[发明专利]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，具体涉及的是充分利用太阳能和风能等清洁能源将海水制备为淡水，是一种不耗能无污染的海水淡化装置。

背景技术

淡水资源短缺一直是人们需要面对的问题，尤其是在海岛等远离陆地四面皆海的区域，如何能稳定的获取大量生活所需的淡水一直都是人们关注的问题。现有的常用的海水淡化技术主要是蒸馏法和反渗透膜法，这些方法存在的问题主要是设备复杂、耗能，以及随之而来的高成本和环境污染。因此利用太阳能、风能等新能源淡化海水成为一个值得考虑的方向。

随着新能源技术的发展，光伏发电、光热发电等技术日趋成熟，尤其是太阳能热电技术的发展使得利用太阳能淡化海水成为可能。为了能够在夜间使用太阳能，就需要将白天的太阳能储存起来，太阳能蓄热装置可以把太阳能储存为热能并在需要时放热。

物体在发生相变时会吸收或放出巨大潜热，而这一点正可以用于蓄热。而且相变蓄热可以实现在等温下蓄热，根据蓄热温度的高低，可以将相变材料分为低温、中温、高温材料，根据材料的组成，则可以分为有机、无机、复合相变材料。

生活在纳米布沙漠中的一种甲壳虫可以利用它们的背部从湿空气中收集水。这些甲壳虫凭借由疏水区和亲水区组成的表面崎岖不平的外壳收集大量水滴。这种甲壳虫的翅鞘上有随机排列的肉眼可见的大小为0.5-1.5mm的隆起区域，每个隆起的直径大约为0.5mm，这些隆起的最高处为亲水表面。湿空气中的水分停留在峰顶，迅速在翅鞘上形成水滴，即使是撞击在水槽上的水也可能由于反弹或被吹入亲水区而被收集。每一个被捕获的水滴的尺寸都会增长为与它相接触的亲水区的尺寸，而后若尺寸继续增长，则水滴的质量和它与昆虫表面接触的质量的比值将迅速增长，最终将水滴约束在表面的毛细作用力将被克服(毛细作用力与亲水区有关)。在毛细作用力被克服时，水滴将顺着说昆虫表面滑落。这种结构若用于冷凝取水表面，显然可以提高取水效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用自然能源提高取水效果的海水淡化装置。利用风力发电驱动给水泵抽取深层海水作为冷源及给水、利用太阳能蓄热系统为海水蒸馏提供热源，该系统可以在将海水淡化的同时获取电能且对环境无污染，适合用于阳光充足、淡水短缺的海岛等区域。

为了解决现有的海水淡化装置存在的上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种海水淡化装置，其特征在于：包括太阳能蓄热系统、风力发电系统、蒸汽发生系统、制冷取水系统和给水系统；所述太阳能蓄热系统由平板型蓄热器构成；所述风力发电系统由叶轮、发电机和输电线路组成；所述蒸汽发生系统由换热回路和蒸汽发生室组成，所述换热回路设置在所述蒸汽发生室内；所述制冷取水系统由制冷器、接水盘和蓄水池组成；所述给水系统由给水泵和供水管道组成；所述水泵经所述输电线路与所述发电机连接，所述水泵抽取深层海水经所述供水管道输送到所述制冷器的冷源端；所述制冷器的热源端连接至所述蒸汽发生室内；所述蒸汽发生室上端开口，所述制冷器位于所述蒸汽发生室的上端开口处用于将所述蒸汽发生室内产生的蒸汽冷却为液体，所述接水盘位于所述制冷器的下方用于收集所述液体；所述制冷器的制冷表面包括仿生制冷表面和制冷器流道，在仿生制冷表面上设置有球形凸起，所述球形凸起包括制冷器仿生制冷表面亲水区和制冷器仿生制冷表面疏水区，所述制冷器仿生制冷表面疏水区设置在所述仿生制冷表面上，所述制冷器仿生制冷表面亲水区设置在所述制冷器仿生制冷表面疏水区上。

所述仿生制冷表面上均匀分布所述球形凸起，所述球形凸起的平均间距约等于球的直径，球形凸起的顶部为亲水区，其余制冷表面为疏水区，球形凸起之间构成液体流道。

所述平板型蓄热器采用双层真空管，所述双层真空管外层为复合相变蓄热材料，内层为传热介质流道，所述复合相变蓄热材料采用共晶无机盐/膨胀石墨复合相变材料，所述的传热介质采用水。

所述共晶无机盐为LiNO₃，KCl。

所述制冷器的制冷面为两个斜面。