[发明专利]一种基于太阳光热膜技术的海滩淋浴器

说明书

本发明涉及一种基于太阳光热膜技术的海滩淋浴器，本体安装在沙滩上，沙滩下铺设有海水运输管，海水运输管分别通过进水管及出水管与基于光热膜的太阳光热蒸发器相连通，在进水管上分别安装有热交换器及水泵；基于光热膜的太阳光热蒸发器内设有光热膜，海水通过光热膜蒸发分离出水蒸汽，光热膜上方的海水通过出水管流回海水运输管；基于光热膜的太阳光热蒸发器通过出气管与热交换器连接后再连接至储水罐，真空泵与储水罐相连，分离出的水蒸汽由出气管输出、通过热交换器冷凝成淡水后流入储水罐中；海滩淋浴器上安装与蓄电池相连的太阳能电池板，真空泵及水泵分别与蓄电池连接；储水罐上连接有淋浴喷头。本发明具有节约淡水资源，成本低廉的优点。

技术领域

本发明属于太阳光热应用领域，具体地说是一种基于太阳光热膜技术的海滩淋浴器。

背景技术

对于沙滩浴场，淋浴是一种必要清洁设施，以供人们在游泳或沙滩运动后清洁身上的盐分、沙子等污物。然而，现有的海滩浴场淋浴设施多为自来水供水，运营过程中需要消耗大量，造成水资源浪费。虽然部分地区逐步采用污水处理后的二次水作为淋浴供水，但仍然成本较高；且由于二次水可能还有较多杂质和污染物，因此并不推荐推广。

尽管有相关设计利用太阳能发电，再通过电热转换加热海水通过蒸馏收集淡水，但多次能量转化造成太阳光利用率极低，且蒸馏过程对水的整体加热造成能量的进一步浪费。近年来，以光热膜为核心的基于光热膜的太阳光热蒸发器能够对太阳光进行有效利用，在光照条件下，太阳光能通过单次能量转化高效的转化为热能，直接对海水表面进行加热，从而实现水的高速高效蒸发，直接从海水中分离得到清洁淡水。现阶段应用于太阳光驱动水蒸发领域的光热膜主要由以下几种材料构成：1.包括碳纳米管、石墨烯、活性炭等在内的碳基材料；2.包括金、银、钯等贵金属在内的金属纳米材料；3.包括氧化钛、氧化钛及尖晶石结构材料在内的过渡金属氧化物；4.包括聚多巴胺、聚苯胺衍生物在内的高分子聚合物。通过调控膜材料的构成、微结构及表面浸润性，光热膜的光捕获性能、水传输性能、集热性能得到优化，从而实现高效的界面水蒸发。先进报道的大部分光热膜的吸光率可以达到95％以上，用以水蒸发的太阳光热转化效率普遍超过80％。通过宏观结构及保温层的构筑，太阳光热转化效率可以超过90％，远远高于太阳能加热中光—电—热的总转化效率，具有更优良的经济价值和实用性。

由于整个过程以太阳光作为能源，因此具有理想的环境友好性和可持续性，且运行成本明显低于传统淋浴所需的自来水供水。以基于光热膜的太阳光热蒸发为核心的淋浴设施，适合安置于沙滩浴场作为清洁设施使用。

发明内容

针对现有沙滩浴场淋浴直接使用自来水供水，造成水资源浪费的问题，本发明的目的在于提供一种可持续的环保、低成本的基于太阳光热膜技术的海滩淋浴器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括蓄电池、真空泵、水泵、本体及分别安装在该本体上的基于光热膜的太阳光热蒸发器、储水罐和热交换器，其中本体安装在沙滩上，该沙滩下铺设有海水运输管，所述海水运输管分别通过进水管及出水管与基于光热膜的太阳光热蒸发器相连通，在该进水管上分别安装有热交换器及水泵；所述基于光热膜的太阳光热蒸发器内设有光热膜，海水通过水泵由海水运输管泵出，经所述热交换器预热后泵入到基于光热膜的太阳光热蒸发器内，通过所述光热膜蒸发分离出水蒸汽，基于光热膜的太阳光热蒸发器内位于光热膜上方的海水通过所述出水管流回海水运输管；所述基于光热膜的太阳光热蒸发器通过出气管与热交换器连接后再连接至储水罐，所述真空泵与储水罐相连、为该储水罐提供负压，分离出的水蒸汽由出气管输出、通过该热交换器冷凝成淡水后流入所述储水罐中；所述海滩淋浴器上安装有太阳能电池板，该太阳能电池板与蓄电池相连，所述真空泵及水泵分别与蓄电池连接，由该蓄电池分别为真空泵及水泵供电；所述储水罐上连接有淋浴喷头，该淋浴喷头通过设置于储水罐与淋浴喷头之间的淋浴开关控制；

其中：所述光热膜下表面设有与蓄电池连接的电热丝，该电热丝通过所述蓄电池供电加热蒸发海水；