本發(fā)明涉及海水淡化技術(shù)，具體來說是一種鼓泡式太陽能海水淡化裝置及其海水淡化方法。

背景技術(shù)：

隨著淡水資源的短缺，海水淡化技術(shù)日益受到各個國家的重視，目前許多國家已經(jīng)將海水淡化作為解決淡水資源短缺問題的關(guān)鍵技術(shù)。

海水淡化就是將海水中的鹽分和水分分離的過程,最終得到淡水和濃縮鹽水,主要的傳統(tǒng)海水淡化方法有蒸餾法、反滲透法、電滲析法、冷凍法、水合物法和溶劑萃取法等。其中反滲透法利用半透膜中分子晶格空隙對水及鹽類溶解度的差異而將其分離；蒸餾法是利用海水中各組分的沸點不同從而實現(xiàn)水與鹽組分的分離。目前蒸餾法已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，但是傳統(tǒng)的蒸餾法耗能高，經(jīng)濟效益低且存在海水淡化裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作運行困難，海水腐蝕較大和換熱效率低等問題。反滲透法以其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，易于維護等優(yōu)點已經(jīng)逐漸取代蒸餾法成為目前海水淡化市場最廣泛的應(yīng)用技術(shù)。

鼓泡式太陽能海水淡化技術(shù)是以太陽能為能量，利用增濕除濕原理進行海水淡化的一門技術(shù)。其基本思想為利用空氣通入熱海水中形成氣泡,在氣泡上升的過程中吸收海水的熱量和蒸發(fā)出的水蒸氣,即為增濕過程；收集水蒸氣，冷凝以獲得淡水，即為除濕過程。但目前的鼓泡式太陽能海水淡化技術(shù)還存在較多缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、淡化效果好的鼓泡式太陽能海水淡化裝置。同時，本發(fā)明還提供了一種基于鼓泡式太陽能海水淡化裝置的海水淡化方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種鼓泡式太陽能海水淡化裝置，包括太陽能集熱器、蒸發(fā)室、鼓泡器、鼓風機、冷凝室、淡水箱、冷卻箱、蓄電池和太陽能光伏板；所述太陽能光伏板與蓄電池連接，此蓄電池與鼓風機連接，所述太陽能集熱器通過熱水泵與蒸發(fā)室連接，所述蒸發(fā)室上端與冷凝室的蒸汽入口連通；所述冷凝室的出水口與淡水箱連通，所述冷凝室的出氣口通過鼓風機與鼓泡器連接，所述鼓泡器安裝于蒸發(fā)室的底面；所述冷卻箱通過換熱管與冷凝室連接；

所述冷凝室內(nèi)具有冷凝腔，所述冷凝腔設(shè)有多張換熱板，相鄰兩張換熱板的一端分別固定于冷凝室的兩邊內(nèi)壁以使冷凝腔形成反復(fù)彎曲的冷凝通道，所述換熱管的一端插入冷凝通道，且所述換熱管的側(cè)壁緊貼的換熱板的側(cè)面。

優(yōu)選的，所述冷凝室的底面的水平高度自冷凝室的蒸汽入口沿冷凝室的出水口方向逐漸降低。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)室和冷凝室一體成型，所述淡水箱安裝于冷凝室的下方。

優(yōu)選的，所述淡水箱通過抽屜式結(jié)構(gòu)安裝于冷凝室的下方。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)室、冷凝室和淡水箱安裝于一起呈長方體狀。

優(yōu)選的，所述的鼓泡式太陽能海水淡化裝置還包括控制器，所述太陽能集熱器包括多根集熱管和保溫水箱，多根集熱管均與保溫水箱連接，所述保溫水箱通過熱水泵與蒸發(fā)室連接；所述保濕水箱內(nèi)設(shè)有溫度計和液位計，此溫度計和液位計均與控制器連接；所述控制器與熱水泵連接。

優(yōu)選的，所述蒸發(fā)室設(shè)有換水機構(gòu)，所述換水機構(gòu)包括浮球液位開關(guān)和繼電器，所述浮球液位開關(guān)安裝于蒸發(fā)室的側(cè)壁，所述浮球液位開關(guān)通過繼電器與控制器連接。

優(yōu)選的，所述鼓泡器包括至少10組的鼓泡頭，所有的鼓泡頭均均勻的安裝于蒸發(fā)室的底面，且所有的鼓泡頭均與鼓風機連接。

一種基于上述的鼓泡式太陽能海水淡化裝置的海水淡化方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)收集的海水直接注入于太陽能集熱器，太陽能集熱器直接對海水進行加熱，以令海水升溫至85℃～90℃；

