[發明專利]一種便攜式太陽能光熱蒸發海水淡化蒸餾器及方法

在審

• 申請號: 202111323529.3
• 申請日: 2021-11-09
• 公開（公告）號: CN113896268A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 駱周揚;楊一帆;沈樂山;申震;厲宸希;祁志福
• 申請（專利權）人: 浙江浙能技術研究院有限公司
• 主分類號: C02F1/14
• 分類號: C02F1/14;C02F103/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

本發明涉及便攜式太陽能光熱蒸發海水淡化蒸餾器，包括冷凝結構、光熱轉化材料、導水通道、隔熱層、海水連通層、淡水收集槽；冷凝結構設置為有利于冷凝水下滑的結構，冷凝結構下部設有光熱轉化材料，光熱轉化材料下部設有隔熱層，隔熱層設有貫穿的導水通道；在隔熱層外圍處，冷凝結構下邊緣與淡水收集槽上部連通；淡水收集槽與隔熱層底面圍成海水連通層，淡水收集槽底部設有淡水排出孔，淡水收集槽底面設有貫穿的海水連通孔。本發明的有益效果是：本發明設置了有利于冷凝水下滑的冷凝結構，冷凝結構與錐形的淡水收集槽連通，淡水收集槽與隔熱層之間的海水連通層能滿足海水不斷地汲取，具有可漂浮性質，實現高效率的海水淡化。

技術領域

本發明涉及海水淡化、光熱蒸發領域，尤其涉及一種用于太陽能光熱蒸發海水淡化的便攜式蒸餾器及方法。

背景技術

海水淡化技術可有效地發揮增量水源作用，有助于解決海島和沿海經濟社會可持續發展的水資源瓶頸問題。目前已建成的海水淡化工廠主要采用反滲透和低溫多效蒸餾技術，但是由于其高能耗帶來的規?；杀竞瓦h距離輸水成本問題，難以全面地覆蓋到海島、海上平臺、灘涂以及沿海偏僻城鎮鄉村。太陽能海水淡化熱法技術可以利用這些地區可再生太陽能的光熱資源，加熱海水發生相變蒸發后，通過冷凝收集得到淡水。太陽能蒸餾器技術是目前主流的太陽能海水淡化技術，具有效率高、成本低廉且維護簡單等優勢。因此研究開發小型分布式或便攜式太陽能海水淡化設備和系統，將有望為這些地區居民生活生產、軍事、戶外運動、野外科考和勘探提供充足廉價的淡水，實現海水淡化技術的節能低碳和經濟環保。

目前便攜式太陽能蒸餾器海水淡化效率僅為10-25％，性能相比于非便攜式太陽能蒸餾器效率相差了一倍。這是由于便攜式裝備不僅需要考慮太陽能轉化效率，還需要實現裝備的經濟性和便攜性，包括輕質化、可折疊和易組裝等性能，因此無法照搬大型太陽能海淡設備的結構和材料。特別是大型太陽能海淡設備中的透光冷凝玻璃蓋板部件，價格高、密度大并且無法折疊，不適宜用作便攜式設備的冷凝蓋板部件；還有設備中的隔熱泡沫部件，若應用在小型便攜式設備中，將會降低有效光照面積，并且具有易老化腐蝕和無法折疊的弊端。而傳統便攜式蒸餾器研究放棄了有效的隔熱部件，帶來了不可忽視的系統-環境熱損失；并且選擇采用高分子薄膜或有機玻璃等輕質材料作為透光冷凝部件，卻會由于其表面的疏水性，導致水珠在冷凝表面形成霧狀液滴，大幅增加了光散射率，從而降低了太陽光利用率。因此為提升便攜式太陽能蒸餾器的海水淡化效率，需要在輕質、便攜和易折疊的基礎上，改善裝備各部件的熱利用和光學利用性能。

相關文獻有：Wassouf P,Peska T,Singh R等在Desalination 276,294-302(2011).上刊載的《Novel and low cost designs of portable solar stills[J]》；TaoP.,Ni G.,Song C.等在Nature Energy 3(12),1031-1041(2018).上刊載的《Solar-driveninterfacial evaporation》。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足，提供一種便攜式太陽能光熱蒸發海水淡化蒸餾器及方法。

這種便攜式太陽能光熱蒸發海水淡化蒸餾器，包括冷凝結構、光熱轉化材料、導水通道、隔熱層、海水連通層、淡水收集槽；冷凝結構設置為有利于冷凝水下滑的結構，冷凝結構下部設有光熱轉化材料，光熱轉化材料下部設有隔熱層，隔熱層設有貫穿的導水通道；在隔熱層外圍處，冷凝結構下邊緣與淡水收集槽上部連通；淡水收集槽與隔熱層底面圍成海水連通層，淡水收集槽底部設有淡水排出孔，淡水收集槽底面設有貫穿的海水連通孔，海水連通層通過淡水收集槽的海水連通孔與外界海水進行連通。