一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置的制作方法

1.本发明涉及海水淡化技术领域，具体涉及一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置。


背景技术：

2.传统盘式太阳能蒸馏器的蒸汽在盖板上凝结，水蒸气的凝结潜热使玻璃盖板的温度升高，从而降低了蒸发水面与冷凝面之间的温差，减弱了水面蒸汽的产生速率，进而降低了蒸馏器的产水量和能量的利用效率，使得盘式太阳能蒸馏器的产水率较低。传统盘式太阳能蒸馏装置的总热容量太大，从而降低了盘中水温的增加效率，减少了装置的出水时间和和产水量。盘中海水蒸发，上升到盖板处凝结，放出潜热，热量经盖板最后散失到大气中去，热损失较大，不利于太阳能的高效利用，并且这一过程与单位时间的产水量有关，产水量越大，散失到大气中的热量就越多，海水中的热量被带走的速度也越快，从而限制了水体温度的进一步提高。若能控制盖板处的热散失速率或者重复利用水蒸气的凝结潜热，而不是让它白白浪费掉，无疑对提高装置的产水率大有裨益。所以，我们需要设计一种新型海水淡化装置，强化海水的蒸发，提高装置的产水率，并且充分利用水蒸气的凝结潜热，提高太阳能的利用率。
3.提高系统的真空度能使海水在更低的温度下沸腾，能进一步减少因对流和辐射损失的热量。但由于所产生的蒸汽压力更低，将不利于这些蒸汽在冷凝盘管内凝结。真空度越低，未能凝结的蒸汽被真空泵带走的就越多。因此，必须选择一个合理的真空度范围，当真空度维持在使海水在80～85℃沸腾时最佳。专利号为cn200910197518.8的中国发明专利公开的一种利用喷射器的低压太阳能海水淡化装置，其整个系统的低压真空是通过海水自重形成，故其系统的真空度不易控制。而本发明通过在系统中使用低压泵，可以将真空度控制在一个合理稳定的范围之内，保证海水在80℃左右即产生沸腾，稳定了水面蒸汽的产生速率，使得单位面积的产水率大大提高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置。该装置通过在系统中使用低压泵，使太阳能吸收管内的压力低于环境的大气压力，来降低海水的沸腾温度，强化海水的蒸发，同时也减少了太阳能吸收管向环境的对流和辐射热损失，有利于提高装置的产水率，同时循环利用冷凝器中用于冷凝水蒸气的海水，用蒸汽凝结的潜热为即将进入吸收管的海水预热，驱动海水进一步蒸发，使水蒸气的凝结潜热得以充分利用，克服了现有技术中热能未充分利用的缺陷。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置，主要包括聚焦型太阳能集热器，太阳能吸收管，水冷式冷凝器，淡水储水箱，海水储水箱，低压泵等几部分。太阳能吸收管被安装在聚焦型太阳能集热器的槽形抛物面聚焦集热器的焦线上，左端通过吸收管第一管道与海水储水箱相连，海水从海水储水
箱经吸收管第一管道进入太阳能吸收管，在那里吸收太阳能使温度上升，达到80℃左右。太阳能吸收管右端通过吸收管第二管道与冷凝盘管相连，冷凝盘管另一端通过淡水收集管与淡水储水箱相连，冷凝盘管位于水冷式冷凝器内部。淡水储水箱上部通过第二排气管连接低压泵(二)，下端连接淡水出口。水冷式冷凝器下部连接冷海水进水管，上部连接海水出水管，海水出水管另一端连接海水储水箱。海水储水箱上部通过第一排气管与低压泵(一)相连。
6.进一步的本发明的工作原理如下：海水储水箱内的海水经吸收管第一管道进入太阳能吸收管，在那里吸收太阳能使温度上升，达到80℃左右，由于低压泵的作用，太阳能吸收管内的压力低于环境的压力，海水在80℃左右即产生沸腾。太阳能吸收管内产生的水蒸气沿吸收管第二管道进入水冷式冷凝器中与冷凝盘管换热，产生凝结，水蒸气的凝结潜热预热水冷式冷凝器中的冷海水，被预热的海水通过海水出水管经循环泵进入海水储水箱，作为供入装置的海水，提高海水进入装置的温度。冷凝盘管中凝结的水蒸气经淡水收集管流入淡水储水箱，最后经淡水出水箱下部的淡水出口流出。在此过程中，低压泵(一)与低压泵(二)工作，将海水储水箱和淡水储水箱中的空气及时抽出，使装置内部一直保持低压状态，以降低太阳能吸收管内海水的沸腾温度，强化海水的蒸发。
