[发明专利]一种联合冷凝器和风力机的太阳能发电及海水淡化装置

说明书

本发明公开了一种联合冷凝器和风力机的太阳能发电及海水淡化装置，海水蓄热层底槽吸收太阳辐射加热海水，海水蒸发为水蒸气被从集热棚进口流入的气流携带，湿热空气通过集热棚进入烟囱底部的冷凝器中，经过换热壁面的换热使湿热空气的温度下降，析出的液态水最后被淡水储存池收集，提高海水淡化效果；换热后的空气在烟囱效应的作用下带动涡轮机旋转做功，涡轮机消耗了气流大部分压力势能及部分动能，剩下的小部分压力势能和动能用以驱动气流向烟囱出口逸出，高空风吹动H型垂直轴风力机叶片旋转时，也会带动通风机叶片旋转，旋转的通风机叶片产生的负压使烟囱内外压差进一步加大，从而加速了烟囱内做完功的热气流的排出，强化了烟囱效应。

技术领域

本发明涉及利用太阳能进行发电及海水淡化技术领域，具体涉及一种联合冷凝器和风力机的太阳能发电及海水淡化装置。

背景技术

太阳能是新能源和可再生能源的一种，具有清洁、环保、持续、长久的优势，成为人们应对能源短缺、气候变化与节能减排的重要选择之一，越来越受到世人的强烈关注。

利用太阳能进行发电以及海水淡化，可以充分利用太阳能能量。现有的利用太阳能进行发电及海水淡化装置，如专利200810021605.3公开了一种利用太阳能进行烟囱发电及海水淡化的装置，将太阳能发电和太阳能海水淡化装置组合在一起，虽然提高了太阳能的转换效率，同时能够附加淡水产出，使得海水淡化更具经济效益，但是由于依靠透明盖板来实现水汽冷凝为淡水，利用效率低下，造成热能的无端浪费。并且太阳能烟囱发电系统在烟囱高度和集热棚半径一定的情况下，系统内外的气流密度差是影响系统内外压差大小的主要因素。由于空气密度小，尽管系统能取得可观的内外气流温差，但内外气流密度差并不大，导致内外气流压差也并不大，这制约了系统发电量的提高，这是系统本身的不足。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种联合冷凝器和风力机的太阳能发电及海水淡化装置，通过海水蓄热层和冷凝器实现海水淡化，通过H型垂直轴风力机和通风机整体结构不仅利用高空风资源发电，而且加大了烟囱内部负压从而提高了太阳能烟囱发电系统的发电量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种联合冷凝器和风力机的太阳能发电及海水淡化装置，其特征是，包括集热棚、冷凝器、涡轮机、烟囱和风力发电装置；

所述集热棚包括集热棚底板、覆盖在集热棚底板上方的集热棚盖板，集热棚盖板与集热棚底板之间形成喇叭状的导流腔；导流腔的外环为其进口，内环为其出口；集热棚底部设置淡水储存池和蓄热层，蓄热层位于淡水储存池的外周；

所述冷凝器设置于导流腔的中心处，冷凝器包括多层沿集热棚盖板内壁弧形设置的换热壁面，各层换热壁面间隔设置；各层换热壁面的顶端连通分流管，水泵将海水池中的海水引入分流管中；各层换热壁面的末端连通汇流管，汇流管的出口处连通位于底部的蓄热层；各层换热壁面的末端下方设置有淡水收集槽，各层淡水收集槽由导流内管连通，导流内管的出口处连通淡水存储池；

所述烟囱为竖直中空圆筒，导流腔的出口与烟囱的下端口连通，且在两者连通的中心处设置所述涡轮机；烟囱的上端口中心处设置风力发电装置；

所述风力发电装置包括通风机和风力机，通风机的上方安装所述风力机，涡轮机、通风机和风力机的旋转中心轴与烟囱中心轴重合，风力机的叶片与通风机的叶片刚性连接以带动通风机的叶片转动。

进一步的，每层换热壁面包括内外双层壁面形成的圆形腔体，腔体内由沿圆周均匀排列的挡板分隔呈多条冷凝液流道。

进一步的，各层换热壁面的顶端处于同一水平面，末端处于同一垂直面。

进一步的，汇流管包括对应各层换热壁面末端的圆形第二分支管，各层第二分支管通过竖直设置的第二主干管相连通，第二主干管的末端出口连通海水蓄热层。

进一步的，淡水收集槽的一端位于换热壁面末端下表面的下方，其表面呈流线形，另一端呈弯勾形与换热壁面的末端开口相对。