[发明专利]一种利用太空辐射制冷实现海水淡化的装置

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源和海水淡化技术领域，涉及一种利用太空辐射制冷实现海水淡化的装置。

技术背景

水是一切生命之源。随着工农业不断发展，人口快速增长，淡水的需求将急剧增加，淡水短缺是许多国家未来必将面临的严重问题。尤其在一些岛屿和偏远的咸水湖地区，水资源大都是海水或者苦咸水，淡水严重缺乏，同时能源供应也比较困难。因此，利用太阳能等可再生能能源进行海水淡化是解决这些地区淡水短缺问题的重要途径。太阳能蒸馏器结构简单、取材方便，运行时基本无需人员管理，因而受到用户的青睐。

太阳能蒸馏器运行过程中，水在空气中蒸发，与空气中原有的水蒸汽分压差有关，如果原有空气中水蒸汽分压低于现在水表面附近的水蒸汽饱和分压，那么蒸发过程能够发生，低于越甚则蒸发过程越剧烈。传统盘式太阳能蒸馏器，利用装置上方的透明盖板作为凝结器，虽然这样使装置更为简单，但也存在不利之处，水蒸汽凝结时放出潜热使盖板温度升高，同时盖板吸收一定的太阳辐射，从而提高了盖板附近的水蒸汽分压，使蒸发面与冷凝面之间的水蒸汽分压差减小，降低了太阳能蒸馏器的传质推动力，使其产水量仅为3-4kg/(d·㎡)，大大限制了其应用范围。此外，在夜间或者太阳辐照度较低的情况下，太阳能蒸馏器难以实现生产淡水。

地球大气层外宇宙空间的温度接近绝对零度，高层大气层的当量黑体温度与地面温度相比要低得多。探索利用上述冷源使地面上的物体在不消耗能源的情况下进行自然冷却的可能性，已经引起了太阳能热利用领域的广泛关注。虽然外层空间接近绝对零度，大气层的存在却阻碍了地面物体向它直接散热，但在8-13μm波段内，大气层中水蒸汽、二氧化碳和臭氧对辐射的吸收能力很弱，因此，大气在这个波段的透明度很高，通常这个波段称为“大气窗口”。地面上的辐射可以直接透过“大气窗口”进入外太空，从而得到一定程度的制冷效果，辐射面温度可低于环境温度10℃左右。采用太空辐射制冷降低蒸馏器的盖板温度，能够增大传质推动力，从而增大产水量；同时能够实现在夜间或者太阳辐照度较低的情况下的淡水生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用太空辐射制冷实现海水淡化的装置。

本发明的技术方案概述如下：

一种利用太空辐射制冷实现海水淡化的装置，包括蒸发箱体3，蒸发箱体3的不包括顶板2的外表面设置有保温材料层，蒸发箱体3的顶板2的上方设置有盖板1，顶板2和盖板1之间由前支撑板、后支撑板17固定连接构成空气通道18，左档板19、右档板20分别与空气通道18的左端口和右端口活动连接；在蒸发箱体3的左侧板下部设置有原料水进水口4；在蒸发箱体3的右侧板上部设置有集水槽8和产品水出水口9；在蒸发箱体3的右侧板下部设置有浓盐水出水口7；盖板1的材质为碲化镉、Ge₁₀As₂₀Te₇₀硫化物玻璃或Si₁₅Ge₁₀As₂₅Te₅₀硫化物玻璃，顶板2为聚酯板、聚四氟乙烯板、搪瓷板、涂覆有有机硅胶的铝板或均匀附着有炭黑的铝板，顶板2和盖板1之间的距离为1-50cm，盖板1的厚度为0.01-10mm；蒸发箱体3向右倾斜，使蒸发箱体3的底板与水平面的夹角为5-65度。

较好的是在蒸发箱体3的内部原料水进水口4连接有布液管5。

较好的是在蒸发箱体3的底板上表面铺设有吸液芯6，吸液芯6为活性炭纤维布、海绵或棉布。

较好的是在位于集水槽8上方、顶板2的下表面设置有挡水板10。

还可以在蒸发箱体3的内部原料水进水口4连接有布液管5，并在蒸发箱体3的底板上表面铺设有吸液芯6，吸液芯6为活性炭纤维布、海绵或棉布。

还可以在蒸发箱体3的内部原料水进水口4连接有布液管5，并在位于集水槽8上方、顶板2的下表面设置有挡水板10。

还可以在蒸发箱体3的底板上表面铺设有吸液芯6，吸液芯6为活性炭纤维布、海绵或棉布，并在位于集水槽8上方、顶板2的下表面设置有挡水板10。

还可以在蒸发箱体3的内部原料水进水口4连接有布液管5，在蒸发箱体3的底板上表面铺设有吸液芯6，吸液芯6为活性炭纤维布、海绵或棉布，并在位于集水槽8上方、顶板2的下表面设置有挡水板10。