小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置制造方法及圖紙

一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其包括有真空管集熱器、組合式菲涅爾反光板、注水/冷凝一體容器以及支撐底座，其中，注水/冷凝一體容器與真空管集熱器分別水平地放置在支撐底座上，兩者通過注水連管和蒸汽連管相連接，注水/冷凝一體容器的垂直位置高于真空管集熱器，真空管集熱器的中心線與組合式菲涅爾反光板的聚光中心線相互重合。本發明專利技術采用集成化結構，裝置小巧，結構簡單，造價低廉，組裝拆卸方便，攜帶便捷；整體水平放置，防風性優良；耐腐蝕，運行安全可靠；采用多次回熱，液膜蒸發性能強；冷凝能力強，達到了更高的海水淡化效率，適用于小規模海水淡化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種太陽能海水淡化設備，具體涉及一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，屬于海水淡化

技術介紹
淡水即含鹽量小于0.5g/L的水。地球上淡水儲量僅占全球總水量的2.53%，而且其中的68.7%又屬于固體冰川，分布在難以利用的高山和南、北兩極地區，還有一部分淡水埋藏于地下很深的地方，很難進行開采。全世界約有1/3的人生活在中度和高度缺水的地區，在這些地區中淡水消費量超過可更新水資源總量的10%。淡水資源危機嚴重制約了經濟發展和社會的進步，許多國家的用水速度已經超過了水的再生速度；水污染、人類過度用水和引進外來物種造成湖泊、河流、濕地，破壞了地下含水層的淡水系統；很多國家的淡水管理政策不當等問題更導致水資源的急劇缺乏，人類面臨著嚴峻的危機和挑戰。地球上的海水資源非常豐富，97%的水都在海洋里，而其中蘊含著大量的淡水。發展海水淡化事業，向海洋索取淡水已經成為世界各國的共同發展趨勢。如此看來，大海才是人類的不竭水源，海水淡化的關鍵在于排除其中3%左右的鹽所需的技術和成本。太陽能海水淡化系統實際上是太陽能利用裝置和傳統的海水淡化裝置的結合，用太陽能代替傳統能源供給海水淡化裝置所需能量。太陽能海水淡化系統與現有海水淡化利用項目相比具有可獨立運行，不受蒸汽、電力等條件限制，穩定可靠、運行安全、無污染、能耗低、投入成本少等優點。將太陽能海水淡化設備小型化，使其可以被方便的攜帶、運輸、安裝和使用，可以滿足一些制水量需求比較少的海水淡化和飲用水處理的場合。經過對現有相關技術文獻檢索發現，中國專利申請號:201120160654.2，記載了一種小型太陽能海水淡化裝置，采用太陽能加熱海水得到海水蒸汽，然后噴淋在冷凝室中得到蒸餾水，但其裝置由于體積較大、結構分散，所以存在不易拆卸、不便運輸攜帶的缺點。中國專利申請號:201010216323.6，記載了一種便攜式太陽能全玻璃真空集熱管承壓海水蒸餾淡化器，該裝置利用太陽能可以高效率的地將海水蒸發并冷凝為淡水。該裝置體積小巧輕便，可折疊，能承壓安全運行，便于野外個人或車輛攜帶。但是該裝置需傾斜放置，CPC結構容易被風吹倒，長期使用絲網會結垢，內部毛細力會減弱。中國專利申請號:200620004703.2記載了一種手提太陽能開水器，該裝置使用拋物柱面板組成反光板，對真空集熱管內的水進行加熱。該裝置使用真空集熱管加熱，用橡膠塞類材料封閉管口，由于其內部結構沒有考慮濃海水的排放和海水蒸汽的冷凝，所以裝置不適用于海水淡化。中國專利申請號:200820139952.1，記載了一種大口徑內聚光真空管太陽能開水器，其采用大口徑內聚光全玻璃真空集熱管，玻璃管是套管結構，內管外壁面是加熱面，內管與外管間設置漸開線形雙翼面反光板。