[发明专利]一种海水淡化系统

摘要

本发明公开一种海水淡化系统，包括集热装置，水箱，板式换热器，一级蒸馏器，二级蒸馏器，三级蒸馏器，蒸发装置，冷凝器，一级储罐，二级储罐，三级储罐，淡水储罐；一级蒸馏器，二级蒸馏器，三级蒸馏器，每级蒸馏器将蒸馏后的海水排出的同时，将未排出，或者未进行蒸馏的残夜，通过管道分别对应送入一级储罐，二级储罐，三级储罐，再有一级储罐，二级储罐，三级储罐分别储存，并再送入板式换热器进行再一次的蒸馏过程。这样进过反复的蒸馏实现的高效率的淡化效果。充分利用太阳能加热及系统余热，对海水进行预热，同时也利用了蒸馏水对蒸馏器出来的水进行了加热，节省了能耗。

主权项

一种海水淡化系统，其特征在于，包括：集热装置，水箱，板式换热器，一级蒸馏器，二级蒸馏器，三级蒸馏器，蒸发装置，冷凝器，一级储罐，二级储罐，三级储罐，淡水储罐；所述集热装置包括：碟式反射镜、传热管道、集热器、太阳跟踪控制模块、控制执行机构；传热管道的一端连接集热器，另一端连接水箱；集热器设置的位置，与碟式反射镜的中心在同一条直线上，控制执行机构与碟式反射镜连接，太阳跟踪控制模块与控制执行机构电连接；太阳跟踪控制模块用于通过控制执行机构控制碟式反射镜获取太阳能，并把太阳能辐射聚焦在集热器上，并由传热管道中的传热介质将热量传导至水箱，对水箱内部水进行加热；所述水箱设有水箱出口和水箱入口；所述板式换热器包括：加热介质入口、加热介质出口、海水入口、海水出口、固定压紧板、活动压紧板、后立柱、上导杆、下导杆、周侧定位杆、换热板组件、第一介质换热管、第二介质换热管及滚轮组件；水箱出口与加热介质入口连接，水箱入口与加热介质出口连接；淡化前的海水通过海水入口进入板式换热器，海水出口与一级蒸馏器入口连接；所述固定压紧板、活动压紧板、上导杆、下导杆及周侧定位杆均具有隔热面；换热板组件包括有若干前后叠置的传热板片，传热板片具有铝基板和形成于铝基板表面的耐腐蚀涂层，传热板片表面为波纹状表面；传热板片上开设有第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔:该固定压紧板上开设有加热介质入口、加热介质出口、海水入口及海水出口，四者依次对应第一通孔、第二通孔、第三通孔及第四通孔设置；第一介质换热管、第二介质换热管的内表面及外壁面均设置有耐高温耐腐蚀涂层；第一介质换热管穿过加热介质入口、第一通孔、第二通孔及加热介质出口，第二介质换热管穿过海水入口、第三通孔、第四通孔及海水出口；上导杆前端可拆卸式锁国于固定压紧板上，该上导杆后端可拆卸式固定于后立柱上，上导杆底部抵于传热板片顶部；该下导杆前端可拆卸式固定于固定压紧板上，下导杆后端可拆卸式固定于后立柱上，下导杆底部抵于传热板片底顶部；上导杆底部具有下大上小的燕尾形导轨部，活动压紧板顶部相应凹设有滑槽，滑槽适配于导轨部处，滚轮组件具有滚轮和左、右侧连接臂，其左、右侧连接臂分别可拆卸式锁国于活动压紧板上对应滑槽两侧部位，上导杆穿过滚轮组件与滑槽围构形成的通孔；固定压紧板、活动压紧板上对应开设有供前述周侧定位杆穿过的安装孔，所述周侧定位杆前端伸出固定压紧板上相应安装孔前侧并通过螺丝锁固定位，所述周侧定位杆后端伸出活动压紧板上相应安装孔后侧并通过螺丝锁固定位，所有周侧定位杆抵于传热板片的侧面，所述传热板片组件被固定压紧板、活动压紧板夹装固定；传热板片顶部往下凹设有顶部定位缺口，所述传热板片底部往上凹设有底部定位缺口，前述上导杆底部适配于顶部定位缺口内，前述下导杆顶部适配于底部定位缺口内；固定压紧板、活动压紧板的顶端、底端、左侧端及右