[發明專利]一種利用太空輻射制冷實現海水淡化的裝置

有效

• 申請號: 201410048489.X
• 申請日: 2014-02-11
• 公開（公告）號: CN103754967A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 任建波;齊春華;馮厚軍;呂慶春;苗超;楚樹坡
• 申請（專利權）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04;C02F103/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明屬于可再生能源和海水淡化技術領域，涉及一種利用太空輻射制冷實現海水淡化的裝置。

技術背景

水是一切生命之源。隨著工農業不斷發展，人口快速增長，淡水的需求將急劇增加，淡水短缺是許多國家未來必將面臨的嚴重問題。尤其在一些島嶼和偏遠的咸水湖地區，水資源大都是海水或者苦咸水，淡水嚴重缺乏，同時能源供應也比較困難。因此，利用太陽能等可再生能能源進行海水淡化是解決這些地區淡水短缺問題的重要途徑。太陽能蒸餾器結構簡單、取材方便，運行時基本無需人員管理，因而受到用戶的青睞。

太陽能蒸餾器運行過程中，水在空氣中蒸發，與空氣中原有的水蒸汽分壓差有關，如果原有空氣中水蒸汽分壓低于現在水表面附近的水蒸汽飽和分壓，那么蒸發過程能夠發生，低于越甚則蒸發過程越劇烈。傳統盤式太陽能蒸餾器，利用裝置上方的透明蓋板作為凝結器，雖然這樣使裝置更為簡單，但也存在不利之處，水蒸汽凝結時放出潛熱使蓋板溫度升高，同時蓋板吸收一定的太陽輻射，從而提高了蓋板附近的水蒸汽分壓，使蒸發面與冷凝面之間的水蒸汽分壓差減小，降低了太陽能蒸餾器的傳質推動力，使其產水量僅為3-4kg/(d·㎡)，大大限制了其應用范圍。此外，在夜間或者太陽輻照度較低的情況下，太陽能蒸餾器難以實現生產淡水。

地球大氣層外宇宙空間的溫度接近絕對零度，高層大氣層的當量黑體溫度與地面溫度相比要低得多。探索利用上述冷源使地面上的物體在不消耗能源的情況下進行自然冷卻的可能性，已經引起了太陽能熱利用領域的廣泛關注。雖然外層空間接近絕對零度，大氣層的存在卻阻礙了地面物體向它直接散熱，但在8-13μm波段內，大氣層中水蒸汽、二氧化碳和臭氧對輻射的吸收能力很弱，因此，大氣在這個波段的透明度很高，通常這個波段稱為“大氣窗口”。地面上的輻射可以直接透過“大氣窗口”進入外太空，從而得到一定程度的制冷效果，輻射面溫度可低于環境溫度10℃左右。采用太空輻射制冷降低蒸餾器的蓋板溫度，能夠增大傳質推動力，從而增大產水量；同時能夠實現在夜間或者太陽輻照度較低的情況下的淡水生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用太空輻射制冷實現海水淡化的裝置。

本發明的技術方案概述如下：

一種利用太空輻射制冷實現海水淡化的裝置，包括蒸發箱體3，蒸發箱體3的不包括頂板2的外表面設置有保溫材料層，蒸發箱體3的頂板2的上方設置有蓋板1，頂板2和蓋板1之間由前支撐板、后支撐板17固定連接構成空氣通道18，左檔板19、右檔板20分別與空氣通道18的左端口和右端口活動連接；在蒸發箱體3的左側板下部設置有原料水進水口4；在蒸發箱體3的右側板上部設置有集水槽8和產品水出水口9；在蒸發箱體3的右側板下部設置有濃鹽水出水口7；蓋板1的材質為碲化鎘、Ge₁₀As₂₀Te₇₀硫化物玻璃或Si₁₅Ge₁₀As₂₅Te₅₀硫化物玻璃，頂板2為聚酯板、聚四氟乙烯板、搪瓷板、涂覆有有機硅膠的鋁板或均勻附著有炭黑的鋁板，頂板2和蓋板1之間的距離為1-50cm，蓋板1的厚度為0.01-10mm；蒸發箱體3向右傾斜，使蒸發箱體3的底板與水平面的夾角為5-65度。

較好的是在蒸發箱體3的內部原料水進水口4連接有布液管5。

較好的是在蒸發箱體3的底板上表面鋪設有吸液芯6，吸液芯6為活性炭纖維布、海綿或棉布。

較好的是在位于集水槽8上方、頂板2的下表面設置有擋水板10。

還可以在蒸發箱體3的內部原料水進水口4連接有布液管5，并在蒸發箱體3的底板上表面鋪設有吸液芯6，吸液芯6為活性炭纖維布、海綿或棉布。

還可以在蒸發箱體3的內部原料水進水口4連接有布液管5，并在位于集水槽8上方、頂板2的下表面設置有擋水板10。

還可以在蒸發箱體3的底板上表面鋪設有吸液芯6，吸液芯6為活性炭纖維布、海綿或棉布，并在位于集水槽8上方、頂板2的下表面設置有擋水板10。

還可以在蒸發箱體3的內部原料水進水口4連接有布液管5，在蒸發箱體3的底板上表面鋪設有吸液芯6，吸液芯6為活性炭纖維布、海綿或棉布，并在位于集水槽8上方、頂板2的下表面設置有擋水板10。