[实用新型]带横管降膜蒸发器和横管式表冷器的太阳能海水淡化装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有横管降膜蒸发器和横管式表冷器的太阳能海水淡化装置，特别涉及一种节能高效的适合船舶，岛屿及家庭用的中小型太阳能海水淡化装置。

背景技术

蒸馏法是现在应用最为广泛的海水淡化技术，约占总淡化装置容量的90％。但一般为日产上万吨的大中型装置，还需要单独的热源进行加热，而且消耗的是高品位能源，过程中还需要冷却，存在能耗高，效率低、操作复杂的问题。因此在一些无热源的工厂、岛屿、船舶及家庭中需要一种结构紧凑、操作简单的小型海水淡化装置。目前小型海水淡化装置中，有热泵式海水淡化系统和以太阳能为热源的多级闪蒸式海水淡化系统等，与已有的中小型海水淡化系统比较，本实用新型制作工艺简单，动力消耗小，对高品位能源和一次能源依赖小，减少了淡水受环境污染的可能性，比较适合于中小型海水淡化系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于为满足中小型海水淡化系统用户的需求，提供一种具有横管降膜蒸发器和横管式表冷器的太阳能海水淡化装置，同时完成海水加热蒸发、饱和湿空气降温减湿过程，动力设备少，能耗低而效率高，易于操作。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现：

带横管降膜蒸发器和横管式表冷器的太阳能海水淡化装置，包括太阳能集热系统和海水淡化系统；所述太阳能集热系统包括太阳能集热器，太阳能集热器通过热水循环泵与蒸发器内的圆盘管式换热器连通；所述海水淡化系统包括蒸发器和表冷器；所述蒸发器为水平圆盘管式蒸发式器，其上端设有喷淋系统，喷淋系统上端设有收水器(或称挡水板)；表冷器内设蛇形盘管换热器，蛇形盘管换热器一端与喷淋系统连接，另一端通过海水循环泵与蒸发器内下端的海水连通；该海水淡化装置还包括鼓风机，鼓风机一端与蒸发器连接，另一端与表冷器连接。

所述收水器(挡水板)由防腐蚀的PVC材料制成，挡板流道呈“”型，气流经过时需要多次改变流向，从而水的飘逸率可小于0.001％。

所述喷淋系统由布水管道和多个大流量防堵式喷嘴组成；喷嘴材质为ABS工程塑料，布水管道材质为PVC。

所述表冷器材质为镀锌碳钢管、不锈钢管或V型槽管等冷凝强化管。

所述太阳能集热系统还包括蓄热水箱，蓄热水箱通过管道并接在太阳能集热器与蒸发器连接的管道上。

所述水平圆盘管式换热器为φ25×1.0mm聚苯希塑料管盘绕而成，盘管错排排列，排列间距为横向间距S＝1.3d_out，纵向间距B＝1.5d_out，其中d_out为塑料管外径。

所述太阳能海水淡化装置还包括自动补水阀，自动补水阀与蒸发器下端的海水槽连接。

所述太阳能海水淡化装置还包括排污阀，所述排污阀位于蒸发器底部，以保持一定的排水量以免海水槽内的海水过度浓缩。

本实用新型原理：淡水采集系统由表冷器通过降温减湿获得，冷源来自蒸发降温的循环海水。来自太阳能集热器或蓄热水箱的热水进入蒸发器内的圆盘式聚苯希塑料管换热器，释放热量给管外喷淋海水水膜，被冷却的水再回到集热器(或蓄热水箱)。喷淋在管外的海水水膜吸收管内热水的热量后发生表面蒸发，被蒸发冷却的海水进入海水槽，海水槽中的海水再经循环水泵泵送入表冷器的蛇形管换热器，在换热器内吸收管外热湿空气的水蒸气凝结热后，进入喷淋系统，再在换热器管表面进行降膜蒸发冷却；被蒸发的淡水由循环空气从顶部带出蒸发器，再进入表冷器进行降温减湿；为了避免海水槽内的海水过度浓缩，排污阀保持一定的开度或定期排污，蒸发和排放的海水由自动补水阀进行补充。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型使海水淡化在一套封闭循环设备中完成，可有效防止淡水受外界环境的污染，系统操作方便，结构简单；蒸发器及表冷器均为紧凑式高效传热传质设备，整个系统运行时只有一台引风机和一台热水循环泵、一台海水循环泵动力设备，由于动力设备少，整套设备能耗低、效率高。

附图说明

图1具有横管降膜蒸发器和横管式表冷器的太阳能海水淡化装置结构示意图；

图2为图1中海水淡化系统结构式意图；

图3为蒸发器内的管道排列示意图。

图中示出：

1.太阳能集热器2.蓄热水箱3、17.热水循环泵4.圆盘管式换热器5.海水自动补水阀6.喷淋系统7.收水器8.蛇形盘管换热器9.海水循环泵10.鼓风机11.淡水排放阀12.排污阀13.温差控制仪14.辅助加热器15.蒸发器16.表冷器