[發明專利]反射聚熱與菲涅爾聚光復合的芯型太陽能海水淡化系統

在審

• 申請號: 201910042737.2
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109534428A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 季旭;韓景陽;衡圓圓;楊德龍;徐海洋;廖超;鄧佳
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公布了一種反射聚熱與菲涅爾聚光復合的芯型太陽能海水淡化系統系統，主要包括溢水管口，盛水槽板,蒸餾水出口,菲涅爾透鏡，反射鏡，吸水芯，錫箔封邊，高透玻璃蓋板，海水池，進水管口，海水淡化裝置，閥門，儲水箱，蒸餾水收集瓶，溢水收集箱，濃鹽水沖洗管口和必要的連接管道。菲涅爾透鏡在接收太陽光后，將大面積的太陽光聚集在小面積的吸水芯上，加熱吸水芯中吸附的水膜。反射鏡接收到一部分菲涅爾透鏡折射到腔壁的太陽光，一部分太陽照射過高透玻璃蓋板至腔壁的光線經過平面鏡反射至吸水芯上，使得吸水芯升溫。箱體填充玻璃棉保溫對裝置四周進行保溫，腔體內部與外界形成溫差，再次形成水汽在玻璃蓋板上進行凝結，從而產生淡水。

技術領域

本發明涉及一種海水淡化系統，特別涉及一種反射聚熱與菲涅爾聚光復合的芯型太陽能海水淡化的系統，屬于太陽能熱利用領域。

背景技術

地球上水覆蓋面積達高達70.8%，但是其中97%以上的水資源中含有大量的礦物質，鹽度高達30000－4500ppm，不能直接飲用或者灌溉，剩余的3%淡水資源中，有其3/4是在寒帶或者地球兩級的冰川中，淡水資源短缺成為一個全球性的問題。

自20世紀60現代至今，海水淡化的技術發展迅速，蒸餾法等成熟的方式已經被大規模的應用于工業生產，目前我國海水淡化主要有熱法和膜法兩種，熱法可以分為低溫多效蒸餾法（LT-MED）和多級閃蒸法（MSF），膜法主要有反滲透法（RO）和電滲析法（ED）。其中太陽能技術在海水淡化領域的利用方式主要包括兩種：一是將太陽輻射能直接轉換為電能的光伏發電技術；二是將太陽能轉化為可利用熱能的光熱技術，主要包括太陽能集熱器和太陽池。

菲涅爾透鏡(Fresnell lens),又名為螺紋透鏡，大多由聚烯烴材料、玻璃等制成。可以將太陽光線聚集到一處形成焦點，原理類似于傳統的凸透鏡。相比較于凸透鏡，菲涅爾透鏡的每一個“鋸齒”都相當于一個凸透鏡，能夠消除凸透鏡邊角暗、模糊的缺陷。

反射鏡具有成本低，工藝簡單等優點，使用反射鏡將具有分散性的太陽光入射光匯聚于小面積集熱板上從而提高單位面積聚熱板的輻射能，這種采用反射或折射型光學系統的技術稱為聚熱。

海水淡化需要大量的能量來驅動裝置的運行，常規能源的消耗以及環境的污染，因此新能源技術與海水淡化產業的結合研究是目前的熱點。本發明采用反射鏡匯聚太陽能和菲涅爾聚光器匯聚太陽光相結合，不僅使用菲涅爾聚光器將太陽光進行聚集，同時反射鏡能夠將聚光器部分照射到壁面的陽光二次反射至接收器。

發明內容

本發明的目的在于提供一種反射聚熱與菲涅透鏡聚光復合的芯型太陽能海水淡化的系統，將太陽能反射式聚熱和菲涅爾透鏡式聚光相結合，不僅節可以約能源，而且更能夠實現對太陽光充分利用、彌補利用光損的功能。

本發明主要通過以下技術方案實現：一種反射聚熱與菲涅爾聚光復合的芯型太陽能海水淡化系統，主要包括溢水管口、盛水槽板、蒸餾水出口、菲涅爾透鏡、反射鏡、吸水芯、高透玻璃蓋板、進水管口、閥門、儲水箱、蒸餾水收集瓶、溢水收集箱、濃鹽水沖洗口和必要的連接管道，通過菲涅爾透鏡聚光，反射鏡聚熱兩種方式互補來實現裝置穩定高效蒸餾海水，從而淡化海水。

所述反射聚熱與菲涅爾聚光復合芯型太陽能海水淡化裝置,通過理論計算模型得出,正南放置能夠于一天內最大程度接收到太陽光線照射。

所述反射聚熱與菲涅爾聚光復合芯型太陽能海水淡化裝置的底盤采用傾斜式，相對于傳統的矩形蒸餾器著地面積更小，有效集熱面積更大，海水在空間內的分布受熱更均勻，提高其有效蒸發面積。

所述反射聚熱與菲涅爾聚光復合芯型太陽能海水淡化裝置盤底采用芯型結構，在盤底增加芯體材料，通過毛細作用將海水吸附在芯體上，形成一層水膜，低了海水的單位體積的孔隙率，從提高海水在蒸發器中的蒸發面積為切入點，從而提高了蒸餾器淡水的產量。