2)熱水泵將在太陽能集熱器中已經(jīng)完成升溫的海水抽到蒸發(fā)室內(nèi)，此時鼓風機驅(qū)動，以使鼓泡器在蒸發(fā)室的海水底部產(chǎn)生氣泡，此氣泡自蒸發(fā)室的海水底部上升溢出蒸發(fā)室的海水水面而形成蒸汽，此蒸汽再依次經(jīng)過蒸發(fā)室的上端出口及冷凝室的蒸汽入口后進入冷凝室的冷凝腔內(nèi)；

3)進入冷凝腔的蒸汽通過換熱管與冷卻箱進行熱交換，蒸汽迅速降溫，則蒸汽中的淡水與氣體分離，分離出來的淡水從冷凝室的出水口流入淡水箱，而分離出來的氣體被鼓風機從冷凝室的出氣口抽出再次送至鼓泡器。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明主要采用太陽能集熱器、蒸發(fā)室、鼓泡器、冷凝室、淡水箱、冷卻箱、蓄電池和太陽能光伏板，其中冷凝室中的冷凝腔利用換熱板形成冷凝通道，這提高了蒸汽的除濕效果，即提高了水氣分離的效果，從而提高了海水淡化的效果。

2、本發(fā)明采用太陽能集熱器對海水進行加熱，再結(jié)合鼓泡氣進行鼓泡以加速海水的蒸發(fā)，以提高了氣體的增濕過程，從而提高了海水蒸發(fā)效率，以提高海水淡化效果。

3、本發(fā)明的換熱板在冷凝腔里交替的固定于冷凝腔的兩內(nèi)壁，以形成反復(fù)彎曲的冷凝通道，這可延長蒸汽與換熱板的換熱時間，而冷卻箱通過換熱管為換熱板提供充足的冷量，故可進一步提高蒸汽的除濕效果，以進一步提高海水淡化的效果。

4、本發(fā)明中蒸發(fā)室和冷凝室通過鼓風機形成氣體回路，即冷凝室內(nèi)分離出的氣體通過鼓風機再次抽取至蒸發(fā)室底部的鼓泡器，這容易使冷凝室形成負壓，以加快蒸汽的流動，以進一步提高了海水淡化的效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種鼓泡式太陽能海水淡化裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明一種鼓泡式太陽能海水淡化裝置的剖視圖。

圖3是本發(fā)明蒸發(fā)室、鼓風機、冷凝室和淡水箱的連接簡圖。圖中的箭頭指示的為水蒸汽或淡水或氣體的流動方向。

圖4是本發(fā)明蒸發(fā)室、冷凝室、淡水箱和冷卻箱的連接簡圖。圖中的箭頭指示的為水蒸汽或淡水或氣體的流動方向。

具體實施方式

為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1至圖3所示，本鼓泡式太陽能海水淡化裝置，包括太陽能集熱器1、蒸發(fā)室2、鼓泡器3、鼓風機4、冷凝室5、淡水箱6、冷卻箱7、蓄電池8和太陽能光伏板9；所述太陽能光伏板9與蓄電池8連接，此蓄電池8與鼓風機4連接，所述太陽能集熱器1通過熱水泵與蒸發(fā)室2連接，所述蒸發(fā)室2上端與冷凝室5的蒸汽入口連通；所述冷凝室5的出水口與淡水箱6連通，所述冷凝室5的出氣口通過鼓風機4與鼓泡器3連接，所述鼓泡器3安裝于蒸發(fā)室2的底面；所述冷卻箱7通過換熱管10與冷凝室5連接；所述冷凝室5內(nèi)具有冷凝腔，所述冷凝腔設(shè)有多張換熱板11，相鄰兩張換熱板11的一端分別固定于冷凝室5的兩邊內(nèi)壁以使冷凝腔形成反復(fù)彎曲的冷凝通道12，所述換熱管10的一端插入冷凝通道12，且所述換熱管10的側(cè)壁緊貼的換熱板11的側(cè)面。

上述結(jié)構(gòu)簡單，方便安裝，可靠性高。具體的，在太陽能集熱器1內(nèi)完成加熱的海水被熱水泵抽取，并將這些海水從蒸發(fā)室2的底部注入蒸發(fā)室2內(nèi)。鼓風機4輸送來的空氣流經(jīng)鼓泡器3形成氣泡與太陽能集熱器2提供的熱海水直接接觸產(chǎn)生水蒸汽，水蒸汽流經(jīng)冷凝室5冷凝分離出的淡水匯集于淡水箱6，在冷凝室5分離出的氣體再被鼓風機4抽取送到位于蒸發(fā)室2內(nèi)的鼓泡器3，以進行下一步循環(huán)流動。如圖2和圖4所示，冷凝腔5內(nèi)設(shè)有多張換熱板11，相鄰換熱板11的一端分別固定于冷凝室5的兩邊內(nèi)壁，即多張換熱板11交錯分布，以使冷凝腔形成反復(fù)彎曲的冷凝通道12，這使水蒸汽在冷凝室5時流經(jīng)較長的路程，以使水蒸汽與換熱板11之間充分換熱，提高水蒸汽中淡水與氣體的分離效率，從而提高海水淡化的效率。

