[實用新型]一種太陽能蒸餾器

無效

• 申請號: 200720032159.7
• 申請日: 2007-06-29
• 公開（公告）號: CN201065341Y
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 張立希
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 西北工業大學專利中心
• 代理人: 王鮮凱

技術領域

本實用新型涉及一種太陽能蒸餾器，是一種太陽能源轉化為熱源的裝置，主要用于主動式太陽能海水淡化裝置中。

背景技術

目前，在主動式太陽能海水淡化裝置中，常用的蒸餾器有：平板型、真空管型、CPC型、槽形拋物面型等。CPC型和槽形拋物面型屬于聚集型集熱器，主要用于較高溫度段(≥75℃)運行的太陽能蒸餾器；在較低溫度段，通常使用平板型或真空管型集熱器。一般情況下，集熱器與海水蒸餾器獨立設置，總占地面積較大，用于大型裝置時非常不利。

存在的問題和不足：

(1)集熱器主要以對流換熱的方式將收集到的熱量通過普通傳熱管或熱管傳遞給海水，傳熱方式單一，傳熱速率相對較低；

(2)集熱器結構和加工相對復雜；

(3)集熱器與蒸餾器之間需要管路連接，能量損失相對較大，系統復雜；

(4)集熱器與蒸餾器分別放置于地面不同位置，占地面積較大。

實用新型內容

要解決的技術問題

為了避免現有技術的不足之處，本實用新型提出一種太陽能蒸餾器，為太陽能海水淡化裝置特別是大型裝置提供一種結構簡單，同時具備對流、輻射、導熱三種傳熱方式，傳熱速率高，占地面積小的太陽能海水淡化蒸餾器。

技術方案

本實用新型的技術特征在于：由透光玻璃面蓋1和海水箱4組成封閉蒸餾容器，容器內被抽成真空；海水箱4的中部固定安裝多孔太陽能集熱板2，其上開有若干直徑為φ₂的大孔7和直徑為φ₁的小孔6；無機熱管5呈釘狀，自上而下穿過大孔7，釘頭坐于集熱板大孔7之上。

所述的多孔太陽能集熱板2表面涂有黑色涂層。

所述的小孔6在集熱板上呈正三角形分布，大孔7均勻布置。

所述的大孔7與小孔6的直徑之比為2.5。

所述無機熱管5呈釘頭狀，直徑d₁大于集熱板大孔7的直徑7mm以上；釘身直徑d₂略小于集熱板大孔7的直徑。

有益效果

(1)集熱器置于蒸餾器中，省去了分置時所用的連接管路，使系統簡化，熱損失和總占地面積顯著減少。

(2)集熱器由相互獨立的多孔集熱板與高效無機熱管組成，其結構和加工簡單，連接、裝卸方便。

(3)在抽真空狀態下，集熱板與海水表面之間通過輻射和蒸汽強制對流方式傳熱，無機熱管與集熱板、海水之間是快速導熱。三種傳熱方式全被使用，傳熱更快。

(4)被加熱的海水不僅限于海水表面，還有海水與熱管的接觸面，使總傳熱面積增大，海水蒸發加快。

附圖說明

圖1：示意圖

圖2：集熱板表面開孔示意圖

圖3：無機熱管示意圖

1-透光玻璃面蓋；2-集熱板；3-海水；4-海水箱；5-無機熱管；6-小孔；7-大孔

具體實施方式

現結合附圖對本實用新型作進一步描述：

本實施例結構組成為：透光玻璃面蓋1、多孔集熱板2、海水3、海水箱4、無機熱管5、蒸汽小孔6和大孔7。

高效無機熱管是目前最新型的傳熱元件，它與一般熱管的原理與傳熱效果均不相同。其工質由多種無機元素配成，將工質灌入管體或片狀夾層內腔，經封閉抽真空而得。其徑向傳熱能力達到44kW/m²，軸向傳熱能力達8600kW/m²，可在極短時間內達到并保持等溫傳熱。高效無機熱管的導熱系數是銀的10000～30000倍，普通熱管的導熱系數是銀的300～1000倍，故其導熱能力超過普通熱管。

本實施例中由透光玻璃面蓋1和海水箱4組成封閉蒸餾容器，容器內被抽成真空。海水箱4的中部固定安裝多孔太陽能集熱板2，多孔集熱板2直徑φ為600mm。板上小孔6數目為80個，直徑φ₁為10mm；大孔7數目為10個，直徑φ₂為25mm。高效無機熱管的釘頭直徑d₁為33，厚δ為5mm；釘頭下端管徑d₂為24.5mm，管長H(不含δ)為195mm。無機熱管5呈釘狀，自上而下穿過大孔7，釘頭坐于集熱板大孔7之上。海水箱中的水層深約70mm，多孔集熱板安裝在距水面上方約150mm處。

本蒸餾器的工作過程為：蒸餾器被抽成真空，在約0.01MPa(絕壓)下工作。太陽光透過玻璃蓋板照射在集熱板上，集熱板吸熱后，將熱量傳遞給安裝在其上的無機熱管的釘頭部分，熱量再沿熱管的釘長方向迅速向下傳遞給水箱中的海水，使海水加熱蒸發；由于集熱板與海水面之間的溫度不同，同時又有真空泵的抽吸作用，使集熱板與海水面之間同時存在輻射和對流換熱，使海水面受熱蒸發。產生的水蒸汽向上移動，水蒸汽夾帶的液滴在集熱板與水面之間的空間得以分離，當穿過集熱板小孔時被進一步分離。蒸汽從集熱板與玻璃面蓋之間的空間被抽出，進入冷凝器被凝結為淡水。