本發(fā)明涉及利用太陽能進行發(fā)電及海水淡化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種煙囪型太陽能發(fā)電及海水淡化裝置用冷凝器。

背景技術(shù)：

在淡水資源日益匱乏的今天，利用太陽能進行海水或苦咸水的淡化，已愈來愈受到重視。

現(xiàn)有的利用太陽能進行發(fā)電及海水淡化裝置，如專利200810021605.3公開了一種利用太陽能進行煙囪發(fā)電及海水淡化的裝置，將太陽能發(fā)電和太陽能海水淡化裝置組合在一起，雖然提高了太陽能的轉(zhuǎn)換效率，同時能夠附加淡水產(chǎn)出，使得海水淡化更具經(jīng)濟效益，但是由于依靠透明蓋板來實現(xiàn)水汽冷凝為淡水，利用效率低下，造成熱能的無端浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種煙囪型太陽能發(fā)電及海水淡化裝置用冷凝器，利用海水實現(xiàn)濕熱空氣的冷凝和淡水的析出，同時對海水起到預(yù)熱作用，提高了系統(tǒng)淡水產(chǎn)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種煙囪型太陽能發(fā)電及海水淡化裝置用冷凝器，其特征是，冷凝器位于喇叭狀集熱棚的導(dǎo)流腔內(nèi)，

冷凝器包括多層沿集熱棚內(nèi)壁弧形設(shè)置的換熱管束，各層換熱管束間隔設(shè)置；

各層換熱管束的頂端連通分流管，水泵將海水池中的海水引入分流管中；各層換熱管束的末端連通匯流管，匯流管的出口處連通位于底部的海水蓄熱層；

各層換熱管束的末端下方設(shè)置有淡水收集槽，各層淡水收集槽由導(dǎo)流內(nèi)管連通，導(dǎo)流內(nèi)管的出口處連通淡水存儲池。

進一步的，每層換熱管束由多個換熱管依次排列成繞集熱棚豎直中心的圓形。

進一步的，各層換熱管束的頂端處于同一水平面，末端處于同一垂直面。

進一步的，分流管包括兩個對稱連通的扇形第一主干管，兩個第一主干管的進水口分別連通水泵，兩個第一主干管的半徑上設(shè)有與各層換熱管束頂端對應(yīng)的圓形第一分支管。

進一步的，匯流管包括對應(yīng)各層換熱管束末端的圓形第二分支管，各層第二分支管通過豎直設(shè)置的第二主干管相連通，第二主干管的末端出口連通海水蓄熱層。

進一步的，淡水收集槽的一端位于換熱管束末端下表面的下方，其表面呈流線形，另一端呈彎勾形與換熱管束的末端開口相對。

進一步的，從海水蓄熱層內(nèi)向外部海水池延伸一根管道，在管道內(nèi)安裝限流閥。

進一步的，淡水存儲池的上方設(shè)有蓋板。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明將海水用作冷卻液，不僅利用海水實現(xiàn)濕熱空氣的冷凝和淡水的析出，而且冷凝器反過來對海水起到預(yù)熱作用，使能量得到充分的利用。分流管和匯流管起到均勻分配流量的作用，加強了換熱管束的換熱效果，提高了冷凝器的換熱效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是冷凝器中換熱管束的截面圖；

圖3是冷凝器中分流管的俯視圖；

圖4是冷凝器中匯流管的主視圖；

圖5是冷凝器中淡水收集槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：1、集熱棚；2、換熱管束；3、分流管；3-1、第一主干管；3-2、第一分支管；4、水泵；5、匯流管；5-1、第二分支管；5-2、第二主干管6、淡水收集槽；7、導(dǎo)流內(nèi)管；8、淡水存儲池；9、蓋板；10、海水蓄熱層；11、限流閥；12、隔板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。

在本發(fā)明專利的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明專利和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明專利的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明專利的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明專利中的具體含義。

本發(fā)明的一種煙囪型太陽能發(fā)電及海水淡化裝置用冷凝器，如圖1所示，冷凝器位于喇叭狀集熱棚1的導(dǎo)流腔內(nèi)，冷凝器包括多層沿集熱棚1內(nèi)壁弧形設(shè)置的換熱管束2，各層換熱管束2間隔設(shè)置；

各層換熱管束2的頂端連通分流管3，水泵4將海水池中的海水引入分流管3中；各層換熱管束2的末端連通匯流管5，匯流管5的出口處連通位于底部的海水蓄熱層11；

各層換熱管束2的末端下方設(shè)置有淡水收集槽6，各層淡水收集槽6由豎直布置的導(dǎo)流內(nèi)管7連通，導(dǎo)流內(nèi)管7的出口處連通淡水存儲池8。

在水泵4的作用下將遠(yuǎn)處海水池中的海水引入分流管3中。分流管3能均勻分配流量，使海水以一定流速均勻流入換熱管束2中，經(jīng)過換熱管束2的換熱后流入?yún)R流管5，此時海水經(jīng)預(yù)熱由匯流管5流入海水蓄熱層10中。流入換熱管束間隔層內(nèi)的濕熱空氣在經(jīng)過換熱時溫度下降并析出液態(tài)水，液態(tài)水沿?fù)Q熱管束2壁流入淡水收集槽6，經(jīng)導(dǎo)流內(nèi)管7流入淡水存儲池8中收集。

