本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種融雪凈水罐及太陽能融雪凈水系統(tǒng)，罐體具有內(nèi)膽和外膽，在內(nèi)膽與外膽之間形成儲油腔，外膽的外面包裹保溫層；在內(nèi)膽中裝有粗濾層和精濾層，粗濾層位于精濾層的上方，粗濾層和精濾層將內(nèi)膽的內(nèi)部空間分隔成三個腔室，從上往下依次為融雪腔室、過渡腔室和凈水腔室；融雪凈水罐罐體的進(jìn)油口與第一油管的一頭連接，第一油管的另一頭與聚光集熱器的出液口連接，在聚光集熱器的進(jìn)液口接有第二油管，第二油管串聯(lián)油泵后，與罐體的出油口連接。本發(fā)明專利技術(shù)以太陽能作為融雪的熱源，使用成本極低；并且融雪效果好，融雪效率高，兼具凈化水的功能，使融雪水能達(dá)到飲用水水質(zhì)的要求，特別適合于冰雪資源和太陽能資源豐富的缺水地區(qū)使用。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于融雪
，具體地說，特別涉及一種融雪凈水罐及太陽能融雪凈水系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
寒冷地區(qū)主要存在飲用水供應(yīng)不夠便捷、水質(zhì)安全無法保證、冬季吃水困難等問題。某些偏遠(yuǎn)高原寒冷地區(qū)供水設(shè)施簡陋甚至根本沒有供水設(shè)施，春季和雨季降雨對水源污染嚴(yán)重，居民自發(fā)開辟水源水質(zhì)安全沒有保障，冬季低溫引起井口或河流結(jié)冰使得現(xiàn)有水源無法使用。然而這些地區(qū)冰雪資源豐富，合理利用冰雪資源作為飲用水將大幅緩解飲用水資源困難的現(xiàn)狀。在全球經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人類在享受能源帶來的利益的同時，也遇到了一系列無法避免的能源安全利用的挑戰(zhàn)，能源短缺以及過度使用能源造成的環(huán)境破壞等問題。這些問題嚴(yán)重威脅著人類的生存與發(fā)展。綠色能源和可持續(xù)發(fā)展等問題是本世紀(jì)人類面臨的重大課題，許多國家已經(jīng)頒布了相關(guān)政策來鼓勵不同領(lǐng)域內(nèi)可再生能源的利用。特別是在常規(guī)能源相對缺乏的高原寒冷地區(qū)，綠色可持續(xù)能源的應(yīng)用迫在眉睫。太陽能作為一種可再生的綠色新能源，具有清潔、環(huán)保、持續(xù)、巨大的優(yōu)勢，已經(jīng)成為人類應(yīng)對能源短缺、氣候變化以及節(jié)能減排的重要選擇之一，受到了世人的強(qiáng)烈關(guān)注。我國的太陽能資源分布廣闊，十分豐富，三分之二地區(qū)年太陽輻射總量大于5020MJ/m2，年日照時間在2200h以上，與日本、歐洲等國家相比，更具有利用太陽能的良好條件。特別是以西藏地區(qū)為代表的高原寒冷地區(qū)，太陽能資源不僅名列全國前茅，同時也是世界上太陽能最豐富的地區(qū)之一。因此，在寒冷地區(qū)將太陽能利用技術(shù)同冰雪資源連用，合理利用冰雪資源進(jìn)行飲用可極大緩解飲用水資源困難問題。目前，太陽能的光熱或光電轉(zhuǎn)換技術(shù)主要用于道路的融雪除雪，鮮有利用太陽能融雪用于凈水領(lǐng)域的相關(guān)研究報(bào)道。利用太陽能進(jìn)行道路的融雪除雪主要包括兩種方式，一是太陽能轉(zhuǎn)化為電能，通過導(dǎo)電摻和材料發(fā)熱加熱雪體;二是太陽能轉(zhuǎn)換為熱能直接加熱雪體。太陽能光伏導(dǎo)電技術(shù)屬于電加熱融雪方法，耗能較大。由于傳統(tǒng)的太陽能電池的效率僅有14%左右，因此利用太陽能光伏電池發(fā)電融雪的成本太高。然而，一般的太陽能集熱系統(tǒng)的效率可達(dá)50%左右，因此太陽能光熱轉(zhuǎn)化融雪具有更好的應(yīng)用前景。