這種集熱管造價昂貴，集熱板面積小，集熱效率低。 總結現有的玻璃集熱管的小型海水淡化裝置專利技術專利技術，可以看出現有技術中存在幾個普遍性的問題:(I)裝置的小型化程度并不高，不便于攜帶、安裝和拆卸，存在造價高而海水淡化效率不高的問題，或者集熱板傾斜放置無抗風能力。(2)蒸汽產生后其冷凝釋放的熱量未得到有效利用，太陽能使用效率不高。(3)裝置內部的毛細吸液結構、海水蒸發傳熱結構以及蒸汽引出冷凝結構不夠完善。因此，目前還沒有可以商品化的小型海水淡化裝置。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提供一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，該裝置的結構特殊，將全真空集熱管內空間分隔為液膜加熱區和儲水區，不單純依靠毛細結構吸液，同時集熱板可折疊組裝，并且反光集熱板和集熱管全部水平放置，具有體積小、重量輕、結構簡單、攜帶安全可靠、抗風能力出色以及換熱、回熱及冷凝性能優良的優點。本專利技術是通過以下技術方案實現的:一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其包括有真空管集熱器、組合式菲涅爾反光板、注水/冷凝一體容器以及支撐底座，其中，注水/冷凝一體容器與真空管集熱器分別水平地放置在支撐底座上，兩者通過注水連管和蒸汽連管相連接，注水/冷凝一體容器的垂直位置高于真空管集熱器，真空管集熱器的中心線與組合式菲涅爾反光板的聚光中心線相互重合。所述的真空管集熱器包括有全玻璃真空集熱管、波紋金屬環肋、金屬套管、汽水分離腔、濾水絲網、密封膠套、海水進水管、蒸汽出口管和濃海水排出管，其中，金屬套管為雙層管狀結構，其位于全玻璃真空集熱管內管的內部，波紋金屬環肋釬焊于金屬套管外管的外壁，并與全玻璃真空集熱管內管相接觸，汽水分離腔為一端封閉一端開口的筒形結構且焊接在金屬套管的一端，其外直徑與全玻璃真空集熱管外管的直徑保持一致，并且汽水分離腔與全玻璃真空集熱管對接，密封膠套密封地套置于汽水分離腔和全玻璃真空集熱管的外周，濾水絲網位于汽水分離腔的上部入口處，海水進水管、蒸汽出口管和濃海水排出管依次焊接在汽水分離腔一端的中 部到下部。所述的金屬套管由兩層耐腐蝕金屬管套裝而成，其一端焊接有圓環端面將其封閉，另一端與汽水分離腔的底部進行焊接，金屬套管外管與汽水分離腔底部相焊接的部分為下半段管的端部，其上半段管的端部開有蒸汽進入金屬套管的蒸汽入口，在蒸汽入口處前端上部焊接有半圓環形的汽水隔離板，該汽水隔離板的下端設有垂直彎折的兩引腳板，該引腳板板面與金屬套管的中心線相平行，其余端面分別與汽水分離腔和金屬套管相焊接，汽水隔離板將汽水分離腔與金屬套管的空間分隔成上下兩個獨立的空間，以使下部的水不能從蒸汽入口進入金屬套管。所述的汽水分離腔的封閉端與金屬套管的端部和引腳板相焊接，其開口端設有一環形密封環，并涂抹玻璃膠與全玻璃真空集熱管的開口端進行密封對接，汽水分離腔靠近封閉端的部分被引腳板分隔成上部的蒸汽區和下部的濃海水區。所述的組合式菲涅爾反光板由位于同一平面上的多塊反射板單元組成，該反射板單元包括塑料基板及其表面粘貼的高反射率鋁箔，該塑料基板的表面形狀符合菲涅爾光學原理。所述的注水/冷凝一體容器為雙層耐腐蝕金屬套筒，其內筒與外筒之間的夾層中釬焊有多段相互間有一偏轉角度的波紋金屬環肋，注水/冷凝一體容器的一端完全焊接封口，另一端的夾層端面被焊接封口，而保留其內筒的開口，該開口封堵一具有注水出口管的橡膠塞，所述夾層的一端的上部設有冷凝進口管，另一端的下部設有冷凝出口管。