在本實施例中，冷凝器位于集熱棚的底部，繞集熱棚豎直中心圓形對稱設(shè)置。集熱棚為集熱棚蓋板與集熱棚底板之間形成喇叭狀的導(dǎo)流腔；導(dǎo)流腔從下往上逐漸變窄，冷凝器即位于導(dǎo)流腔的豎直中心處。換熱管束的截面圖如圖2所示，每層換熱管束由多個換熱管依次排列成繞集熱棚豎直中心的圓形，各層換熱管束從集熱棚內(nèi)壁向內(nèi)依次間隔設(shè)置，相鄰兩層換熱管束之間形成導(dǎo)流通道。各層換熱管束的頂端處于同一水平面，末端處于同一垂直面。

分流管的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，分流管水平設(shè)置，包括兩個對稱連通的扇形第一主干管3-1，兩個第一主干管3-1的進水口分別連通水泵，兩個第一主干管3-1的半徑上設(shè)有與各層換熱管束頂端對應(yīng)的圓形第一分支管3-2。在水泵4作用下，海水池的海水從分流管3斜對角線上兩側(cè)匯入外圍第一主干管3-1中，海水沿著外圍第一主干管管道的四個入口進入內(nèi)部第一分支管管道中，各層第一分支管相互連通，第一分支管管道下部有連接口，每個連接口與換熱管束相連，保證海水均勻的流入換熱管束2中。分流管3能均勻分配流量，使海水以一定流速均勻流入換熱管束2中，加強了換熱管束的換熱效果，提高了冷凝器的換熱效率。

匯流管的結(jié)構(gòu)如圖4所示，匯流管5豎直設(shè)置，包括對應(yīng)各層換熱管束末端的圓形第二分支管5-1，各層第二分支管5-1通過豎直設(shè)置的第二主干管5-2相連通，第二主干管5-2的末端出口連通海水蓄熱層11。每層第二分支管呈圓環(huán)形且每一層半徑相同，每一層第二分支管上有連接口，每個連接口與換熱管束2末端出口相連，海水在通過匯流管5后流入海水蓄熱層中。匯流管起到均勻分配流量的作用，加強了換熱管束的換熱效果，提高了冷凝器的換熱效率。

為控制海水蓄熱層內(nèi)海水量，從海水蓄熱層內(nèi)向外部海水池延伸一根管道，在管道內(nèi)安裝限流閥11。限流閥11控制流入海水蓄熱層的流量，保證海水蓄熱層處于同一水平高度。

淡水收集槽6的結(jié)構(gòu)如圖5所示，淡水收集槽的一端位于換熱管束末端下表面的下方，其表面呈流線形，可以減少濕熱空氣氣流阻礙，其另一端呈彎勾形與換熱管束的末端開口相對，減少淡水蒸發(fā)，且彎勾高度和換熱管束直徑相當(dāng)，避免阻礙氣流。一層淡水收集槽就是由如圖所示截面沿集熱棚中心豎直軸旋轉(zhuǎn)360度而成。淡水收集槽6整體位于換熱管束2的右下方，順著換熱管束的弧形坡度放置，形成包覆換熱管束2末端開口的形狀，使沿?fù)Q熱管束上表面及下表面留下的淡水落入淡水收集槽6中。每層淡水收集槽6在底部開口，使淡水可以下流，在各層淡水收集槽6開口處連接導(dǎo)流內(nèi)管7，使淡水通過導(dǎo)流內(nèi)管7下流。

淡水存儲池8位于集熱棚底部，淡水存儲池8與海水蓄熱層10之間豎直設(shè)置有隔板12。淡水存儲池的上方設(shè)有蓋板9，由于蓋板9的存在能減少淡水的蒸發(fā)損失。

本發(fā)明冷凝器進行海水淡化的工作原理為：海水蓄熱層10中的海水在太陽能照射下蒸發(fā)為濕熱空氣，濕熱空氣沿集熱棚1內(nèi)導(dǎo)流腔進入冷凝器中。同時，遠(yuǎn)處海水池中的海水在水泵4的作用下進入分流管3，海水經(jīng)分流管3均勻流入各層換熱管束2中，濕熱空氣在經(jīng)過換熱管束2時將一部分熱量交換給海水，因此濕熱空氣溫度下降并且析出液態(tài)水。液態(tài)水沿著換熱管束2外表面流下被淡水收集槽6收集，淡水收集槽6呈彎勾形且過渡平緩，對熱氣流流動干擾很小，收集到的淡水的蒸發(fā)損失小，最后淡水沿著導(dǎo)流內(nèi)管7流入淡水儲存池8中。

流經(jīng)換熱管束2的海水吸收了濕熱空氣的熱量而升溫，沿著匯集管5流入海水蓄熱層10中，因此海水蓄熱層中的海水有一定的初始溫度，冷凝器對于海水起到預(yù)熱作用。在白天，海水蓄熱層中的海水溫度繼續(xù)升高使蒸發(fā)加劇，因此有源源不斷的濕熱空氣進入冷凝器中。匯集管5向外部延伸的水管起到控制流量的作用，當(dāng)海水蓄熱層超過額定高度時，限流閥11停止限流，將多余海水排到外部海水池中。

本發(fā)明將海水用作冷卻液，不僅利用海水實現(xiàn)濕熱空氣的冷凝和淡水的析出，而且冷凝器反過來對海水起到預(yù)熱作用，使能量得到充分的利用。分流管和匯流管起到均勻分配流量的作用，加強了換熱管束的換熱效果，提高了冷凝器的換熱效率。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。