[发明专利]太阳能海水淡化装置及方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及太阳能利用领域，具体涉及利用太阳能进行海水淡化的装置和方法。

背景技术

水、空气和阳光都是人类社会赖以生存和发展的基本物质。但对于生活在海岛或沿海盐碱地区的人们来说，由于海水中富含大量盐，长期饮用盐分含量高的水，会导致各种病症。因此对海水进行淡化来提供淡水将极大地造福人类。太阳能作为清洁能源受到了越来越广泛的关注，人们已成功将太阳能应用到很多地方，太阳能海水淡化装置应运而生，但目前的太阳能海水淡化装置存在热能利用率低的问题，水蒸汽的凝结潜热未被重新利用，大部分都散失到大气中去了，本发明基于现有的太阳能海水淡化装置，对其进行全面创新，设计了一种热能利用率高的新型海水淡化装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术中的某些不足，提供一种太阳能海水淡化装置及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种太阳能海水淡化装置，包括：

太阳能蒸馏器，顶部设置有双层透明玻璃板，用来接收太阳光，四周及底部设置有保温层；蒸馏器内设置有曝气器和热交换器，底壁上设置有浓盐水出口，在蒸馏器侧壁上部设置有蒸汽出口；

太阳能集热器，用来加热循环水，太阳能集热器与热交换器连接并形成循环水回路，循环水回路中设置有循环泵；

冷凝器，上部与蒸馏器的蒸汽出口连通，冷凝器中设置有海水换热器和空气换热器；其中海水换热器的出水口与蒸馏器连通，空气换热器的出气口通过空气压缩泵与蒸馏器内的曝气器连通；

淡水收集箱，与冷凝器的底部连通。

进一步地，还包括与浓盐水出口连接的溢流管，通过溢流管向外排出浓盐水。

进一步地，还包括气液分离器，该气液分离器与淡水收集箱上部连通。

进一步地，还包括循环水换热器，设置在冷凝器中，其进水口和出水口与循环水回路连通。

进一步地，还包括热水箱，设置在太阳能集热器与热交换器之间的循环水回路中。

优选情况下，曝气器采用微纳米气泡曝气器。微纳米气泡曝气器采用高压旋切的方式，将空气压缩泵鼓入的高压空气转化成超微细气泡，每分钟可产生数亿颗超微细气泡，从而大大加速蒸馏器中的热交换和水蒸汽蒸发速率。

根据本发明的另一方面，提供一种太阳能海水淡化方法，包括以下步骤：

(1)向太阳能蒸馏器中注入经过冷凝器预热的海水，利用太阳能蒸馏器吸收太阳光对海水进行蒸发；

(2)在太阳能蒸馏器底部通过曝气器鼓入经过冷凝器预热的空气泡，来加速海水的蒸发；

(3)将太阳能蒸馏器内蒸发的水蒸汽引入冷凝器内进行冷凝，冷凝后产生的淡水进入淡水收集箱；

(4)从太阳能蒸馏器底部将蒸发后的浓盐水引出。

进一步地，还包括步骤：

(5)在太阳能蒸馏器底部设置热交换器，热交换器与外部的太阳能集热器形成循环水回路，通过太阳能集热器加热循环水并与太阳能蒸馏器中的海水进行换热。

本发明的太阳能海水淡化装置及方法，通过太阳能集热器和太阳能蒸馏器二者的协同作用，能够进一步增强海水的蒸发速率。在冷凝器中设置海水换热器、空气换热器以及循环水换热器，来对海水、空气和循环水进行预热，从而对水蒸汽的凝结潜热进行了充分利用，使得本发明的太阳能海水淡化装置对热能进行了高效利用。

附图说明

图1为本发明的太阳能海水淡化装置的总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图具体介绍本发明的太阳能海水淡化装置及方法。本领域技术人员应该理解，下面描述的实施例只是为了更好地理解本发明，并不用来限制本发明。

如图1所示，根据本发明的太阳能海水淡化装置主要包括太阳能蒸馏器1、冷凝器2、淡水收集箱3、太阳能集热器6、热水箱7、浓盐水收集箱8。

太阳能蒸馏器1顶部设置有双层透明玻璃板11，用来接收太阳光，四周及底部设置有保温层。双层透明玻璃板11之间抽真空(保持低真空状态)，利于阳光透射并能降低蒸馏器1内热量向外散发。蒸馏器1底部设置有曝气器16和热交换器15，曝气器16设置在热交换器15的下方。蒸馏器1侧壁上设置有海水进口12和蒸汽出口13，底壁上设置有浓盐水出口14。

太阳能集热器6用来加热循环水，太阳能集热器6与热交换器15连接并形成循环水回路，循环水回路中设置有循环泵29。太阳能集热器6可以采用市面上已有的太阳能热水器，在其上部安装有热水箱7。