[发明专利]一种漂浮在水面的太阳能海水淡化装置

说明书

本发明提供的一种漂浮在水面的太阳能海水淡化装置，将加热面和蒸发面都布置在海水面以上的冷凝器内，冷凝面是冷凝器底面和侧面。冷凝器内自上而下是透明材料、垫圈、光热材料、吸水材料、支架、防浪板、防浪浮板。冷凝器外有通气管、水泵接口和沿侧面沉入海水的吸水材料。漂浮在水面的多个冷凝器底部连通，其中一个冷凝器底部接通水泵。太阳光透过透明材料在光热材料上转换成热量，使吸水材料所含海水蒸发成蒸汽，海水经吸水材料上行补充。蒸汽在冷凝器底面或侧面冷凝成淡水储存在冷凝器内。水泵将淡水抽出冷凝器实现海水淡化。装置漂浮在水面上，充分利用了天然水域。运行过程中，除水泵抽取淡水所需电能和太阳能外，没有其他能源消耗。是海岛必备的淡水供给基础设施。

所属技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，具体为一种漂浮在水面的太阳能海水淡化装置。

背景技术

在太阳能海水淡化技术领域，界面蒸发技术是当前的研究热点，各种新材料层出不穷。怎样应用这些新材料却没有令人满意的技术方案。从技术思路上讲，界面蒸发技术是将传统盘式太阳能海水淡化装置处于盘底的加热面提升到海水面，使加热面和蒸发面都在海水面，热量随蒸汽上传后散发到大气中。中国发明专利202010918621.3将加热面和蒸发面都布置在海水面以上的冷凝器内，热量随冷凝器外表面产生的二次蒸汽下传后进入海水中。这就存在一个问题，海水和冷凝器内淡水的温度升高后将影响蒸汽冷凝。如在专利实施例中，罐内海水和冷凝器内淡水总量约为70kg。这是依据日照不足的四川省泸州市的样机试验数据确定的海水淡水总量。水潜热大约2257.6kj/kg，水热容大约4.2kj/kg.℃。冷凝1kg蒸汽，总量为70kg的罐内海水和冷凝器内淡水温度平均升高约7.7℃。为保证蒸汽冷凝，罐内海水温度过高后必须用低温海水置换。如果在海水蒸发罐4个侧面上部开散热窗，冷凝器外表面产生的二次蒸汽直接散发到大气中。散发1kg二次蒸汽，就能冷凝1kg淡水。在此情形下，海水蒸发罐只是1个盛海水的容器而已。取消海水蒸发罐，将冷凝器漂浮在天然水域的海水面，装置更简洁高效。中国发明专利202010918621.3光热转换后需要经过光热板下传热量，其光热转化率可能没有界面蒸发新材料的光热转化率高。而界面蒸发新材料在海水面蒸发海水，也不可避免热量下传进入海水。界面蒸发新材料置于海水面以上、透明材料以下是最好选择。将上述技术整合在一起，冷凝器漂浮在水面、光热转化率高的太阳能海水淡化技术应运而生。

发明内容

本发明的目的是采取加热面和蒸发面都布置在海水面以上的技术措施，利用界面蒸发新材料，开发一种漂浮在水面的太阳能海水淡化装置。

为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括透明材料、垫圈、光热材料、吸水材料、支架、冷凝器、水泵。其特征在于：所述冷凝器顶面覆盖透明材料。吸水材料在透明材料以下铺满冷凝器顶面，并沿冷凝器外表面延伸到冷凝器底面以下。支架在吸水材料下面支撑吸水材料和光热材料。光热材料涂抹或放置在冷凝器顶面的吸水材料上面。光热材料与透明材料之间有垫圈，所以光热材料与透明材料之间存在间隙。冷凝器底部的水泵接口接水泵。冷凝器侧面上部有开口向下的通气管。冷凝器漂浮在天然海水面。太阳光透过透明材料照在光热材料上转换成热量。热量加热吸水材料所含海水。吸水材料所含海水吸收热量蒸发成蒸汽。蒸汽在冷凝器底面或侧面放出热量冷凝成淡水。海水沿吸水材料上行补充，并不断吸收热量蒸发后冷凝。海水不断上行并淡化成淡水储存在冷凝器内。淡水产量达到使海水面接近通气管进口时，水泵将淡水泵出冷凝器。空气从通气管进入冷凝器，维持冷凝器内外压力平衡。

所述透明材料是透明玻璃板。光热材料是等离激元黑体材料。吸水材料是棉布。垫圈由硅酮胶制成。支架和冷凝器由不锈钢制成。

所述冷凝器内壁支架下方有一道固定的环状防浪板，冷凝器内放置随淡水水面升降的防浪浮板。冷凝器随风浪颠簸时，淡水因此不能飞溅到吸水材料上。

所述冷凝器在底部相互连通，多个冷凝器连通在一起漂浮在海水面。水泵连通其中一个冷凝器。