如太陽能加熱閥融雪，通常由集熱單元、蓄熱體和融雪單元三個部分組成，集熱單元是收集太陽能的熱量并輸送到蓄熱體中，熱量在蓄熱體中儲存并可將能量傳導(dǎo)至雪體中，使道路表面的雪體溫度升高而融化。該項(xiàng)技術(shù)不僅可以提高能源利用率，而且清潔環(huán)保，但在氣溫過低或降雪量過大的地區(qū)道路不宜使用。如今，融雪取水的保障途徑主要存在以下問題:①采用太陽光、太陽房自然融雪方式融雪效率低、耗時長；②采用常規(guī)能源驅(qū)動燃爐加熱雪體方式融雪取水，能耗較高，熱利用率較低，不僅大大增加了造水成本，同時也造成環(huán)境污染，難以成為可持續(xù)的主要供能方式；③部分地區(qū)雪融水水質(zhì)較差，只經(jīng)過簡單的沉淀處理難以達(dá)到生活用水水質(zhì)要求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種融雪凈水罐。—種融雪凈水罐，具有罐體，其特征在于:所述罐體為上端敞口下端封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，罐體上端的敞口可通過端蓋密封;所述罐體具有內(nèi)膽和外膽，在內(nèi)膽與外膽之間形成儲油腔，外膽的外面包裹有保溫層，在罐體下端的周側(cè)壁上開設(shè)進(jìn)油口，罐體上端的周側(cè)壁上開設(shè)出油口，出油口及進(jìn)油口均與儲油腔相通;在所述內(nèi)膽中裝有粗濾層和精濾層，粗濾層位于精濾層的上方，粗濾層和精濾層將內(nèi)膽的內(nèi)部空間分隔成三個腔室，從上往下依次為融雪腔室、過渡腔室和凈水腔室;在所述罐體的底部穿設(shè)有出水管，該出水管的上端口與所述凈水腔室連通。采用以上技術(shù)方案，將雪從罐體的上端口裝入內(nèi)膽，使雪位于融雪腔室中，裝滿后密封端蓋;加熱后的導(dǎo)熱油從下端的進(jìn)油口進(jìn)入罐體壁上的儲油腔中，并從上端的出油口流出，導(dǎo)熱油將熱量傳遞給罐體內(nèi)膽，并通過罐體內(nèi)膽向雪傳遞熱量，使雪融化成水，融化后的水由粗濾層濾除較大的固體雜質(zhì)，向下進(jìn)入過渡腔室中，再由精濾層濾除小顆粒雜質(zhì)、污染物等，形成凈水向下進(jìn)入凈水腔室中，凈水腔室中的凈水可通過出水管引出使用。由此可見，本專利技術(shù)不僅結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)施容易、成本低，而且集融雪、凈化水兩種功能于一體，融雪效率高，融雪水水質(zhì)好，能夠達(dá)到生活用水水質(zhì)要求。導(dǎo)熱油從下端進(jìn)上端出，能夠充滿整個儲油腔，這樣從周側(cè)向雪傳遞的熱能持續(xù)、均勻，能夠進(jìn)一步加快融雪的效率。在罐體的內(nèi)外膽之間設(shè)置保溫層，能夠防止熱量損失，確保融雪的效果。所述罐體為圓筒結(jié)構(gòu)，在罐體的內(nèi)膽的內(nèi)壁上設(shè)置按圓周均勻分布的相變儲能條，相變儲能條平行于罐體的軸心線，且相變儲能條從內(nèi)膽的上端延伸至底部。以上結(jié)構(gòu)罐體造型簡單，易于加工制作；罐體上的相變儲能條起吸熱儲能的作用，以減小導(dǎo)熱油的熱損，進(jìn)一步提高融雪的效果;相變儲能條均勻分布，并從內(nèi)膽上端延伸至底部，不僅吸熱儲能效果顯著，而且向雪均勻傳熱，也能夠起到加快融雪的作用。為了簡化結(jié)構(gòu)，方便加工制作，降低生產(chǎn)成本，達(dá)到良好的吸熱儲能效果，所述相變儲能條由鋼管和填充在鋼管內(nèi)的相變保溫材料構(gòu)成。為了盡可能多地增大一次融雪量，所述粗濾層位于內(nèi)膽內(nèi)腔的下部，粗濾層平行于精濾層;所述融雪腔室的容積大于過渡腔室的容積，過渡腔室的容積大于凈水腔室的容積。所述內(nèi)膽、外膽、粗濾層和精濾層均由不銹鋼制成。