[發明專利]半浸沒式太陽能海水淡化系統

有效

• 申請號: 201710165861.9
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106927531B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 祝子夜;鄭宏飛;陶濤;馬興龍
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;B01D5/00;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種半浸沒式太陽能海水淡化系統，屬于太陽能集熱和海水淡化領域。本發明由菲涅爾鏡、曲面透光膜、透光薄板、真空管、冷凝管、集水瓶等構成。本淡化系統工作時，太陽光被菲涅爾鏡匯聚到海面上，并經兩次折射后被真空管內側壁面的黑色吸收涂層吸收，產生的熱量用來加熱真空管內的海水并使之蒸發，產生的蒸氣在冷凝管表面冷凝得到淡水。另外，冷凝放出的熱量用來加熱冷凝管內部的海水并使之蒸發，產生的蒸氣從冷凝管出口進入到由透光膜和透光薄板形成的冷凝腔中冷凝，再次得到淡水，用戶可通過集水瓶上的單向閥直接收集淡水。本發明半浸沒式淡化系統可直接漂浮于海面上，并采用雙效蒸發結構，能夠高效地實現海水淡化。

技術領域

發明涉及一種半浸沒式太陽能海水淡化系統，屬于太陽能集熱、海水淡化技術領域。

背景技術

淡水作為人類生活中不可缺少的重要資源，特別是在沿海地區，越來越受到人們的重視。海水淡化技術是我們獲取淡水資源的重要手段，而太陽能海水淡化技術則是一種新興的海水淡化技術。目前太陽能海水淡化技術主要分為兩大類，一類是采用反滲透技術的膜法淡化系統，另一類是利用蒸餾技術的熱法淡化系統。其中，目前的反滲透技術主要是利用光熱或光伏發電來為系統中的泵提供動力，但是反滲透法需要更嚴格的海水預處理，所以更易受環境的影響，而且膜的壽命不長，維持費用高，同時大量廢熱廢水也對環境造成了一定的影響；另一類利用蒸餾技術的熱法淡化系統一般用集熱器來提高集熱效率以增加產水量。因此，利用太陽能海水淡化技術生產淡水是一種環保又節能的途徑，但是現有的太陽能海水淡化裝置存在下面4個明顯的缺陷；

(1)如利用太陽能電池或集熱器，制造成本高，不利于推廣。

(2)裝置中的海水存量大，熱惰性高，降低了系統效率且不利于裝置升級。

(3)裝置中的原水從海上提取，耗費了一定的能量。

(4)裝置吸收太陽能需要較大的接收面積，土地使用成本太高；因此，克服上述4個缺陷，并且強化蒸發和冷凝過程，是提高太陽能海水淡化裝置性能的主要方向。

發明內容

有鑒于此,本發明提供了一種半浸沒式太陽能海水淡化系統，該裝置直接漂浮于海面上，利用太陽光且采用雙效蒸發技術生產淡水。

一種半浸沒式太陽能海水淡化系統，包括球冠式菲涅爾鏡、曲面透光膜、透光薄板、異形真空管、冷凝管、集水槽、輸水管、集水瓶、單向閥；其中，球冠式菲涅爾鏡的上表面為球面，縱截面呈圓弧形；曲面透光膜為光滑的曲面透明薄膜；透光薄板為圓形薄板，圓心位置處有一個直徑與冷凝管直徑相等的中心孔，中心孔的外邊有一個正好能固定異形真空管的圓環孔，遠離圓心的一側有一個尺寸與集水瓶口徑相同的出水孔；異形真空管由內外兩層管構成，管層之間抽真空，中心部分為通孔。異形真空管上部的兩層管均為圓柱結構，下部是由內側圓柱、外側球體圍成的異形結構，并且下部的內側圓柱面上涂有黑色吸收涂層。另外，異形真空管球體結構的上方還有一個孔徑略大于輸水管的進水孔；集水槽為帶有出水孔的圓環狀結構，固定于冷凝管表面且略高于異形真空管內水面的位置；冷凝管為下部包有保溫層的圓柱管；集水瓶為頸部帶有進水孔的長頸圓底燒瓶。

透光薄板漂浮在海面上，球冠式菲涅爾鏡與曲面透光膜固定在透光薄板表面，并且曲面透光膜處在球冠式菲涅爾鏡和透光薄板之間的中部位置。透光薄板的中心孔、圓環孔與出水孔分別固定冷凝管、異形真空管和集水瓶，其中，冷凝管和真空管的管口位置均略高于透光薄板，集水瓶的瓶口則與透光薄板平齊。輸水管通過異形真空管的出水口連接集水槽的出水口和集水瓶的進水口。