侧端分别凸设有挂钩部，对应换热板组件外部裹设有阳热套层，该阳热套层里矩形结构，阳热套层的前、后端均间距设置有若干挂孔，其挂孔扣于相应的挂钩部上；所述一级蒸馏器设有一级蒸馏侧出口和一级蒸馏底出口，一级蒸馏侧出口与二级蒸馏侧入口连接，一级蒸馏底出口连接一级储罐入口，一级储罐出口连接海水入口；所述二级蒸馏器设有二级蒸馏侧出口和二级蒸馏底出口，二级蒸馏侧出口与三级蒸馏侧入口连接，二级蒸馏底出口连接二级储罐入口，二级储罐出口连接海水入口；所述三级蒸馏器设有三级蒸馏侧出口和三级蒸馏底出口，三级蒸馏侧出口与蒸发装置入口连接，三级蒸馏底出口连接三级储罐入口，三级储罐出口连接海水入口；蒸发装置出口连接冷凝器入口，冷凝器出口连接淡水储罐；所述碟式反射镜为双曲率剖面，材质为玻璃钢，碟式反射镜表面贴敷有反光材料，碟式反射镜通过托架与控制执行机构连接；碟式反射镜分为若干片，每片之间通过法兰盘连接；所述控制执行机构包括：电动推杆，电动推杆推动碟式反射镜绕旋转轴转动，使碟式反射镜调整上下角度；所述控制执行机构还包括：转轴箱，转轴箱内部设有中心凸轮组，中心凸轮组设有中心轴，中心轴的端部设有与碟式反射镜连接的连接端，连接端的下部依次由上到下设有中部一齿轮组，中部二齿轮组，底部齿轮组，中心轴的远离连接端一端与减速机连接，减速机与电机连接；中部一齿轮组设有齿轮盘一，与齿轮盘一相啮合连接的正时齿轮一，正时齿轮一中心设有中心轴一，正时齿轮一上部设有角度传感器一；齿轮盘一套设在中心轴上，并与中心轴同步转动，齿轮盘一带动正时齿轮一旋转，使角度传感器一感应角度信息；中部二齿轮组设有齿轮盘二，与齿轮盘二相啮合连接的正时齿轮二，正时齿轮二中心设有中心轴二，正时齿轮二上部设有角度传感器二；齿轮盘二套设在中心轴上，并与中心轴同步转动，齿轮盘二带动正时齿轮二旋转，使角度传感器二感应角度信息；太阳跟踪控制模块包括：光电传感器，信号滤波放大电路，信号处理一电路，信号处理二电路，实时时钟，显示屏，GPS模块，处理器，初始化模块，日落与日出时间设定模块，日落与日出判断模块，太阳位置计算模块，延时跟踪模块，电源稳压电路；光电传感器与信号滤波放大电路连接，光电传感器用于通过分辨平行光入射方向检测太阳方位信息，判断外部光线强弱，从而分辨白天黑夜和天气阴晴状况的功能；对视日运行轨迹跟踪方式产生的累积误差进行校正；光电传感器采用四象限探测器；角度传感器一与信号处理一电路连接，角度传感器二与信号处理二电路连接；角度计算模块用于将角度传感器一感应的角度信息一与角度传感器二感应的角度信息二加和，并得出感应的角度信息平均数；再将角度信息平均数作为控制系统的反馈信号，与光电检测和太阳运行轨迹跟踪算法得出的角度偏移量进行比较，实现对角度信号的转换处理；实时时钟用于向主控制芯片提供当前日期和时间；显示屏用于显示太阳方位信息，电池板输出的电压信息、功率信息；GPS模块用于实时获取当地的精度和纬度信息，提供给日运行轨迹算法，计算出当时时刻太阳高度角和方位角，实现对太阳运行轨迹的跟踪；电流检测电路用于检测太阳能电池板输出电流大小，计算太阳能电池板输出功率大小；电机限位电路包括：电阻R17，光电耦合器，电阻R18，电阻19，电阻22，电阻20，电阻21电压比较器LM；光电耦合器的A脚通过电阻R17接电源，光电耦合器的K脚接地，光电耦合器的C脚通过电阻R18接电源，光电耦合器的C脚还与电压比较器LM负极输入端连接；光电耦合器的E脚接地；电压比较器LM正极输入端连接电阻R19，电阻R20，并通过电阻R22接地；电阻R19还通过电阻21接输出端；电机限位电路用于当电机到达预