[實用新型]一種光熱蒸發和余熱回收一體化裝置

有效

• 申請號: 202021932357.0
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN212609646U
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 薄拯;龔碧瑤;楊化超
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 白靜蘭;胡紅娟

本實用新型公開了一種基于碳化竹筒的光熱蒸發和余熱回收一體化裝置，包括蒸發室和冷凝儲熱腔，蒸發室環繞在冷凝儲熱腔外部；所述蒸發室的底部設有給水池，所述蒸發室中設有光熱蒸發體，所述光熱蒸發體為碳化竹筒，包括碳化竹壁和碳化竹節，且碳化竹節在碳化竹壁的頂部，碳化竹壁部分插入給水池中，碳化竹節覆蓋在冷凝儲熱腔上方；所述光熱蒸發和余熱回收一體化裝置還包括位于蒸發室和冷凝儲熱腔上方的透光板。該光熱蒸發和余熱回收一體化裝置解決了蒸汽和冷凝水阻擋入射光、蒸汽余熱散失于環境中、冷凝水收集困難等問題，具有結構簡單、易于操作的特點，實現了系統的長效穩定性和太陽能高效利用率，最終可用于污水純化、海水淡化等。

技術領域

本實用新型涉及海水淡化及廢水處理技術領域，特別涉及一種光熱蒸發和余熱回收一體化裝置。

背景技術

伴隨著人類社會不斷的現代化進程，淡水資源的短缺和污染問題日益嚴重，制約著人類的生存和發展。目前，全世界約有40％的人口面臨著淡水不足問題。到2025年，全世界將有35億人口生活在缺水狀態中，涉及的國家和地區超過40個。作為利用太陽能的淡水生產技術之一，太陽能光熱轉換技術具有十分可觀的應用前景，其具有可持續、綠色等特點，得到研究和工業領域近年來廣泛的關注。

在傳統的太陽能水處理系統中，通常利用光收集器(集熱管、集熱腔)將光能轉換為熱能，板身將熱能傳導到給水，實現海水淡化和污水處理。該方法不僅設備笨重昂貴，而且需加熱給水整體，通過對流、傳導的散熱損失嚴重，效率較低。2014年，美國麻省理工學院Gang Chen課題組提出了局域化加熱的概念，利用光熱轉換材料高效快速地將太陽能轉化為熱能，實現局部蒸汽產生，顯著地提高了太陽能的利用效率[H.Ghasemi etal.Nat.Commun.2014,5:4449]。隨后的相關研究主要集中在對光熱蒸發材料的研究上，如：改進光熱蒸發材料的絕熱性能[Y.Tian et al.Nano Energy2019,66:104125；S.Wu etal.Adv.Energy Mater.2019,9:1901286]；優化光熱蒸發材料的光學性能[H.Ren etal.Adv.Mater.2017,29:1702590；F.Zhao et al.Nat.Nanotech.2018:13；489-+]，但是，蒸汽和冷凝水阻擋入射光、蒸汽余熱散失于環境中、冷凝水收集困難等問題，制約了太陽能光熱蒸發的現實應用，嚴重削弱了系統的蒸發和能量利用效率。因此，迫切需要設計合理的水處理系統，高效收集冷凝水、回收和利用蒸汽余熱、解決冷凝水和蒸汽的擋光問題，實現高效水處理。此外，現有的光熱轉換材料往往加工工藝復雜，制造成本較高，如：申請號為CN201910804891.9的中國專利公開的一種多級結構的光熱海水淡化材料，所述光熱海水淡化材料通過等離子增強化學氣相淀積法在多孔金屬泡沫材料上沉積納米碳材料，耗能較大，加工成本高。所以，面向實際應用，利用綠色環保的光熱材料實現長效的光熱蒸發是一迫切需求。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種光熱蒸發和余熱回收一體化裝置，利用碳化竹筒的解決了蒸汽和冷凝水阻擋入射光、蒸汽余熱散失于環境中、冷凝水收集困難等問題，實現了系統的長效穩定性和太陽能高效利用率，最終可用于污水純化、海水淡化等。

本實用新型提供如下技術方案：

一種利用碳化竹筒的光熱蒸發和余熱回收一體化裝置，所述光熱蒸發和余熱回收一體化裝置包括蒸發室和冷凝儲熱腔，蒸發室環繞在冷凝儲熱腔外部；所述蒸發室的底部設有給水池，所述蒸發室中設有光熱蒸發體，所述光熱蒸發體為碳化竹筒，包括碳化竹壁和碳化竹節，且碳化竹節在碳化竹壁的頂部，碳化竹壁部分插入給水池中，碳化竹節覆蓋在冷凝儲熱腔上方；所述光熱蒸發和余熱回收一體化裝置還包括位于蒸發室和冷凝儲熱腔上方的透光板。

蒸發室環繞冷凝儲熱腔外部，避免污染冷凝水。優選的，所述的給水池置于蒸發室底部。透光板覆蓋在蒸發室上，防止蒸發室的蒸汽向外泄露。