[發明專利]一種基于近場熱光伏余熱利用的復合式水處理系統

有效

• 申請號: 202210617574.8
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN114873678B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 何明鍵;齊宏;王博文;任亞濤;高包海
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/16
• 分類號: C02F1/16;C02F1/06;C02F1/14
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 時起磊

一種基于近場熱光伏余熱利用的復合式水處理系統，針對現有技術中回收余熱進行水處理的技術存在效率低的問題，本申請通過將近場熱光伏、輻射制冷、太陽能蒸餾、多級閃蒸等技術相結合，同時達到了光伏電池散熱和獲取水資源的目的，極具實用價值，本申請中的待處理水在循環過程中具有雙重作用：既對光伏電池進行了冷卻，使電池能維持在正常工作溫度；又吸收了近場熱光伏系統產生的余熱，通過閃蒸裝置獲取凈化水，實現了能量的二次利用。本申請利用太陽能進一步提升了產出的凈化水量；本申請的液體流動方向簡單，管道設置方便，便于設備的實際安裝，效率高。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，具體為一種基于近場熱光伏余熱利用的復合式水處理系統。

背景技術

熱光伏技術是一種通過光伏電池將輻射器中發出的輻射能轉化為電能的能源利用技術，近場熱光伏在此基礎上通過將輻射源與電池間的距離縮小到特征波長以下，突破了斯特藩- 玻爾茲曼定律的限制，大大提高了系統效率。但由于近場熱光伏系統的輻射源溫度多為 1000K以上，光伏電池面臨著巨大的散熱壓力，這嚴重限制了該技術在實際當中的應用。

現有的回收余熱進行水處理的技術存在整體效率低、運行成本高、設備結構復雜等問題，限制了其在實際生產中的發展應用。

發明內容

本發明的目的是：針對現有技術中回收余熱進行水處理的技術存在效率低的問題，提出一種基于近場熱光伏余熱利用的復合式水處理系統。

本發明為了解決上述技術問題采取的技術方案是：

一種基于近場熱光伏余熱利用的復合式水處理系統，包括：選擇性輻射器1、光伏電池板2、冷卻換熱器3、可控水泵4、初始水池5、濃縮水池6、輻射制冷腔17、凈化水收集通道11、冷凝板8、閃蒸室和蒸發室；

所述蒸發室中設有太陽能界面蒸發器13和第一集水槽10；

所述閃蒸室內設有錐形冷凝器15和第二集水槽14；

所述閃蒸室設置在蒸發室下方；

所述選擇性輻射器1吸收熱源傳遞來的能量后釋放出能量高于光伏電池禁帶寬度的輻射；

所述光伏電池板2接收選擇性輻射器1的輻射，并將輻射轉化為電能；

所述冷卻換熱器3置于光伏電池板2的背面；

所述初始水池5中的待處理水在可控水泵4的作用下，一路經輻射制冷腔17冷卻后進入冷卻換熱器3，經過冷卻換熱器3的水進入閃蒸室進行閃蒸，蒸汽在錐形冷凝器15上凝結成水并滴入第二集水槽14中，滴入第二集水槽14的水通過凈化水收集通道11流入凈化水池18，蒸汽在錐形冷凝器15上凝結時，凝結釋放的冷凝潛熱通過錐形冷凝器15傳導至上方的蒸發室；

另一路進入蒸發室，所述初始水池5與蒸發室之間設有第一流量控制閥7,當蒸發室中液面到達太陽能界面蒸發器13時，太陽能界面蒸發器13將吸收的太陽光能轉化為熱能加熱表層水，形成水蒸氣 ，水蒸氣 在冷凝板8上凝結成水，并滴入第一集水槽10中，滴入第一集水槽10的水通過凈化水收集通道11流入凈化水池18；

所述閃蒸室和蒸發室內蒸發后剩余的濃縮液通過水泵流入濃縮水池6。

進一步的，所述閃蒸室為三個，包括一級閃蒸室、二級閃蒸室和三級閃蒸室，所述閃蒸室間通過第二流量控制閥21連通；

所述蒸發室為三個，包括一級蒸發室、二級蒸發室和三級蒸發室，所述蒸發室間通過第一流量控制閥7連通；

所述輻射制冷腔17為三個；