太陽(yáng)能海水淡化裝置、灶具聯(lián)合裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種太陽(yáng)能海水淡化裝置、灶具聯(lián)合裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的海水淡化裝置多采用電力或內(nèi)燃機(jī)等提供熱源，不但耗費(fèi)不可再生資源而且在某些偏遠(yuǎn)地區(qū)可能無(wú)法使用。太陽(yáng)能的利用不但節(jié)約不可再生能源，而且利用比較方便。但傳統(tǒng)的太陽(yáng)能海水淡化裝置多采用盤式太陽(yáng)能蒸餾器生產(chǎn)淡水，這種蒸餾器靠海水的自然蒸發(fā)，遇冷凝結(jié)成淡水，傳熱速率較慢，無(wú)論單位面積的產(chǎn)水量還是能量的利用率都是很低的。
[0003]傳統(tǒng)的太陽(yáng)能分體承壓系統(tǒng)采用強(qiáng)制循環(huán)供熱，傳熱速率較快，但目前只能產(chǎn)生熱水，供用戶洗浴用，用法單一，不能滿足用戶的多種需求，而且系統(tǒng)容易產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種太陽(yáng)能海水淡化裝置、灶具聯(lián)合裝置及其使用方法，主要目的是通過(guò)太陽(yáng)能快速實(shí)現(xiàn)海水淡化。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明主要提供如下技術(shù)方案:
[0006]一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能海水淡化裝置，包括:
[0007]太陽(yáng)能集熱器，將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能對(duì)循環(huán)介質(zhì)加熱以提供熱源；
[0008]海水蒸發(fā)器，以太陽(yáng)能集熱器提供的循環(huán)介質(zhì)作為熱源對(duì)海水加熱產(chǎn)生蒸汽；
[0009]太陽(yáng)能泵站，實(shí)現(xiàn)循環(huán)介質(zhì)在太陽(yáng)能集熱器與海水蒸發(fā)器之間循環(huán)；
[0010]膨脹罐，與太陽(yáng)能泵站連接，通過(guò)儲(chǔ)存或釋放循環(huán)介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)介質(zhì)在循環(huán)通路中的壓力變化；
[0011]冷凝器，對(duì)海水蒸發(fā)器輸送來(lái)的蒸汽冷卻形成淡水；
[0012]海水存儲(chǔ)容器，存儲(chǔ)海水，通過(guò)海水供給泵將存儲(chǔ)的海水提供給冷凝器作為冷卻水；
[0013]光伏組件，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能為用電設(shè)備提供電能。
[0014]作為優(yōu)選，所述太陽(yáng)能泵站設(shè)于海水蒸發(fā)器至所述太陽(yáng)能集熱器的進(jìn)口之間的循環(huán)通路上。
[0015]作為優(yōu)選，所述作為冷卻水的海水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后通過(guò)第一支路提供給海水蒸發(fā)器生成蒸汽，通過(guò)第二支路返回至海水存儲(chǔ)容器，所述第一支路和第二支路上分別設(shè)有閥門。
[0016]作為優(yōu)選，所述第二支路的端部設(shè)有噴淋器，所述噴淋器位于海水存儲(chǔ)容器的上方，所述海水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后經(jīng)噴淋器噴灑散熱后返回至海水存儲(chǔ)容器。
[0017]作為優(yōu)選，所述海水蒸發(fā)器包括殼體和設(shè)于殼體內(nèi)的蒸發(fā)換熱器，所述蒸發(fā)換熱器的入口與太陽(yáng)能集熱器的出口連接，所述蒸發(fā)換熱器的出口與太陽(yáng)能集熱器的進(jìn)口連接，所述殼體上設(shè)有海水補(bǔ)充口，所述海水補(bǔ)充口與第一支路連接，所述殼體的頂部設(shè)有蒸汽出口，產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蒸汽出口輸送至冷凝器。
[0018]作為優(yōu)選，所述海水蒸發(fā)器的殼體包括外殼、內(nèi)膽和填充于外殼與內(nèi)膽之間的保溫層。
[0019]作為優(yōu)選，所述冷凝器的底部設(shè)有淡水出口，頂部設(shè)有不凝氣出口，所述冷凝器的蒸汽入口與海水蒸發(fā)器連接，所述冷凝器的換熱器內(nèi)的海水與蒸汽換熱后輸送至海水蒸發(fā)器或返回至海水存儲(chǔ)容器，所述不凝氣出口連接有真空泵，所述真空泵對(duì)冷凝器和海水蒸發(fā)器內(nèi)部抽真空。