7.上述的一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置，所述的聚焦型太阳能集热器外壁是由1mm的镀锌铁板制成，外围用厚40mm的聚乙烯泡沫板保温。它的内壁直径是130mm。太阳能集热器的槽形抛物面聚焦集热器均采用单轴跟踪机构，为了获得较大的太阳直射总量，将聚光镜南北水平放置。槽形抛物面聚焦集热器的吸热管是管状的，管子四周用玻璃管与外界环境隔开。
8.上述的一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置，为降低系统的电耗，选用较小型的低压泵，低压泵输入功率为1500w,最大气流量为248l/min。
9.上述的一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置，为了利于水蒸气在冷凝盘管内凝结，不至于被低压泵带走，所以系统的真空度不是越高越好，故选择使海水在80至85℃沸腾的系统真空度。
10.本发明的有益效果是：该装置通过在系统中使用低压泵，使得太阳能吸收管内的压力低于环境的大气压力，降低了海水的沸腾温度，强化了海水的蒸发，极大的提高了装置的产水率。水冷式冷凝器部分用蒸汽凝结的热量为即将进入系统的海水预热，驱动海水进一步蒸发，使蒸汽潜热得以充分利用，大大提高了能源利用率，提升了海水淡化效率。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
12.图1为一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置示意图
13.附图标记说明：1.低压泵(一)，2.第一排气管,3.海水储水箱，4.海水出水管，5.循环泵，6.吸收管第一管道，7.太阳能吸收管，8.聚焦型太阳能集热器，9.吸收管第二管道，10.水冷式冷凝器，11.水阀(一)，12.水阀(二)，13.低压泵(二)，14.第二排气管，15.淡水储水箱，16.冷凝盘管，17.水阀(三)，18.冷海水进水管，19.淡水收集管，20.水阀(四)，21.淡水出口。
具体实施方式
14.一种新型动力强化蒸发的聚焦型太阳能海水淡化装置主要包括聚焦型太阳能集热器8、太阳能吸收管7、水冷式冷凝器10、淡水储水箱15、海水储水箱3、低压泵(一)1和低压泵(二)13等几部分。海水储水箱3内的海水经吸收管第一管道6进入太阳能吸收管7，在那里吸收太阳能使温度上升，达到80℃左右，由于低压泵(一)1和低压泵(二)13的作用，太阳能吸收管7内的压力低于环境的压力，海水在80℃左右即产生沸腾。太阳能吸收管7内产生的水蒸气沿吸收管第二管道9进入水冷式冷凝器10中与冷凝盘管16换热，产生凝结，水蒸气的凝结潜热预热水冷式冷凝器10中的冷海水，被预热的海水通过海水出水管4经循环泵5进入海水储水箱3，作为供入装置的海水，提高海水进入装置的温度。冷凝盘管16中凝结的水蒸气经淡水收集管19流入淡水储水箱15，最后经淡水出水箱15下部的淡水出口21流出。在此过程中，低压泵(一)1与低压泵(二)13工作，将海水储水箱3和淡水储水箱15中的空气及时抽出，使装置内部一直保持低压状态，以降低太阳能吸收管7内海水的沸腾温度，强化海水的蒸发。
15.应当理解的是，本发明还可有其他多种制作方式，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出相应的改变和变形。以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利保护范围内。