[发明专利]一种可变流量的太阳能海水淡化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，具体说是一种可变流量的太阳能海水淡化装置。

背景技术

水是生命的源泉，是社会经济发展的命脉，是人类宝贵的、不可替代的自然资源。随着经济的的持续发展和人民生活水平的不断提高，对水量的需求越来越大，对水质的要求越来越高，而水资源的不足、时空分布的不均，加上超限度的开采、无节制的浪费、随意的污染以及管理不善等，使原本紧张的水资源供需矛盾更加尖锐，缺水问题已成为一个世界性的难题。

海水淡化作为一种开源技术，可以增加当地水资源总量，由于海水淡化是以能源换水源，因此能源消耗仍较大。对于没有电网的海岛，利用传统的矿物燃料（煤、石油）解决海水淡化能源问题，极易导致海岛脆弱生态系统的破坏，且运输和维护成本过高，而且我国化石能源尤其是煤和石油相对不足，蕴藏量有限，越用越少，正面临着枯竭的危险，而且石油和煤是重要的化学原料用来当燃料十分可惜，并且燃烧燃料将排出大量CO₂和硫的氧化物，导致温室效应和酸雨，恶化地球环境。如果从现有输电网架设线路来解决这些无电地区供电问题，投资费用大，建设1km的输电线路，相当于5～6kW太阳能电设备的投资费用，对于偏远的小海岛要铺设海底电缆费用更高。

现在的无电、缺水地区都处于太阳能资源丰富的一、二、三类的西部地区（多苦咸水）和东南部海岛，太阳能辐射总量大，年平均日照时间长，年发电量高。光伏太阳能反渗透海水淡化装置可利用太阳能独立运行，无污染，低耗能，运行安全稳定可靠，不消耗石油、天然气、煤炭等常规能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值；其次是生产规模可有机组合，适应性好，投资相对较少，产水成本低。

中国专利ZL02281876.6公布了一种太阳能反渗透海水淡化设备，利用太阳能产生的蒸汽直接驱动汽轮泵，以提供反渗透组件的进水流量与压力，这种太阳能反渗透海水淡化设备需要很大的太阳能集热器才能产生直接驱动汽轮泵的蒸汽，占地面积大和投资大。反渗透装置只有在太阳光充足时才能运行，晚上及阴雨天气不能运行，设备利用率低，实际应用受到限制。

中国专利ZL200720069563.1公布了一种太阳能光伏反渗透海水淡化装置，该装置特点在于包括太阳能发电模块和反渗透制淡模块，其中，太阳能发电模块包括了太阳能电池、蓄电池、控制器和逆变器。一方面反渗透制淡模块没有专门设计的能量回收装置，反渗透制水系统能耗高；另一方面反渗透装置无法自动调节功率和水回收率，无法适应太阳能电能输出不稳定的特点，并且存在保安滤器设置在高压泵之后的重大工艺错误，实际应用受到限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种可变流量的太阳能海水淡化装置，可利用太阳能独立运行，设备成本及运行和维护成本低，并能利用太阳能发电具有峰谷的特点，最大限度地增加产水量，适于偏远海岛、船舶以及缺乏电力供应的家庭使用。

为此，本发明采用以下技术方案：它由光伏太阳能供电系统、反渗透海水淡化处理系统以及变频控制系统组成，所述光伏太阳能供电系统包括光伏太阳能电池、太阳能控制器、逆变器和蓄电池，所述太阳能光伏电池板的输出端与所述太阳能控制器连接，蓄电池与所述太阳能控制器连接；所述太阳能控制器与逆变器连接；逆变器与智能控制器连接，所述太阳能控制器用于控制光伏太阳能电池所发之电向蓄电池的充电以及蓄电池放电；

所述的变频控制系统设有所述智能控制器、多个变频器以及处在反渗透海水淡化处理系统中的压力传感器、流量传感器、液位开关，所述变频器包括超滤水泵的变频器、海水中压泵的变频器以及海水高压泵的变频器，所述多个变频器以及压力传感器、流量传感器、液位开关与智能控制器连接，所述智能控制器通过控制所述变频器的工作，使对海水中压泵的供电优先于海水高压泵；

所述的反渗透海水淡化系统设有海水总路，所述海水总路自前至后依次串接海水取水泵、净水器、水箱、所述超滤水泵、超滤装置、中间水箱、中间水泵、保安滤器；

所述取水泵用于抽取原海水，其与智能控制器直接连接，蓄电池的放电经逆变器转化为交流电后作为取水泵的电源；

所述净水器，用于将海水净化成符合超滤进水要求；

所述超滤水泵用于超滤装置进水增压，使之达到超滤装置进水压力要求，其先与变频器连接，再通过变频器与智能控制器连接，蓄电池的放电经逆变器转化为交流电后作为超滤水泵的电源；

所述中间水泵将超滤产水增压至0.1~0.5MPa，使之通过保安滤器进入海水中压泵以及海水高压泵，其与智能控制器直接连接，蓄电池的放电经逆变器转化为交流电后作为中间水泵的电源；