[發明專利]一種基于水和大氣自然溫差的海水淡化自動循環系統

在審

• 申請號: 201610356242.3
• 申請日: 2016-05-23
• 公開（公告）號: CN106882850A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 趙林;石躍權
• 申請（專利權）人: 趙林;石躍權
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于一種基于水和大氣自然溫差的海水淡化自動循環系統。

背景技術

當今社會，人類面對著日益嚴峻的淡水資源短缺問題。人們對海水淡化的開發力度越來越大，探索出了反滲透法、低溫多效、多級閃蒸、電滲析法、壓汽蒸餾、露點蒸發等海水淡化方法。但目前海水淡化技術普遍存在著成本居高不下，難以大范圍推廣的難題。

海洋和大氣中蘊藏著巨大的能源，在自然環境下大氣比海水的溫度變化波動大，大多情況下有一個自然溫差。若能將這種自然溫差加以利用，則不失為一種有意之舉。

發明內容

本發明的目的是提供一種在自然環境下即可運行的自動循環系統，利用海水和大氣的自然溫差實現海水淡化，且設備制作工藝簡單，運行成本低廉。

自然界有兩種現象：①大氣比海水的溫度變化波動大，大多情況下有一個自然溫差。②一標準大氣壓能支撐起10.336m高的水柱，容器中水面上方的密閉空間可形成一個高度真空的腔體，容器中水面氣壓極低，常溫的水即可沸騰氣化。

本循環系統的工作原理就是將兩種自然現象結合起來，利用氣壓串聯法除去海水中溶解的氣體并得到高度真空的腔室使常溫的水沸騰氣化，利用海水和大氣的自然溫差作為循環動力，實現海水淡化。當大氣溫度高于海水溫度時用海水作為冷卻介質，將能量從大氣傳遞到海水；當海水溫度高于大氣溫度時用大氣作為冷卻介質，將能量從海水傳遞到大氣。

本發明的第一種技術方案是：如圖1本系統主要由若干組上下連通的箱體(1、2、3、4)[以下簡稱：連通箱體]、真空蒸餾箱(5、11)、熱交換管(6)、冷凝器(12)、真空分壓箱(17)、U型管(13)組成。熱交換管(6)上端連通真空蒸餾箱(5)，下端安裝閥門(7.7、7.8)置于錐形海水水箱(8)中。錐形海水水箱(8)通過閥門(7.10)與海鹽儲藏室(9)連通。海鹽儲藏室(9)頂部通過閥門(7.9)與大氣連通，下端設有閥門(7.11)與大氣連通。連通箱體(1、2、3、4)屬于串聯關系，上下箱體均通過管子上下連通；管子下端設有閥門(7.16、7.17、7.18、7.19)置于下箱體中；上箱體頂部設有閥門(7.20、7.21、7.22、7.23)與大氣相通。連通箱體(1)的下箱體與大氣相通，上箱體通過管子與連通箱體(2)的下箱體連通；連通箱體(2)的上箱體通過管子與連通箱體(3)的下箱體連通；連通箱體(3)的上箱體通過管子與連通箱體(4)的下箱體連通。連通箱體(4)的上箱體通過管子與錐形海水水箱(8)連通。真空蒸餾箱(11)一端通過管子(14)與真空蒸餾箱(5)連通，一端接通蒸汽輸送管(10)。蒸汽輸送管(10)，上設有閥門(7)，閥門(7)兩側分別設有閥門(7.1、7.2)與閥門(7.3、7.4)和大氣相通；蒸汽輸送管(10)與真空蒸餾箱(5、11)、冷凝器(12)連通。冷凝器(12)和真空分壓箱(17)連通，真空分壓箱(17)通過管子(13)與淡水池(15)連通。淡水池(15)與大氣連通。

所述熱交換管(6)是由多根太陽能真空管(左側)和多根鋁制或銅制等傳熱性好的管子(右側)組成。太陽能真空管由兩根同心玻璃管組成，內管表面涂太陽光選擇性吸熱層，內外兩管兩端密封成環狀腔體并把腔體抽成真空，其背面安裝反射板。安裝時熱交換管與水平面要有一個30～90度傾角，以充分地吸收陽能并與大氣進行熱交換。

所述真空蒸餾箱(5、11)底部交錯排布鋁制或銅制導熱性能好的管子，管子兩端均穿過箱壁與外部環境相通，其中真空蒸餾箱(5)穿過箱壁的管子兩端設有風門。真空蒸餾箱(5)箱壁選用導熱性好的材料，真空蒸餾箱(11)箱壁選用保溫材料。

所述冷凝器(12)為一箱體，箱壁選用導熱性好的材料，其內部交錯排布鋁制或銅制導熱性能好的管子，管子兩端均穿過箱壁與外部環境相通。

所述真空分壓箱(17)選用導熱性好的材料，其體積與真空蒸餾箱(5、11)大致相同。

所述真空蒸餾箱(11)與冷凝器(12)的關系是：當大氣溫度大于海水溫度時真空蒸餾箱(11)置于大氣中，冷凝器(12)置于海水中；當海水溫度大于大氣溫度時冷凝器(12)置于大氣中，真空蒸餾箱(11)置于海水中。