以上結(jié)構(gòu)選材方便、強(qiáng)度好，并且與雪或水接觸的部件不會發(fā)生銹蝕，這樣不會影響融雪水的水質(zhì)。作為優(yōu)選，所述儲油腔由環(huán)形腔室和位于環(huán)形腔室底部的圓形腔室組成，所述進(jìn)油口和出油口位于罐體周側(cè)壁的相對側(cè)。在所述罐體周側(cè)壁的上端開設(shè)有膨脹排氣口。膨脹排氣口可以排除融雪過程中產(chǎn)生的水蒸氣，使罐體內(nèi)外氣壓保持一致，安全性好。本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種太陽能融雪凈水系統(tǒng)，包括以上所述的融雪凈水罐，該融雪凈水罐罐體的進(jìn)油口與第一油管的一頭連接，第一油管的另一頭與聚光集熱器的出液口連接，在聚光集熱器的進(jìn)液口接有第二油管，第二油管串聯(lián)油栗后，與罐體的出油口連接。以上結(jié)構(gòu)通過聚光集熱器吸收太陽能，使流經(jīng)聚光集熱器的導(dǎo)熱油加熱升溫，油栗提供動力，使加熱后的導(dǎo)熱油通過第一油管進(jìn)入罐體的儲油腔，再從第二油管流回聚光集熱器，這樣形成油路循環(huán)，能夠源源不斷地向罐體提供融雪所需的熱能，在制備凈水的同時，有效利用了太陽能，融雪成本非常低。有益效果:本專利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單、易于加工制造、生產(chǎn)成本低；以太陽能作為融雪的熱源，使用成本極低;并且融雪效果好，融雪效率高，兼具凈化水的功能，使融雪水能達(dá)到飲用水水質(zhì)的要求，特別適合于冰雪資源和太陽能資源豐富的缺水地區(qū)使用。以太陽輻照度1000W/V為例，設(shè)計(jì)研發(fā)的太陽能融雪凈水系統(tǒng)集熱面積為15m2時，融雪凈水罐產(chǎn)水率可達(dá)30L/h，集熱效率可達(dá)50%以上。隨集熱面積增加可隨之?dāng)U大融雪凈水罐體積，集熱面積同產(chǎn)水率成正比例關(guān)系。【附圖說明】圖1是融雪凈水罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是太陽能融雪凈當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種融雪凈水罐，具有罐體(1)，其特征在于：所述罐體(1)為上端敞口下端封閉的筒狀結(jié)構(gòu)，罐體(1)上端的敞口可通過端蓋密封；所述罐體(1)具有內(nèi)膽(1a)和外膽(1b)，在內(nèi)膽(1a)與外膽(1b)之間形成儲油腔(3)，外膽(1b)的外面包裹有保溫層(2)，在罐體(1)下端的周側(cè)壁上開設(shè)進(jìn)油口(1c)，罐體(1)上端的周側(cè)壁上開設(shè)出油口(1d)，出油口(1d)及進(jìn)油口(1c)均與儲油腔(3)相通；在所述內(nèi)膽(1a)中裝有粗濾層(4)和精濾層(4’)，粗濾層(4)位于精濾層(4’)的上方，粗濾層(4)和精濾層(4’)將內(nèi)膽(1a)的內(nèi)部空間分隔成三個腔室，從上往下依次為融雪腔室(A)、過渡腔室(B)和凈水腔室(C)；在所述罐體(1)的底部穿設(shè)有出水管(6)，該出水管(6)的上端口與所述凈水腔室(C)連通。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳志莉，彭靖棠，于濤，楊毅，熊開生，劉婧婷，劉強(qiáng)，劉洪濤，尹文琦，夏亞浩，姚洋，鄭宏飛，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍后勤工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：重慶;85
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。