申请日2012.05.19
公开(公告)日2013.01.23
IPC分类号C02F1/44; B01D61/06; B01D61/08
摘要
本实用新型公开了一种利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备。进水流入该设备后，经过太阳能电热联用装置加热进入保温水箱，同时太阳能被转化为电能储存为系统供电，然后进水经过高压泵增压后进入反渗透装置，反渗透装置上连接有回收从其流出的高压浓水的能量的回收装置，被利用过的高压浓水变为低压浓水排入回收池处理排放，其能量被用于加压进入高压泵之前的进水，经过反渗透装置过的滤净水流入反渗透产水池，并通过流量传感器监测净水的流量反馈调节变频器，达到节能目的。本实用新型的装置能减少常规能源的消耗，其实施的难度较小，可直接放大到各类规模的工程上应用。
权利要求书
1.利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，其特征在于，包括聚光式太阳能转换电能热能装置(1)、保温水箱(2)、增压泵(3)、HPB液力透平装置(4)、高压泵(5)、反渗透膜组件(6)、流量传感器(7)、PID调节器(8)、变频控制器(9)、浓水回收池(10)、产水池(11)和逆变器(12);所述聚光式太阳能转换电能热能装置(1)的出水管与保温水箱(2)的进水管相连接，所述保温水箱(2)的出水管与增压泵(3)进水口相连接，所述增压泵(3)的出水口与高压泵(5)进水口相连接，所述高压泵(5)的出水口与反渗透膜组件(6)进水口相连接，所述反渗透膜组件(6)净水出水口与产水池(11)相连接;在所述反渗透膜组件(6)的高压浓水管上安装有HPB液力透平装置(4)，高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的增压泵(3)转动，浓水由所述HPB液力透平装置(4)的出水口排入浓水回收池(10);在所述反渗透膜组件(6)的净水水管上安装流量传感器(7)，所述流量传感器(7)的信号通过PID调节器(8)送到变频控制器(9)，所述变频控制器(9)发出的控制信号通过导线送到高压泵(5)控制高压水泵的转速。
2.根据权利要求1所述的利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，其特征是：所述增压泵(3)与HPB液力透平装置(4)在同一壳体内工作;所述HPB液力透平装置中，透平的水轮和泵叶片安装在同一轴上。
3.根据权利要求1或2所述的利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，其特征是：所述反渗透膜组件(6)采用卷式反渗透膜。
说明书
利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备
技术领域
本实用新型涉及一种反渗透水处理设备，具体说是一种节能型反渗透水处理设备。
背景技术
反渗透作为一项先进的水处理技术，广泛应用于海水淡化、锅炉补给水的软化脱盐以及医药纯化水和饮用瓶装水的生产和污废水的处理。目前反渗透系统中高压水泵的运行压力较高，能耗比较高。
中国发明专利(公开号CN101318724)公开了一种太阳能辅助反渗透水处理技术，其特征在于在反渗透前增设太阳能和电加热装置，提高反渗透进水温度，在不减少产水量的条件下降低反渗透运行压力。
中国发明专利(公开号 CN2821870)公布了一种聚光式太阳能转换电能热能装置，其特征在于将太阳电池组件和太阳能集热器结合,且太阳电池组件作为集热器的吸热体,同时将太阳能转化为电能和热能，提高反渗透进水温度，并直接驱动汽轮泵，以提供反渗透组件的进水流量和压力。
PLC自问世以来,发展异常迅猛。变频调速技术是一种新型的、成熟的交流电机无级调速驱动技术,它以其独特的控制性被广泛应用在速度控制领域。将PLC与变频器结合可大大优化传统的供水系统。
余压能量回收技术就是有效降低高压泵能耗的方法之一。该技术利用浓水的余压能来增压进料水，系统总能耗大幅度降低，进而降低产品水的成本。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于：克服现有技术存在的缺陷，提供一种节能型反渗透水处理设备。该设备可在不减少产水量的条件下降低高压水泵的运行压力，达到节能效果。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
利用余压的太阳能变频反渗透水处理设备，包括聚光式太阳能转换电能热能装置、保温水箱、增压泵、HPB液力透平装置、高压泵、反渗透膜组件、流量传感器、PID调节器、变频控制器、浓水回收池、产水池和逆变器;所述聚光式太阳能转换电能热能装置的出水管与保温水箱的进水管相连接，所述保温水箱的出水管与增压泵进水口相连接，所述增压泵的出水口与高压泵进水口相连接，所述高压泵的出水口与反渗透膜组件进水口相连接，所述反渗透膜组件净水出水口与产水池相连接;在所述反渗透膜组件的高压浓水管上安装有HPB液力透平装置，高压浓水冲击水轮转动同时带动同轴的增压泵转动，浓水由所述HPB液力透平装置的出水口排入浓水回收池;在所述反渗透膜组件的净水水管上安装流量传感器，所述流量传感器的信号通过PID调节器送到变频控制器，所述变频控制器发出的控制信号通过导线送到高压泵控制高压水泵的转速。
其中，所述聚光式太阳能转换电能热能装置，在有日照时利用太阳能加热装置提高反渗透进水温度，可在不减少产水量的条件下降低高压水泵的运行压力，同时太阳能转化为电能直接驱动水泵，以提供反渗透组件的进水流量和压力;而在阴雨天或夜晚等无日照条件下，又通过变频控制器提高转速实现高压水泵运行压力的提高，保证产水量的稳定。
所述增压泵与HPB液力透平装置属同一系统，两者在同一壳体内工作;所述HPB液力透平装置中，透平的水轮和泵叶片安装在同一轴上。
本实用新型具有如下优点：
(1) 利用绿色清洁能源
充分利用太阳能这种绿色清洁能源，大大降低了治污运行成本。太阳能电池板有成本低、价格低，弱光性好，在早晚光线弱的情况下，发电效果优于晶硅电池的优点，并且该装置的热效率在50%左右，光电光热总效率可达60%，光电光热综合性能效率可达70%。利用太阳能电热联用装置代替给高压泵系统供电属技术创新点。
(2) 充分利用变频器控制泵功率
提高了工作效率，实现了节能系统能自动控制泵的启停，不需专人启动泵及调节阀门开度。因而工作效率大为提高，节约了人力资源成本。并目通过调整频率来改变泵的转速，使泵处于最佳运行状态，实现节能约35 % 。
(3) 充分利用余压，降低能耗
余压能量回收技术就是有效降低高压泵能耗的方法之一，该技术利用浓盐水的余压能来增压进料净水，系统总能耗降低约70%，进而降低产品水的成本。同时排放出的净水带有约38℃左右的余温，可以节约工业锅炉水加热热量。因此，本实用新型的装置，其实施的难度较小，不仅可用于新反渗透设备，也可对现有反渗透设备改造，具有广泛的应用潜力。