技術領域
本發明涉及一種海水淡化裝置，具體為一種風冷式太陽能海水淡化裝置。
背景技術
美國《能源與動力工程》刊載的《被動式太陽能海水淡化技術路線解析》一文通過對盤式太陽能海水淡化技術和太陽能界麵蒸發技術加熱麵蒸發麵冷凝麵設置的技術特征分析，將加熱麵蒸發麵冷凝麵自上而下設置的技術特征定義為頂置加熱麵太陽能蒸發技術。頂置加熱麵太陽能蒸發技術的目標是更好地解決光熱轉換問題海水蒸發問題和蒸汽冷凝問題。這三個問題是太陽能海水淡化必須解決的問題。中國發明專利202010782088.2妥善解決了光熱轉換問題和海水蒸發問題，蒸汽冷凝問題沒有解決好。中國發明專利202310695302.4整合頂置加熱麵太陽能海水淡化技術和新型熱法海水淡化技術，不僅妥善解決了光熱轉換問題海水蒸發問題蒸汽冷凝問題，還充分利用蒸汽冷凝熱淡化海水，是高效利用太陽能的海水淡化技術，是大型太陽能海水淡化項目首選技術。光熱轉換單元內減壓蒸發和所有光熱轉換單元產生的蒸汽集中冷凝兩項技術措施完美解決了太陽能海水淡化必須解決的三個問題。但是，這種水冷方式回收利用冷凝熱的設備成本高，適用範圍受限。將水冷方式改為風冷方式，雖然冷凝熱不能回收利用，降低了淡水產量，但設備成本降低，操作使用簡便，適用範圍擴大。風冷技術方案是采用簡單設備達到在光熱轉換單元內形成負壓蒸發和蒸汽集中風冷成淡水的目標。蒸汽自發上行是自然規律。頂置加熱麵太陽能蒸發技術將冷凝麵設置在下方，蒸汽強製下行必然有阻力。從而導致蒸汽下行和冷凝效果不佳。實行風冷，將冷凝麵設置在加熱麵蒸發麵上方，順應自然規律，必然收到蒸汽冷凝海水蒸發加速和太陽能利用率提高的效果。合理利用煙囪效應可以使上述構想得以實現。冷凝麵的位置高於加熱麵和蒸發麵，蒸汽會自發從蒸發麵流向冷凝麵。冷卻冷凝麵的空氣吸熱自發向上流動，也加快蒸汽冷凝和流動速度。
發明內容
本發明的目的是將冷凝麵設置在加熱麵蒸發麵上方，利用煙囪效應加速蒸汽和空氣流動，開發一套風冷式太陽能海水淡化裝置。
為了實現上述目的，本發明的方案是：其結構包括冷凝器、冷凝管、風罩、風機、淡水閥、海水管、海水閥、濃海水管、濃海水閥、光熱轉換單元、蒸汽管。其特征在於：所述蒸汽管一端連通在同一水平麵串聯或並聯的多個光熱轉換單元。蒸汽管另一端連通冷凝器。海水管一端連通全部光熱轉換單元內的海水罐。海水管另一端連通海水閥出口。海水閥進口通裝置外。濃海水管一端連通全部光熱轉換單元內的海水罐。濃海水管另一端連通濃海水閥進口。濃海水閥出口通向裝置外。冷凝器頂麵連通全部冷凝管下端口。全部冷凝管上端口連通大氣。全部冷凝管都位於光熱轉換單元上方。全部冷凝管都置於風罩內。風罩下端設空氣進口。風罩上端安裝風機。淡水閥安裝在冷凝器底部。
所述冷凝器是圓形或方形封閉容器。
所述冷凝器連通多根蒸汽管。每根蒸汽管連通的光熱轉換單元在同一水平麵構成一個模塊。各模塊可以不在同一水平麵。全部模塊都在冷凝管下方。
所述光熱轉換單元是頂麵為光熱板的蒸發室內有至少一個海水罐。光熱板下麵的吸水材料下垂到海水罐底部。蒸汽管在蒸發室側麵上部連通光熱轉換單元蒸發室。海水管和濃海水管穿過蒸發室底麵連通海水罐。圖3是蒸發室內有一個海水罐的光熱轉換單元。海水罐12置於蒸發室中央底麵上。吸水材料13從光熱板下垂到海水罐12底部。蒸汽管11在蒸發室側麵上部連通光熱轉換單元蒸發室。
所述光熱轉換單元側麵和底麵包裹絕熱材料，光熱板正上方安裝透光材料。
所述冷凝管內填充導熱材料絲。
所述風罩與冷凝管之間填充導熱材料絲。
本發明的優點在於：一是冷凝管內表麵作為冷凝麵，置於加熱麵蒸發麵上方，蒸汽自發上行並在冷凝管內冷凝成淡水流回冷凝器，吸水材料表麵作為蒸發麵，會不斷蒸發出蒸汽，上述蒸發冷凝過程是自發過程；二是冷凝管與風罩之間形成空氣上行通道，空氣從下向上自發流動，風機運行，加速空氣流動，相應加速蒸發冷凝過程；三是風機運行，抽出蒸發室空氣，蒸發室壓力降低，能增加海水蒸發量，降低蒸發溫度，提高太陽能利用率；四是模塊化設計，能滿足各種規模的需求；五是設備結構簡單，材料資源豐富。
附圖說明
下麵結合附圖與實施例對本發明作進一步說明：
圖1是本發明結構俯視圖；
圖2是本發明結構主視圖；
圖3是本發明光熱轉換單元結構圖。
圖中，1、冷凝器，2、風罩，3、冷凝管，4、淡水閥，5、風機， 6、海水管，7、海水閥，8、濃海水閥，9、濃海水管，10、光熱轉換單元，11、蒸汽管，12、海水罐，13、吸水材料。
具體實施方式
實施例是一套一根蒸汽管11連通10個光熱轉換單元10與冷凝器1的風冷式太陽能海水淡化裝置。隻有一個模塊。所有光熱轉換單元10在同一水平麵。冷凝器1上麵連通多根冷凝管3。冷凝管3內填充不鏽鋼絲。所有冷凝管3都置於風罩2內。風罩2下端有空氣進口。冷凝管3與風罩2之間填充不鏽鋼絲。風機5安裝在風罩2上端。冷凝管3和風罩2置於光熱轉換單元10上方。海水管6連通全部光熱轉換單元10內的海水罐與海水閥7出口。濃海水管9連通全部光熱轉換單元10內的海水罐與濃海水閥8進口。淡水閥4安裝在冷凝器1側麵底部。圖1是這套裝置俯視圖。圖2是這套裝置主視圖。圖3是光熱轉換單元結構圖。光熱轉換單元10底麵和側麵包裹絕熱材料聚氨酯作保溫層。光熱轉換單元10頂麵以上安玻璃透光隔熱。
本實施例的工作過程是：將裝置水平安裝。海水閥7進口連通海水供給管。日出前關閉淡水閥4，關閉濃海水閥8，打開海水閥7向裝置供給海水。按確定的濃縮比注入海水量，關閉海水閥7。海水經海水管6流入海水罐12。吸水材料13將海水吸到光熱板下麵。日出後太陽光在光熱板上麵轉換成熱量加熱光熱板下麵的海水產生蒸汽。蒸汽進入蒸汽管11流向冷凝器1。然後在冷凝管3內冷凝成水流回冷凝器1。啟動風機5，加速蒸發冷凝過程。日落後打開濃海水閥8放出濃海水。打開淡水閥4放出淡水。次日重複上述操作。
