(HDH)，多级闪蒸海水淡化法(MSF)，热蒸气压缩法(TVC)，机械蒸气压缩法(MVC)和太阳能蒸馏法等。膜法海水淡化技术是利用在一定压力下离子反渗透原理，使用由电驱动的高压力水泵压缩海水使其通过特制的膜，在膜的另一端获得淡水。膜法海水淡化技术主要包括反渗透(RO)技术和电渗析(ED)技术。

其中，利用常规能源进行海水淡化需要消耗大量化石燃料，同时还会释放出大量温室气体，对人类十分不利。而太阳能不依赖于能源燃料的远程输运，几乎不受地理位置的影响，能源成本为零，因此具有很好的可普及性；太阳能为清洁可再生能源，环保无污染，符合当前加强环境保护的全球趋势。在太阳能海水淡化装置家族中，盘式太阳能蒸馏器是最古老的装置之一。盘式蒸馏器是最简单的蒸馏器，也被称为温室型蒸馏器。其原理是利用太阳能的辐射热能，加热海水，使之蒸发，水蒸气在上部的玻璃盖板上凝结，冷凝水在重力的作用下沿着玻璃向下流动，汇集在集水槽中，再通过装置的泄水孔流出蒸馏器外成为成品淡水。太阳能蒸馏器的缺点主要是蒸馏器中待蒸发的海水热容量太大限制了运行温度的提高，与空气的热湿交换不充分，蒸气的冷凝潜热没有被充分利用。为了改变这一状况，人们发展了一种新的工艺，即加湿除湿(HDH)海水淡化工艺，这种技术将加热，蒸发及冷凝过程分开，可以方便的回收部分蒸气的冷凝潜热，还有，由于该技术对温度的反应不是那么强烈，所以它对温度变化比较强烈的太阳能供热系统有比较好的适应性。然而，一般的加湿除湿海水淡化技术要求海水蒸气在加湿腔中与空气进行热湿交换，在这一过程中，低盐量海水变为高盐量海水被排除系统之外，并且排除的浓盐水温度与比较高，如何回收这部分显热也是值得重视的，也有提出用热泵回收这部分热能重新激发它们的活力的方案，但是需要从经济角度考量。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统，其中结合蒸馏器自身的特征及其海水淡化的工艺特点，相应了设置了一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统，并对其关键组件如系统支架、热电转换装置、太阳能空气加热器和海水蒸馏装置的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的将盘式蒸馏器与加湿除湿海水淡化技术巧妙的结合在一起，使得盘式蒸馏器内部空气的流动状态由自然对流变为了强制对流，改善了其内部热湿交换界面小的状况，与此同时，在蒸馏器内部重新利用了浓盐水的热能，提高了系统的运行温度和效率。因而本发明具有热湿转换效率高、太阳辐射能的利用率高、淡水产量高以及成本低等特点。

为实现上述目的，本发明提供一种内外凝结式太阳能蒸馏海水淡化系统，包括系统支架以及依次连接且集成于该系统支架上的热电转换装置、太阳能空气加热器和海水蒸馏装置，其中，

所述系统支架为设有凹槽的倾斜支架；