[0020]作為優(yōu)選，所述光伏組件包括光伏板、與光伏板連接的蓄電池和與蓄電池連接的控制器，通過(guò)所述控制器為用電設(shè)備供電。
[0021]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能海水淡化和灶具聯(lián)合裝置，包括太陽(yáng)能海水淡化裝置，所述太陽(yáng)能海水淡化裝置為上述海水淡化裝置，還包括蒸煮鍋，所述蒸煮鍋的加熱腔的入口與所述太陽(yáng)能集熱器的出口連接，所述蒸煮鍋的加熱腔的出口與所述太陽(yáng)能集熱器的進(jìn)口連接，所述太陽(yáng)能集熱器的出口連接海水蒸發(fā)器的支路及連接蒸煮鍋的支路上分別設(shè)有閥門。
[0022]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種太陽(yáng)能海水淡化和灶具聯(lián)合裝置的使用方法，有太陽(yáng)時(shí)，太陽(yáng)能集熱器對(duì)循環(huán)介質(zhì)加熱，光伏組件將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，具體步驟如下:
[0023]當(dāng)使用海水淡化模式時(shí)，首先將海水注入到海水蒸發(fā)器內(nèi)，至設(shè)計(jì)液位，經(jīng)太陽(yáng)能集熱器加熱的循環(huán)介質(zhì)在太陽(yáng)能集熱器與海水蒸發(fā)器直接循環(huán)對(duì)海水蒸發(fā)器內(nèi)的海水加熱產(chǎn)生蒸汽，蒸汽輸送至冷凝器內(nèi)；同時(shí)海水供給泵將存儲(chǔ)的海水提供給冷凝器作為冷卻水對(duì)蒸汽降溫，使其冷凝成液態(tài)水；作為冷卻水的海水在冷凝器內(nèi)與蒸汽熱交換后經(jīng)過(guò)噴淋器噴淋散熱后返回海水存儲(chǔ)容器或補(bǔ)充進(jìn)海水蒸發(fā)器以保持海水蒸發(fā)器內(nèi)海水在設(shè)計(jì)水位；在海水淡化過(guò)程中開(kāi)啟真空泵，使冷凝器和海水蒸發(fā)器內(nèi)壓力逐漸下降，以降低汽化溫度；當(dāng)冷凝器內(nèi)的淡水水位升至設(shè)計(jì)水位時(shí)，停止真空泵，并使冷凝器和海水蒸發(fā)器連通大氣，等內(nèi)外壓力平衡后，將冷凝水放至淡水容器中，從而實(shí)現(xiàn)裝置的海水淡化功能，同時(shí)，放掉海水蒸發(fā)器中濃縮的鹽水；
[0024]冷凝水和濃縮的鹽水放完后，重復(fù)以上步驟運(yùn)行進(jìn)行海水淡化；
[0025]使用灶具模式時(shí)，首先在蒸煮鍋內(nèi)加入適量淡水，蓋上鍋蓋，然后使循環(huán)介質(zhì)在太陽(yáng)能集熱器與蒸煮鍋之間循環(huán)，循環(huán)介質(zhì)將蒸煮鍋內(nèi)的水溫升至100°c時(shí)，開(kāi)始沸騰，將食物放在鍋內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)裝置的蒸煮功能，食品蒸煮完畢后，將鍋內(nèi)的水放掉。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0027]本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能海水淡化裝置可以快速實(shí)現(xiàn)海水淡化，不需要額外能源，完全采用太陽(yáng)能，可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)及無(wú)其他能源可用的地區(qū)使用。太陽(yáng)能分體承壓系統(tǒng)中，將海水淡化裝置與蒸煮類灶具組合起來(lái)，形成了一種既可產(chǎn)淡水又可蒸煮食品的聯(lián)合裝置，拓展了傳統(tǒng)太陽(yáng)能分體承壓系統(tǒng)的功能，可滿足用戶多種需求，同時(shí)，通過(guò)切換海水淡化和灶具兩種使用模式，還可避免系統(tǒng)過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能海水淡化和灶具聯(lián)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的海水蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。
[0032]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能海水淡化和灶具聯(lián)合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中箭頭表示流體流向；參見(jiàn)圖1，太陽(yáng)能海水淡化裝置，包括:
[0033]太陽(yáng)能集熱器21，將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能對(duì)循環(huán)介質(zhì)加熱以提供熱源；
[0034]海水蒸發(fā)器13，以太陽(yáng)能集熱器21提供的循環(huán)介質(zhì)作為熱源對(duì)海水加熱產(chǎn)生蒸汽；
