[發明專利]一種結合相變蓄熱材料的太陽能蒸餾裝置

在審

• 申請號: 202110241801.7
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112794393A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 崔文彬;袁新輝
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F1/18;F24S60/10;C09K5/06;C02F103/08
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 徐華燊;李洪福

本發明提供一種結合相變蓄熱材料的太陽能蒸餾裝置，包括具有吸收和釋放熱能功能的支撐部Ⅰ、具有容納腔室的存儲部以及具有冷凝蒸汽和釋放熱能功能的支撐部Ⅱ，存儲部的兩端分別與支撐部Ⅰ和支撐部Ⅱ相連，構成封閉容器結構，存儲部內設有兩個用于收集冷凝的淡水的收集機構，收集機構連通有淡水出口。本發明設計為水杯狀，達到便攜的目的，可用于海上求生、荒島求生；其Z字形集水槽，滿足裝置正置和倒置時皆能集水；傾斜的頂蓋，既保證了冷凝水的高效收集又可在倒置時保證污水/海水與頂蓋充分接觸；頂蓋中裝有相變蓄熱材料，既可以作為冷源提高冷凝效率，又可以回收冷凝釋放的熱能、延長加熱時間，產水效率粗算可至少提高25％。

技術領域

本發明涉及海水淡化技術領域技術領域，具體而言，尤其涉及一種結合相變蓄熱材料的太陽能蒸餾裝置。

背景技術

已有技術中，基本原理是太陽光直接照射污水/海水進行蒸發，在裝置頂部裝設傾斜的玻璃板冷凝水蒸氣，裝置結構簡單但效率較低。為提高效率，或通過在液位以下使用相變蓄熱材料，吸收盈余的太陽能以在太陽能較弱時釋放，提高太陽能利用率；或通過在玻璃板上裝設冷卻水管提高冷凝效果。

已有設備中，使用了相變蓄熱材料提高太陽能加熱效率，但仍有部分來自太陽能的熱能在冷凝過程中被浪費；雖然使用冷卻水管提高冷凝效率，冷卻水的流動需要能量驅動。

發明內容

根據上述提出的現有設備中使用了相變蓄熱材料提高太陽能加熱效率，但仍有部分來自太陽能的熱能在冷凝過程中被浪費；雖然使用冷卻水管提高冷凝效率，冷卻水的流動需要能量驅動的技術問題，而提供一種結合相變蓄熱材料的太陽能蒸餾裝置。本發明主要通過太陽直射對污水或海水進行加熱蒸發，利用相變蓄熱材料吸收多余的太陽能及熱能，提高太陽能利用率和冷凝效率，達到提高產水率的目的。本發明設計為水杯狀，達到便攜的目的，可用于海上求生、荒島求生；其Z字形集水槽，滿足裝置正置和倒置時皆能集水；傾斜的頂蓋，既保證了冷凝水的高效收集又可在倒置時保證污水/海水與頂蓋充分接觸；頂蓋中裝有相變蓄熱材料，既可以作為冷源提高冷凝效率，又可以回收冷凝釋放的熱能、延長加熱時間，產水效率粗算可至少提高25％。

本發明采用的技術手段如下：

一種結合相變蓄熱材料的太陽能蒸餾裝置，包括：具有吸收和釋放熱能功能的支撐部Ⅰ、具有容納腔室的存儲部以及具有冷凝蒸汽和釋放熱能功能的支撐部Ⅱ，所述存儲部的兩端分別與所述支撐部Ⅰ和所述支撐部Ⅱ相連，構成封閉容器結構，所述存儲部內設有兩個用于收集冷凝的淡水的收集機構，所述收集機構連通有淡水出口；

白天時，蒸餾裝置正置，支撐部Ⅰ置于下方，支撐部Ⅱ置于上方，太陽光透過存儲部射入蒸餾裝置并加熱放置在存儲部內的污水/海水，同時支撐部Ⅰ吸收多余的太陽能并儲備，水蒸汽向上流動，被存儲部及支撐部Ⅱ冷凝，冷凝的淡水被收集機構收集，并通過淡水出口引出；太陽能減弱或太陽落山時，支撐部Ⅰ釋放熱量，持續加熱污水/海水制備淡水；夜晚時，將蒸餾裝置倒置，支撐部Ⅱ置于下方，支撐部Ⅰ置于上方，污水/海水位于支撐部Ⅱ側，由于周圍環境溫度較低，支撐部Ⅱ釋放熱量，蒸發污水/海水，蒸汽被存儲部和支撐部Ⅰ冷凝，冷凝的淡水被收集機構收集，通過淡水出口流出。

進一步地，所述存儲部為圓柱狀玻璃體，其背光部分覆蓋錫紙，將太陽光反射回杯體內部，提高太陽能在裝置內的存有率。

進一步地，所述支撐部Ⅰ為中空圓餅狀的底座結構，所述支撐部Ⅱ為中空內凹圓餅狀的傾斜頂蓋結構，既保證冷凝水的高效收集又可在倒置時保證污水/海水與頂蓋結構充分接觸。

進一步地，所述支撐部Ⅰ內部填充有相變溫度約為60℃的第一相變蓄熱材料，用于吸收太陽直射時盈余的太陽能，并在太陽能不充足時釋放。

進一步地，所述支撐部Ⅱ內部填充有相變溫度約為45℃的第二相變蓄熱材料，用于冷凝蒸汽以及夜晚釋放熱能。