所述的支撐底座為空心矩形套筒結構，其下端固定在地面上，其上端設有安置真空管集熱器和注水/冷凝一體容器的半圓形卡槽。本專利技術的具體工作流程如下:在所述裝置組裝完畢后，打開進水管閥門，注水/冷凝一體容器中的海水通過注水連管灌注入真空管集熱器，海水首先進入金屬套管內管，然后從波紋金屬環肋的一端流人金屬套管外管和全玻璃真空集熱管內管之間的夾層，由于注水/冷凝一體容器的內管容積經精確設計，注水后的最終水位剛好達到金屬套管外管的最高位置，排空注水/冷凝一體容器內的海水后，關閉進水管閥門。真空管集熱器接收到組合式菲涅爾反光板所集聚的陽光熱量，而且真空管集熱器下部接收到的熱量占絕大部分比例，全玻璃真空集熱管內管的內壁和緊貼內壁的波紋金屬環肋將熱量傳遞給金屬套管和全玻璃真空集熱管之間夾層內的海水，海水得到加熱被蒸發成為蒸汽，蒸汽聚集于真空管集熱器的頂部，然后通過汽水分離腔的濾水絲網，將所攜帶的海水滴過濾掉，而剩余的較純凈的水蒸汽則通過金屬套管的蒸汽入口，均本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其特征在于：所述裝置包括有真空管集熱器、組合式菲涅爾反光板、注水/冷凝一體容器以及支撐底座，其中，注水/冷凝一體容器與真空管集熱器分別水平地放置在支撐底座上，兩者通過注水連管和蒸汽連管相連接，注水/冷凝一體容器的垂直位置高于真空管集熱器，真空管集熱器的中心線與組合式菲涅爾反光板的聚光中心線相互重合。

【技術特征摘要】
1.一種小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其特征在于:所述裝置包括有真空管集熱器、組合式菲涅爾反光板、注水/冷凝一體容器以及支撐底座，其中，注水/冷凝一體容器與真空管集熱器分別水平地放置在支撐底座上，兩者通過注水連管和蒸汽連管相連接，注水/冷凝一體容器的垂直位置高于真空管集熱器，真空管集熱器的中心線與組合式菲涅爾反光板的聚光中心線相互重合。2.根據權利要求1所述的小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其特征在于:所述的真空管集熱器包括有全玻璃真空集熱管、波紋金屬環肋、金屬套管、汽水分離腔、濾水絲網、密封膠套、海水進水管、蒸汽出口管和濃海水排出管，其中，金屬套管為雙層管狀結構，其位于全玻璃真空集熱管內管的內部，波紋金屬環肋釬焊于金屬套管外管的外壁，并與全玻璃真空集熱管內管相接觸，汽水分離腔為一端封閉一端開口的筒形結構且焊接在金屬套管的一端，其外直徑與全玻璃真空集熱管外管的直徑保持一致，并且汽水分離腔與全玻璃真空集熱管對接，密封膠套密封地套置于汽水分離腔和全玻璃真空集熱管的外周，濾水絲網位于汽水分離腔的上部入口處，海水進水管、蒸汽出口管和濃海水排出管依次焊接在汽水分離腔一端的中部到下部。3.根據權利要求2所述的小型線聚光全真空集熱管海水淡化裝置，其特征在于:所述的金屬套管由兩層耐腐蝕金屬管套裝而成，其一端焊接有圓環端面將其封閉，另一端與汽水分離腔的底部進行焊接，金屬套管外管與汽水分離腔底部相焊接的部分為下半段管的端部，其上半段管的端部開有蒸汽進入金屬套管的蒸汽入口，在蒸汽入口處前端上部焊接有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李元陽，劉振華，趙峰，肖紅升，
申請(專利權)人：上海交通大學，桑夏太陽能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：