所述冷凝室5的底面的水平高度自冷凝室5的蒸汽入口沿冷凝室5的出水口方向逐漸降低。此設(shè)置可讓分離出的淡水順利流暢的流入淡水箱6，避免分離出的淡水遺留在冷凝室5的底面。同時冷凝室的底面傾斜設(shè)置，這可令分離出的淡水與分離出的氣體流動時互不干涉，提高淡水的回收率。

所述蒸發(fā)室2和冷凝室5一體成型，所述淡水箱6安裝于冷凝室5的下方。且所述蒸發(fā)室2、冷凝室5和淡水箱6安裝于一起呈長方體狀。此設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊安裝方便，可減小整個裝置的體積，而為進一步保證結(jié)構(gòu)的緊湊性，蒸發(fā)室2、冷凝室5和淡水箱6均安裝于固定支架13的上方。

所述淡水箱6通過抽屜式結(jié)構(gòu)安裝于冷凝室5的下方。此結(jié)構(gòu)可方便取出淡水箱6，即當?shù)?裝滿淡水時可方便取出而將這些淡水倒至相應(yīng)的容器，同時也方便了淡水箱的清洗。具體的，在淡水箱6的兩外側(cè)設(shè)有滑條，而在蒸發(fā)室2的外壁及冷凝室5下端的一內(nèi)側(cè)設(shè)有滑槽，淡水箱6通過滑條與滑槽的共同作用安裝于冷凝室5的下方，這結(jié)構(gòu)與抽屜一樣方便淡水箱的安裝也取出。

所述的鼓泡式太陽能海水淡化裝置還包括控制器，所述太陽能集熱器1包括多根集熱管101和保溫水箱102，多根集熱管101均與保溫水箱102連接，所述保溫水箱102通過熱水泵與蒸發(fā)室2連接；所述保濕水箱102內(nèi)設(shè)有溫度計和液位計，此溫度計和液位計均與控制器連接；所述控制器與熱水泵連接。所述蒸發(fā)室2設(shè)有換水機構(gòu)14，所述換水機構(gòu)14包括浮球液位開關(guān)和繼電器，所述浮球液位開關(guān)安裝于蒸發(fā)室的側(cè)壁，所述浮球液位開關(guān)通過繼電器與控制器連接。具體的，控制器主要由PLC或單片機構(gòu)成，通過溫度計、液位計和浮球液位開關(guān)等的反饋及時控制熱水泵和繼電器的啟動，從而自動控制蒸發(fā)室海水的排放及注入。保證了工作的可靠性。具體的，浮球液位開關(guān)及繼電器可直接自市場購買所得，這方便了海水淡化裝置的制造。

所述鼓泡器3包括至少10組的鼓泡頭301，所有的鼓泡頭301均均勻的安裝于蒸發(fā)室2的底面，且所有的鼓泡頭301均與鼓風機4連接。具體的，本實施例中鼓泡器具有30組鼓泡頭301，這些鼓泡頭301均勻安裝于蒸發(fā)室2的底面，以保證產(chǎn)生均勻的氣泡，加速蒸發(fā)室2內(nèi)海水的蒸發(fā)。

一種基于上述的鼓泡式太陽能海水淡化裝置的海水淡化方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)收集的海水直接注入于太陽能集熱器，太陽能集熱器直接對海水進行加熱，以令海水升溫至85℃～90℃；

2)熱水泵將在太陽能集熱器中已經(jīng)完成升溫的海水抽到蒸發(fā)室內(nèi)，此時鼓風機驅(qū)動，以使鼓泡器在蒸發(fā)室的海水底部產(chǎn)生氣泡，此氣泡自蒸發(fā)室的海水底部上升溢出蒸發(fā)室的海水水面而形成蒸汽，此蒸汽再依次經(jīng)過蒸發(fā)室的上端出口及冷凝室的蒸汽入口后進入冷凝室的冷凝腔內(nèi)；

3)進入冷凝腔的蒸汽通過換熱管與冷卻箱進行熱交換，蒸汽迅速降溫，則蒸汽中的淡水與氣體分離，分離出來的淡水從冷凝室的出水口流入淡水箱，而分離出來的氣體被鼓風機從冷凝室的出氣口抽出再次送至鼓泡器。

這通過太陽能集器熱將海水加熱至適當?shù)臏囟龋俳Y(jié)合鼓泡器的作用加速蒸發(fā)室內(nèi)海水的蒸發(fā)，提高增濕效率；而鼓風機將冷凝室的氣體抽取到蒸發(fā)室，以使冷凝室產(chǎn)生負壓，加快了蒸發(fā)室和冷凝室之間氣體的流動，提高了除濕效率，故可大大提高了整個裝置的海水淡化效率。

上述具體實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不能對本發(fā)明進行限定，其他的任何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。