[发明专利]一种风、光协同的海水淡化装置

说明书

本发明属于水处理技术领域，并具体公开了一种风、光协同的海水淡化装置。包括玻璃盖板、蒸馏器底座和风动扰流模块，玻璃盖板用于透射太阳光，蒸发的海水在玻璃盖板进行冷凝汇聚；风动扰流模块包括第一风动叶片、第一转动部件、第一扰流叶片以及第一转动轴，第一转动部件设于蒸馏器底座上，第一转动轴一端与第一风动叶片固定连接，另一端与第一扰流叶片固定连接，第一风动叶片设于蒸馏器底座外部，第一扰流叶片设于蒸馏器底座内部，使得第一风动叶片在外界的风力作用下转动，从而带动第一扰流叶片转动，以扰动所述玻璃盖板与蒸馏器底座之间的气流。本发明充分利用自然太阳能和风能进行高效率海水淡化、结构简单、造价低、适用性强。

技术领域

本发明属于太阳能海水淡化/净化污水等水处理技术领域，更具体地，涉及一种风、光协同的海水淡化装置。

背景技术

世界上许多地方都缺乏淡水，中国更是缺水的国家。地球拥有巨大的海水资源，利用海水淡化是解决人类淡水短缺的重要手段之一。然而，利用常规能源进行海水淡化需要消耗大量化石燃料，同时还会释放出大量温室气体，对人类十分不利。太阳能是一种清洁无污染的能源，因此，使用太阳能进行海水淡化具有十分重要的社会意义和经济价值，是改变地球目前淡水资源缺乏的有效途径之一。传统的太阳能海水淡化装置由三部分组成：第一个部分是海水水槽：负责盛装海水；第二个部分是冷凝盖板：负责接受太阳辐射能和将海水产生的热蒸汽冷凝为液滴并为液滴滑落提供坡度；以及第三部分淡水收集装置：负责收集淡化完成的淡水。海水淡化装置的基本工作原理是：水槽的底部涂上黑色涂层，最大程度上吸收太阳能，水槽内海水受热蒸发变成热蒸汽向上运动，会遇到上方温度较低的冷凝盖板，热蒸汽冷凝出淡水，在重力的作用下沿着玻璃盖板被淡水收集装置收集，最后变成淡水。这种传统的太阳能海水淡化有很多缺点，例如：当水槽内部海水受热蒸发产生的热蒸汽在上部玻璃盖板冷凝时会产生许多液滴，液滴会产生挡光效应，并且会反射或折射走一部分太阳能，导致整个装置的效率降低。另外一方面，在装置内部，空气发生的是自然对流作用，导致蒸发表面与冷凝盖板温度相差不大，不易完成冷凝过程。在过去的几十年里，有学者提出可以在海水淡化装置内部增加机械部件产生扰动以强化对流作用，但是这种方式会消耗电能或其他一些不可再生的能源。所以，如何在不消耗不可再生能源的基础上解决热蒸汽冷凝产生的液滴挡光问题和加强海水淡化装置内部的对流传质作用是海水淡化领域目前亟需解决的核心问题之一。

基于上述缺陷和不足，本领域亟需对现有的海水淡化装置做出进一步的改进设计，以解决如何在不消耗不可再生能源的基础上解决热蒸汽冷凝产生的液滴挡光问题和加强海水淡化装置内部的对流传质作用这一核心问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种风、光协同的海水淡化装置，其中结合海水淡化装置的特征及其自然资源利用工艺特点，相应设计了风、光协同的海水淡化装置，并对其关键组件如玻璃盖板、蒸馏器底座和风动扰流模块的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效利用自然资源中的太阳能和风力，并有效将太阳能和风能有机结合，使得风动扰流模块在外界的风力作用下转动，以扰动玻璃盖板与蒸馏器底座之间的气流，提高海水的蒸发速度。进一步的，本发明还利用了风能带动整体玻璃盖板转动，相应的采用风动扰流模块对蒸馏器底座内部的空气和海水进行扰动，同时，使得玻璃盖板的转速与蒸馏器底座内部的空气和海水的转速不同，形成转速差，一方面可以通过冷凝盖板的旋转作用将内表面形成的淡水液滴带走至下部，加快淡水的收集，同时使得冷凝盖板上部时刻保持干燥不挡光状态，提高光能吸收效率，另一方面加快空气的对流换热作用，增大蒸发面与冷凝面的温差，提高整个系统的效率。

为实现上述目的，本发明提出了一种风、光协同的海水淡化装置，包括玻璃盖板、设于所述玻璃盖板底部的蒸馏器底座以及设于所述蒸馏器底座上的风动扰流模块，其中，

所述玻璃盖板用于透射太阳光，使得太阳光能照射至放置在所述蒸馏器底座内的海水上，同时，蒸发的海水在所述玻璃盖板进行冷凝汇聚；