[发明专利]太阳能海水淡化及供热联用装置

说明书

本发明涉及一种太阳能利用装置，确切地说，涉及一种利用太阳能使海水淡化并同时提供热水的装置。

太阳能是极其丰富，又极待开发利用的能源，在四十分钟时间内辐射到地球表面的太阳能，相当于如今全世界一年的能源消费量。太阳能又是一种干净、无污染和对环境无影响的很好的一次能源，品位高，资源丰裕，只是能量密度低；而且，它几乎不受地区限制，许多地方都可以利用太阳能。由于地球内储存的一次能源逐年减少，自七十年代以来，开发普及利用太阳能已成为整个社会乃至世界所急需解决的重要能源课题之一。经多年研制开发，太阳能的开发利用技术正处于突破的边缘，如美国已建成了1千瓦中央塔式聚焦太阳辐射热发电站：日本完成了1千瓦级线聚焦太阳辐射热发电站的研制……我国也在太阳能开发利用上投入了相当大的人、财、物，并已取得若干取得显著效益的成果。申请人在多年研制攻关基础上，申报了若干项太阳能开发利用的基础装置的专利申请，如：“一种平动太阳能聚能器”(申请号：CN93109064.4)、“一种梯级升温数控太阳能锅炉”(申请号“CN93117777.4)等，要为太阳能造福人类的事业大厦添砖加瓦。

本发明的目的是提供一种太阳能海水淡化及供热联用装置。

本发明是这样实现的：包括有太阳能热水器，水汽分离器和三股流换热器，其特征在于：上述三股流换热器是由其外侧的流入海水的冷水套管和位于冷水套管中间的两个较小直径的圆管一冷凝管和热水管一所组成，在冷水套管的外侧缠绕有绝热护套层、冷水套管的海水出口与太阳能热水器的入口相连通；上述太阳能热水器是由多个并排放置的圆弧反射镜，以及安装在每个圆弧反射镜的圆弧中点所在半径上的互相串接的多个真空吸热管所组成；该太阳能热水器的输出端通过温控阀接入水汽分离器的入口端；上述水汽分离器的汽、液相出口分别与位于三股流换热器中间的冷凝管和热水管相连通，并从该冷凝管和热水管的出口处分别引入纯水和热水储罐；其中热水管的中间外接有一个放水阀门。

上述三股流换热器的冷凝管、热水管和冷水套管都是用直管构造而成。

本发明是在太阳能热水器的基础上，利用能源梯级利用概念而制造的又一种用于海水淡化或纯水制取与供热联用的生活支持装置，主要适用于孤立的海岛、沙漠或偏僻边远的地区，尤其适合装备在海上作业的机动渔船作为生活保障装置或在其他海船上的辅助装备。由于本发明主要适用于孤立分散的海船或海岛、沙漠、勘探队等独立用户，故结构力求简单实用，除了需要自行定期对热管道除垢外，毋需其他维护，运作寿命一般可达十余年，这一点对于交通运输不便的孤立海岛或沙漠地区等是十分重要的。

图1是本发明的结构示意图。

参见图1，1是太阳能热水装置，它是由多个并排放置的圆弧反射镜11及互相串接的安装在圆弧反射镜的圆弧中点所在半径上的多个真空吸热管1 2所组成，并使该反射镜的轴线为南北方向，以及使其轴线与水平面的夹角为安装使用地的纬度值。所以采用这种类似申请人的专利《一种免动跟踪太阳能聚能器)》(CN93219582.)的结构制造太阳能热水器，是为了在最大可能地利用太阳能的同时，要使其机械等结构部件尽可能地简单。由于我国南方海岛或西北沙漠地区，日照时间长，太阳又近乎直射，一块面积为3平方米的热水器，每小时可采集到温度为100-120℃的热能1000大卡，加热后的水经温控阀2把热水和蒸汽的温度控制在100-105℃之间(应根据当地水质情况与海拨高度作适当调整)，输出至水汽分离器3。在此，水蒸汽和热水经重力分离后，分别从各自出口进入三股流换热器4中的冷凝管4B和热水管4C。此三股流换热器4由外侧的冷水套管4A和位于中间的两个圆管一冷凝管4B和热水管4C一所组成，采用逆流方式进行热交换，其中海水或原水从换热器中的冷水套管4A底部进入后向上流动，吸收自上而下的冷凝管4B和热水管4C中蒸汽和热水所蕴含的热量。海水或原水在换热器中可被预热至80-85℃左右才流出其出口，进入热水器被太阳能再次加热。因此时水已接近沸点，在热水器中再次重新加热后，相当一部分海水被汽化而形成水汽两相混合物流入水汽分离器。其中蒸汽进入冷凝管经与套管4A中的冷水热交换而冷凝成纯净热水，最后流出套管4时其水温只略高于海水或原水的进水水温，进入纯水贮罐供使用，而经浓缩的热海水或原水由换热器中的热水管4C流出时，也与冷水套管4A中的冷水进行热交换将其热量吸收后，最终以略高于冷水进口处水温的状态排出装置。热水管的中间可以引入一个放水阀门，以便从中提取80-90℃左右的热水供日常生活使用。其中热交换器的冷水套管外部应缠绕绝热护层，以便尽可能减少散热损耗。

海水或原水可以用手压泵或家用电泵将海水等事先放入贮槽中，纯水或热水也应分别用贮罐积存，由于海水含盐量较高，在蒸发过程中极易结垢，因此，热交换器4中的所有管道全部采用直管构成，以方便拆卸除垢及重新组装使用。