设位置之前光电耦合器导通，电压比较器LM的反向输入端接收到信号，处理器控制电机运转；当到达限位位置时，挡住光电耦合器的光通路，电压比较器LM反向输入端接收不到信号，处理器控制电机停止运转，起到限位目的；处理器用于输出控制信号，驱动步进电机和电动推杆对太阳位置进行跟踪；初始化模块用于跟踪系统在工作开始前，首先要判断跟踪机构的当前状态是否在预先设定的初始状态，如果不是，则控制器驱动电机使其回归预设初始位置和状态；地理上的东方，而且太阳能电池板处于水平放置的状态；日落与日出时间设定模块用于从实时时钟和GPS模块分别获取当前日期信息、时间信息及观测地的经纬度信息，并通过太阳位置算法计算当日的日落与日出时间；日落与日出判断模块用于判断当前时间是否处于日出后与日落前之间的时间点，如果不是处于日出后与日落前之间的时间点，系统待机三十分钟继续判断当前时间；如果处于日出后与日落前之间的时间点，处理器读取光电池传感器模块输出的电压值，然后系统通过该电压来判断此时的天气状况；如果是阴天，系统待机三十分钟并读取光电池传感器模块输出的电压值，判断系统是否为白天；如果为晴天，处理器发出控制指令进入太阳运行轨迹跟踪程序对太阳进行跟踪；太阳位置计算模块用于进入太阳运行轨迹跟踪程序后，通过太阳位置算法算出此时太阳高度角α与方位角β的值，根据此时太阳高度角与方位角的值，算出高度角步进电机和方位角步进电机分别需要转过的角度为90°-α和90°+β，并分别驱动高度角步进电机和方位角步进电机向下和向西旋转指定角度；延时跟踪模块用于光电跟踪模式完成跟踪，使太阳能电池板对准太阳，太阳能电池板对准太阳后，延时10min再动作，处理器判断此时是否处于日落前时刻，如果不是，则继续光电跟踪；如果是，则停止跟踪并驱动跟踪机构返回预设初始位置；信号处理一电路包括：滤波第一电容、滤波第二电容、滤波第三电容、滤波第四电容、滤波第五电容、滤波第一电阻、滤波第二电阻、滤波第三电阻、滤波第四电阻、滤波第五电阻、滤波第六电阻、滤波二极管一、滤波二极管二、滤波运放器一、滤波运放器二；滤波第一电阻第一端、滤波二极管一负极、滤波二极管二正极与滤波第二电阻第一端连接；滤波第一电阻第二端，滤波二极管一正极，滤波二极管二负极，滤波第一电容第一端同时接地；滤波第二电阻第二端，滤波第一电容第二端，滤波第三电阻第一端连接；滤波第三电阻第二端，滤波第二电容第一端，滤波第四电阻第一端同时连接，滤波第四电阻第二端，滤波第三电容第一端，滤波运放器一正极输入端同时连接，滤波第三电容第二端接地；滤波运放器一负极输入端，滤波运放器一输出端，滤波第二电容第二端，滤波第五电阻第一端同时连接；滤波第五电阻第二端，滤波第四电容，滤波第六电阻同时连接，并通过滤波第四电容接地；滤波第六电阻接滤波运放器二的正极输入端；滤波运放器二的负极输入端，滤波运放器二的输出端，滤波第四电容同时连接；滤波运放器一、滤波运放器二分别连接5V电源；电源稳压电路用于使供电电源通过电源稳压电路给处理器供电；电源稳压电路包括：电源接口，第一稳压芯片，第二稳压芯片，第一电容，第二电容，第三电容，第四电容，第五电容，第六电容；电源接口三脚连接第一电容第一端，第一稳压芯片一号脚；第一稳压芯片二号脚连接第三电容第一端，第五电容第一端及5v输出端；电源接口一脚连接第二电容第一端，第二稳压芯片一号脚；第一稳压芯片三号脚连接第四电容第一端，第六电容第一端及-5v输出端；电源接口二脚连接第一电容第二端，第一稳压芯片三号脚，第三电容第二端，第五电容第二端，第二电容第二端，第二稳压芯片一号脚，第四电容第二端，第六电容第二端及大地。