[发明专利]毛细作用与太阳能耦合的新型低温海水淡化系统

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能海水淡化系统。

背景技术

全世界约1/3的人口生活在缺水的国家和地区，解决淡水资源短缺的问题最主要的手段是进行海水淡化。传统的海水淡化技术需要消耗大量常规能源，加剧了资源的消耗并带来环境污染。而太阳能是一种分布广、储量多的可再生能源，如果能将太阳能技术和海水淡化技术结合在一起解决海水淡化关键问题，将具有重要的社会及经济效益。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种换热系数高、出水量多、制造和运行成本低的太阳能海水淡化系统。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

毛细作用与太阳能耦合的新型低温海水淡化系统，包括太阳能集热装置、第一循环泵、蒸发器和冷凝器；蒸发器包括壳体、毛细芯、分配器、集液器和管束；壳体具有海水腔和蒸汽腔，海水腔和蒸汽腔通过毛细芯相互隔开；分配器和集液器分别位于海水腔的两端；管束设置于海水腔内，管束的两端分别与分配器和集液器连接；海水腔具有海水入口和浓海水出口，蒸汽腔具有蒸汽出口；冷凝器具有蒸汽入口和淡水出口；太阳能集热装置的热媒出口通过第一循环泵与蒸发器的热媒入口连通，蒸发器的热媒入口通过分配器与管束连通，管束通过集液器与蒸发器的冷媒出口连通，蒸发器的冷媒出口与太阳能集热装置的冷媒入口连通；冷凝器的蒸汽入口与蒸汽腔的蒸汽出口连通。

本发明可至少达到以下的有益效果之一：

1、本发明结合了太阳能集热装置进行海水淡化，基本不消耗高品位能源，不仅绿色环保，而且降低了制造及运行的成本。此外，本发明利用在蒸发器的管束内流动的热源媒质与海水进行热交换，可以更加充分、高效地实现海水与热源之间的换热，加大蒸汽的产生量，提升换热效率；

2、该发明利用冷凝器实现了海水的预热，更好地利用了系统循环热量，提高了整体性能；

3、设置在蒸发器管束上的折流板可以加大海水在蒸发器内的扰动，在相同体积下，增加了海水侧的流程，减小了蒸发器的尺寸，提高了换热效率；

4、蒸发器和冷凝器内的管束的内表面和外表面设有翅片，翅片的表面设有纳米涂层，可提高海水与管束对流传热效率，减小管束尺寸，节省成本，提高了太阳能转化为海水内能的效率；

5、该发明采用内部加热海水的方式提高了能量利用效率，与现行的在蒸汽腔外表面通过蒸汽腔对毛细芯加热的方式相比具有显著的优点：热阻小，而且本发明可以直接控制热媒工质循环的吸热量控制海水在毛细芯中蒸发的温度，从而更好地适应系统压力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明一实施例的毛细作用与太阳能耦合的新型低温海水淡化系统的原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做出进一步说明。

根据本发明一实施例的毛细作用与太阳能耦合的新型低温海水淡化系统，包括太阳能集热装置1、辅助热源2、第一循环泵51、蒸发器3和冷凝器4。

太阳能集热装置1最好是采用高效的太阳能集热器，通过吸收太阳能对循环媒质（通常为水）进行加热。该太阳能集热器还可采用太阳自动追踪技术，以最大效率地吸收太阳能。

辅助热源2与太阳能集热装置1并联连接。辅助热源2用于在太阳能集热装置1不能工作时（例如夜晚等没有日照的时刻）作为替代该太阳能集热装置1的热源，从而使得本发明的太阳能海水淡化系统可以连续不间断地进行海水淡化处理。辅助热源2优选采用余热热源，例如海边的火电站或核电站的蒸汽余热，从而达到良好的节能效果。图1中还示出了设置在辅助热源2和太阳能集热装置1的连接管路上的多个控制阀6，这些控制阀6可以起到对辅助热源2和太阳能集热装置1的切换控制作用。