[發(fā)明專(zhuān)利]小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310016513.7
• 申請(qǐng)日: 2013-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103073082A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李元陽(yáng);劉振華;趙峰;肖紅升
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué);桑夏太陽(yáng)能股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/14
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 上海新天專(zhuān)利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能海水淡化設(shè)備，具體涉及一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，屬于海水淡化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

淡水即含鹽量小于0.5g/L的水。地球上淡水儲(chǔ)量?jī)H占全球總水量的2.53%，而且其中的68.7%又屬于固體冰川，分布在難以利用的高山和南、北兩極地區(qū)，還有一部分淡水埋藏于地下很深的地方，很難進(jìn)行開(kāi)采。全世界約有1/3的人生活在中度和高度缺水的地區(qū)，在這些地區(qū)中淡水消費(fèi)量超過(guò)可更新水資源總量的10%。淡水資源危機(jī)嚴(yán)重制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，許多國(guó)家的用水速度已經(jīng)超過(guò)了水的再生速度；水污染、人類(lèi)過(guò)度用水和引進(jìn)外來(lái)物種造成湖泊、河流、濕地，破壞了地下含水層的淡水系統(tǒng)；很多國(guó)家的淡水管理政策不當(dāng)?shù)葐?wèn)題更導(dǎo)致水資源的急劇缺乏，人類(lèi)面臨著嚴(yán)峻的危機(jī)和挑戰(zhàn)。地球上的海水資源非常豐富，97%的水都在海洋里，而其中蘊(yùn)含著大量的淡水。發(fā)展海水淡化事業(yè)，向海洋索取淡水已經(jīng)成為世界各國(guó)的共同發(fā)展趨勢(shì)。如此看來(lái)，大海才是人類(lèi)的不竭水源，海水淡化的關(guān)鍵在于排除其中3%左右的鹽所需的技術(shù)和成本。

太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)實(shí)際上是太陽(yáng)能利用裝置和傳統(tǒng)的海水淡化裝置的結(jié)合，用太陽(yáng)能代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源供給海水淡化裝置所需能量。太陽(yáng)能海水淡化系統(tǒng)與現(xiàn)有海水淡化利用項(xiàng)目相比具有可獨(dú)立運(yùn)行，不受蒸汽、電力等條件限制，穩(wěn)定可靠、運(yùn)行安全、無(wú)污染、能耗低、投入成本少等優(yōu)點(diǎn)。將太陽(yáng)能海水淡化設(shè)備小型化，使其可以被方便的攜帶、運(yùn)輸、安裝和使用，可以滿(mǎn)足一些制水量需求比較少的海水淡化和飲用水處理的場(chǎng)合。

經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01120160654.2，記載了一種小型太陽(yáng)能海水淡化裝置，采用太陽(yáng)能加熱海水得到海水蒸汽，然后噴淋在冷凝室中得到蒸餾水，但其裝置由于體積較大、結(jié)構(gòu)分散，所以存在不易拆卸、不便運(yùn)輸攜帶的缺點(diǎn)。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01010216323.6,記載了一種便攜式太陽(yáng)能全玻璃真空集熱管承壓海水蒸餾淡化器，該裝置利用太陽(yáng)能可以高效率的地將海水蒸發(fā)并冷凝為淡水。該裝置體積小巧輕便，可折疊，能承壓安全運(yùn)行，便于野外個(gè)人或車(chē)輛攜帶。但是該裝置需傾斜放置，CPC結(jié)構(gòu)容易被風(fēng)吹倒，長(zhǎng)期使用絲網(wǎng)會(huì)結(jié)垢，內(nèi)部毛細(xì)力會(huì)減弱。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00620004703.2記載了一種手提太陽(yáng)能開(kāi)水器，該裝置使用拋物柱面板組成反光板，對(duì)真空集熱管內(nèi)的水進(jìn)行加熱。該裝置使用真空集熱管加熱，用橡膠塞類(lèi)材料封閉管口，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒(méi)有考慮濃海水的排放和海水蒸汽的冷凝，所以裝置不適用于海水淡化。中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?00820139952.1，記載了一種大口徑內(nèi)聚光真空管太陽(yáng)能開(kāi)水器，其采用大口徑內(nèi)聚光全玻璃真空集熱管，玻璃管是套管結(jié)構(gòu)，內(nèi)管外壁面是加熱面，內(nèi)管與外管間設(shè)置漸開(kāi)線形雙翼面反光板。這種集熱管造價(jià)昂貴，集熱板面積小，集熱效率低。

總結(jié)現(xiàn)有的玻璃集熱管的小型海水淡化裝置發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)，可以看出現(xiàn)有技術(shù)中存在幾個(gè)普遍性的問(wèn)題：（1）裝置的小型化程度并不高，不便于攜帶、安裝和拆卸，存在造價(jià)高而海水淡化效率不高的問(wèn)題，或者集熱板傾斜放置無(wú)抗風(fēng)能力。（2）蒸汽產(chǎn)生后其冷凝釋放的熱量未得到有效利用，太陽(yáng)能使用效率不高。（3）裝置內(nèi)部的毛細(xì)吸液結(jié)構(gòu)、海水蒸發(fā)傳熱結(jié)構(gòu)以及蒸汽引出冷凝結(jié)構(gòu)不夠完善。因此，目前還沒(méi)有可以商品化的小型海水淡化裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)特殊，將全真空集熱管內(nèi)空間分隔為液膜加熱區(qū)和儲(chǔ)水區(qū)，不單純依靠毛細(xì)結(jié)構(gòu)吸液，同時(shí)集熱板可折疊組裝，并且反光集熱板和集熱管全部水平放置，具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶安全可靠、抗風(fēng)能力出色以及換熱、回?zé)峒袄淠阅軆?yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其包括有真空管集熱器、組合式菲涅爾反光板、注水/冷凝一體容器以及支撐底座，其中，注水/冷凝一體容器與真空管集熱器分別水平地放置在支撐底座上，兩者通過(guò)注水連管和蒸汽連管相連接，注水/冷凝一體容器的垂直位置高于真空管集熱器，真空管集熱器的中心線與組合式菲涅爾反光板的聚光中心線相互重合。