[發明專利]一種基于太陽光熱膜技術的海灘淋浴器

有效

• 申請號: 201810914271.6
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109024779B
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 江河清;王玉超
• 申請（專利權）人: 中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: E03C1/04
• 分類號: E03C1/04;E03C1/02;A47K3/28;C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

本發明涉及一種基于太陽光熱膜技術的海灘淋浴器，本體安裝在沙灘上，沙灘下鋪設有海水運輸管，海水運輸管分別通過進水管及出水管與基于光熱膜的太陽光熱蒸發器相連通，在進水管上分別安裝有熱交換器及水泵；基于光熱膜的太陽光熱蒸發器內設有光熱膜，海水通過光熱膜蒸發分離出水蒸汽，光熱膜上方的海水通過出水管流回海水運輸管；基于光熱膜的太陽光熱蒸發器通過出氣管與熱交換器連接后再連接至儲水罐，真空泵與儲水罐相連，分離出的水蒸汽由出氣管輸出、通過熱交換器冷凝成淡水后流入儲水罐中；海灘淋浴器上安裝與蓄電池相連的太陽能電池板，真空泵及水泵分別與蓄電池連接；儲水罐上連接有淋浴噴頭。本發明具有節約淡水資源，成本低廉的優點。

技術領域

本發明屬于太陽光熱應用領域，具體地說是一種基于太陽光熱膜技術的海灘淋浴器。

背景技術

對于沙灘浴場，淋浴是一種必要清潔設施，以供人們在游泳或沙灘運動后清潔身上的鹽分、沙子等污物。然而，現有的海灘浴場淋浴設施多為自來水供水，運營過程中需要消耗大量，造成水資源浪費。雖然部分地區逐步采用污水處理后的二次水作為淋浴供水，但仍然成本較高；且由于二次水可能還有較多雜質和污染物，因此并不推薦推廣。

盡管有相關設計利用太陽能發電，再通過電熱轉換加熱海水通過蒸餾收集淡水，但多次能量轉化造成太陽光利用率極低，且蒸餾過程對水的整體加熱造成能量的進一步浪費。近年來，以光熱膜為核心的基于光熱膜的太陽光熱蒸發器能夠對太陽光進行有效利用，在光照條件下，太陽光能通過單次能量轉化高效的轉化為熱能，直接對海水表面進行加熱，從而實現水的高速高效蒸發，直接從海水中分離得到清潔淡水。現階段應用于太陽光驅動水蒸發領域的光熱膜主要由以下幾種材料構成：1.包括碳納米管、石墨烯、活性炭等在內的碳基材料；2.包括金、銀、鈀等貴金屬在內的金屬納米材料；3.包括氧化鈦、氧化鈦及尖晶石結構材料在內的過渡金屬氧化物；4.包括聚多巴胺、聚苯胺衍生物在內的高分子聚合物。通過調控膜材料的構成、微結構及表面浸潤性，光熱膜的光捕獲性能、水傳輸性能、集熱性能得到優化，從而實現高效的界面水蒸發。先進報道的大部分光熱膜的吸光率可以達到95％以上，用以水蒸發的太陽光熱轉化效率普遍超過80％。通過宏觀結構及保溫層的構筑，太陽光熱轉化效率可以超過90％，遠遠高于太陽能加熱中光—電—熱的總轉化效率，具有更優良的經濟價值和實用性。

由于整個過程以太陽光作為能源，因此具有理想的環境友好性和可持續性，且運行成本明顯低于傳統淋浴所需的自來水供水。以基于光熱膜的太陽光熱蒸發為核心的淋浴設施，適合安置于沙灘浴場作為清潔設施使用。

發明內容

針對現有沙灘浴場淋浴直接使用自來水供水，造成水資源浪費的問題，本發明的目的在于提供一種可持續的環保、低成本的基于太陽光熱膜技術的海灘淋浴器。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明包括蓄電池、真空泵、水泵、本體及分別安裝在該本體上的基于光熱膜的太陽光熱蒸發器、儲水罐和熱交換器，其中本體安裝在沙灘上，該沙灘下鋪設有海水運輸管，所述海水運輸管分別通過進水管及出水管與基于光熱膜的太陽光熱蒸發器相連通，在該進水管上分別安裝有熱交換器及水泵；所述基于光熱膜的太陽光熱蒸發器內設有光熱膜，海水通過水泵由海水運輸管泵出，經所述熱交換器預熱后泵入到基于光熱膜的太陽光熱蒸發器內，通過所述光熱膜蒸發分離出水蒸汽，基于光熱膜的太陽光熱蒸發器內位于光熱膜上方的海水通過所述出水管流回海水運輸管；所述基于光熱膜的太陽光熱蒸發器通過出氣管與熱交換器連接后再連接至儲水罐，所述真空泵與儲水罐相連、為該儲水罐提供負壓，分離出的水蒸汽由出氣管輸出、通過該熱交換器冷凝成淡水后流入所述儲水罐中；所述海灘淋浴器上安裝有太陽能電池板，該太陽能電池板與蓄電池相連，所述真空泵及水泵分別與蓄電池連接，由該蓄電池分別為真空泵及水泵供電；所述儲水罐上連接有淋浴噴頭，該淋浴噴頭通過設置于儲水罐與淋浴噴頭之間的淋浴開關控制；

其中：所述光熱膜下表面設有與蓄電池連接的電熱絲，該電熱絲通過所述蓄電池供電加熱蒸發海水；