[發(fā)明專利]主動(dòng)式太陽(yáng)能、風(fēng)能耦合海水淡化裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110197441.1
• 申請(qǐng)日: 2011-07-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102351263A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙林;郭江泓;李東哲;郭鑫;毛國(guó)柱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/14
• 分類號(hào): C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 葉青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海水淡化技術(shù)，具體的說(shuō)，是涉及一種利用太陽(yáng)能和風(fēng)能進(jìn)行海水淡化的裝置。

背景技術(shù)

我國(guó)是水資源缺乏的國(guó)家，人均占有水量只居世界的第108位，相當(dāng)于世界人均水平的1/4，缺水城市占全國(guó)城市的2/3，因此水資源成為影響我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。在地下取水和跨區(qū)域調(diào)水受到越來(lái)越多條件限制的情況下，采用海水淡化獲得新水源是解決我國(guó)淡水緊缺的重要戰(zhàn)略途徑。

海水淡化是利用海水脫鹽生產(chǎn)淡水的技術(shù)和過(guò)程，大規(guī)模海水淡化的成熟技術(shù)主要有蒸餾法、電滲析法和反滲透法。傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)以石油、煤炭等化石燃料作為能源，不僅消耗大量不可再生的化石燃料，而且會(huì)釋放大量溫室氣體。太陽(yáng)能、風(fēng)能海水淡化技術(shù)可以克服以上缺點(diǎn)，同時(shí)淡水生產(chǎn)成本低、適應(yīng)性好。

太陽(yáng)能、風(fēng)能海水淡化技術(shù)分為直接海水淡化和間接海水淡化：直接太陽(yáng)能海水淡化是利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的熱能驅(qū)動(dòng)蒸餾過(guò)程，直接風(fēng)能海水淡化是將風(fēng)力的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)脫鹽單元(電滲析單元、反滲透單元等)進(jìn)行海水淡化；間接太陽(yáng)能、風(fēng)能海水淡化利用太陽(yáng)能和風(fēng)力產(chǎn)生的電能驅(qū)動(dòng)后續(xù)的脫鹽單元進(jìn)行海水淡化。太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)又可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩大類：被動(dòng)式太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)沒(méi)有以外部方式加熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、取材方便，但工作溫度低、產(chǎn)水量低；主動(dòng)式太陽(yáng)能蒸餾系統(tǒng)以外部方式(如集熱板)將外部熱能加入到系統(tǒng)來(lái)提高蒸餾器的蒸發(fā)作用，運(yùn)行溫度高、產(chǎn)水量高。

公開(kāi)號(hào)為CN101244849A的中國(guó)專利披露了一種由太陽(yáng)能集熱管、蒸發(fā)器、冷凝器等構(gòu)成的主動(dòng)式太陽(yáng)能海水淡化裝置，可用于海水淡化和苦咸水的濃縮分離，但該裝置未充分利用濃海水和蒸汽的余熱。公開(kāi)號(hào)為CN2470343Y的中國(guó)專利披露了一種太陽(yáng)能和風(fēng)能海水淡化裝置，通過(guò)風(fēng)力發(fā)電驅(qū)動(dòng)水泵和傳感器工作，由太陽(yáng)能加熱管、換熱器和冷凝器構(gòu)成海水淡化主單元，該裝置僅利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電，不適用于風(fēng)能資源不豐富的地區(qū)，具有局限性。Al-Garni等人發(fā)明的風(fēng)能-太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)可用于發(fā)電和生產(chǎn)淡水，系統(tǒng)包括熱交換器、海水淡化單元等，并利用太陽(yáng)能-風(fēng)能驅(qū)動(dòng)電扇冷卻提高生產(chǎn)淡水效率，在氣溫較高時(shí)通過(guò)電扇來(lái)冷卻效率較低(Ahmed?Al-Garni，F(xiàn)arooq?Saeed，Ayman?Kassem.Wind-solar?desalination?farm?and?park?system.US?patent：7771568.)。Ambadar等人用太陽(yáng)能集熱器加熱海水產(chǎn)生蒸汽，并通過(guò)進(jìn)水海水來(lái)冷卻，從而獲得淡水，但該裝置也未充分利用風(fēng)能(Husein?Ambadar，Zantar?Ambadar，Zeky?Ambadar.Seawater?solar?desalination?system.US?patent：5672250.)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的是現(xiàn)有技術(shù)的主動(dòng)式太陽(yáng)能海水淡化裝置或未充分利用風(fēng)能，或者對(duì)風(fēng)能的利用效率不高的技術(shù)問(wèn)題，提供一種主動(dòng)式太陽(yáng)能、風(fēng)能耦合海水淡化裝置。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的裝置通過(guò)以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種主動(dòng)式太陽(yáng)能、風(fēng)能耦合海水淡化裝置，包括太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和原海水進(jìn)水管路，所述太陽(yáng)能電池板和所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)充電控制器與蓄電池連接，所述太陽(yáng)能電池板、所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及所述蓄電池的額定電壓相等；

所述原海水進(jìn)水管路依次通過(guò)第一換熱器和第二換熱器連接于太陽(yáng)能集熱器的底部，所述太陽(yáng)能集熱器下方設(shè)置有海水蒸發(fā)器，所述海水蒸發(fā)器由縱截面為直角梯形的柱體制成，其斜蓋板面向于所述太陽(yáng)能集熱器，所述海水蒸發(fā)器在所述斜蓋板底端下方設(shè)置有淡水收集槽，所述淡水收集槽底部設(shè)置有淡水出水口，所述淡水出水口連接有通過(guò)所述第二換熱器的淡水出水管路，所述海水蒸發(fā)器頂部設(shè)置有連接于所述太陽(yáng)能集熱器的原海水進(jìn)水口，底部設(shè)置有濃海水出水口，所述濃海水出水口連接有通過(guò)所述第一換熱器的濃海水出水管路；

所述蓄電池分別與第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵連接，所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵的工作電壓與所述蓄電池的額定電壓一致，所述第一真空泵用于將所述海水蒸發(fā)器中的淡水抽入到所述淡水出水管路，所述第二真空泵用于將所述海水蒸發(fā)器中的濃海水抽入到所述濃海水出水管路，所述第三真空泵用于將原海水進(jìn)水管路中的原海水經(jīng)過(guò)所述太陽(yáng)能集熱器抽到到所述海水蒸發(fā)器。

所述第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵均為水、汽兩用泵。

所述海水蒸發(fā)器的底面外壁和側(cè)面外壁設(shè)置有保溫層。

本發(fā)明的有益效果是：