[0035]太陽(yáng)能泵站19，實(shí)現(xiàn)循環(huán)介質(zhì)在太陽(yáng)能集熱器21與海水蒸發(fā)器13之間循環(huán)；
[0036]膨脹罐20，與太陽(yáng)能泵站19連接，通過(guò)儲(chǔ)存或釋放循環(huán)介質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)循環(huán)介質(zhì)在循環(huán)通路中的壓力變化；
[0037]冷凝器2，對(duì)海水蒸發(fā)器13輸送來(lái)的蒸汽冷卻形成淡水；
[0038]海水存儲(chǔ)容器6，存儲(chǔ)海水，通過(guò)海水供給泵5將存儲(chǔ)的海水提供給冷凝器2作為冷卻水；
[0039]光伏組件，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能為用電設(shè)備提供電能。
[0040]本發(fā)明的太陽(yáng)能海水淡化裝置僅僅利用太陽(yáng)能提供所需電能及熱源，通過(guò)海水蒸發(fā)器與冷凝器聯(lián)合快速實(shí)現(xiàn)海水淡化。
[0041]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，太陽(yáng)能泵站19設(shè)于海水蒸發(fā)器13至太陽(yáng)能集熱器21的進(jìn)口之間的循環(huán)通路上。將太陽(yáng)能泵站19設(shè)于回流通路上由于循環(huán)介質(zhì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了熱交換，因此循環(huán)介質(zhì)的溫度較低。從而降低了太陽(yáng)能泵站19的工作溫度。
[0042]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，參見(jiàn)圖1和圖2，作為冷卻水的海水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后返回海水存儲(chǔ)容器6用于冷卻水循環(huán)，或者供給海水蒸發(fā)器13以補(bǔ)充蒸發(fā)消耗，使海水蒸發(fā)器13內(nèi)的海水保持在適當(dāng)?shù)囊何?。由于換熱后的冷卻水吸收了熱量溫度提高，可以減少蒸發(fā)所需熱量?；谏鲜瞿康淖鳛槔鋮s水的海水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后需要通過(guò)兩個(gè)支路來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)第一支路提供給海水蒸發(fā)器13用于生成蒸汽，通過(guò)第二支路返回至海水存儲(chǔ)容器6，當(dāng)然控制冷卻水的走向，第一支路和第二支路上分別設(shè)有閥門。本實(shí)施例中第一支路上設(shè)有第三閥門9，第二支路上設(shè)有第二閥門8。第二支路的端部設(shè)有噴淋器7，噴淋器7位于海水存儲(chǔ)容器13的上方，作為冷卻水的海水經(jīng)過(guò)冷凝器換熱后經(jīng)噴淋器7噴灑散熱后返回至海水存儲(chǔ)容器13。由于冷卻水換熱后溫度升高，直接返回海水存儲(chǔ)容器13會(huì)造成冷卻水溫度整體升高，因此采用噴淋器7噴灑使熱量快速散發(fā)到空氣中，有利于保持冷卻水的低溫。
[0043]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，海水蒸發(fā)器13包括殼體130和設(shè)于殼體130內(nèi)的蒸發(fā)換熱器131，蒸發(fā)換熱器131的入口與太陽(yáng)能集熱器21的出口連接，蒸發(fā)換熱器131的出口與太陽(yáng)能集熱器21的進(jìn)口連接，殼體130上設(shè)有海水補(bǔ)充口 132，海水補(bǔ)充口 132與設(shè)有第三閥門9的第一支路連接，殼體130的頂部設(shè)有蒸汽出口 133，產(chǎn)生的蒸汽通過(guò)蒸汽出口 133輸送至冷凝器2。殼體130內(nèi)還設(shè)有溫度傳感器134用于檢測(cè)殼體130內(nèi)的海水溫度。海水蒸發(fā)器13的底部開(kāi)有濃鹽水出口 135，濃鹽水出口 135上設(shè)有第四閥門14。海水蒸發(fā)器13的殼體上還設(shè)有液位計(jì)136，通過(guò)液位計(jì)136可以觀測(cè)海水蒸發(fā)器13內(nèi)海水的液位。海水蒸發(fā)器13的殼體130包括外殼130a、內(nèi)膽130b和填充于外殼130a與內(nèi)膽130b之間的保溫層130c。
[0044]作為上述實(shí)施例的優(yōu)選，參見(jiàn)圖1和圖3，冷凝器2的底部設(shè)有淡水出口 201，淡水出口 201上設(shè)有第一閥門4，淡水出口 201連接淡水儲(chǔ)罐3 ;冷凝器2的頂部設(shè)有不凝氣出口 203，冷凝器2的蒸汽入口 204與海水蒸發(fā)器13的