[发明专利]一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机

说明书

本发明公开了一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机，主要包括太阳能光伏供电模块、太阳能海水淡化模块、淡水储存模块和海水传输模块，零件主要包括光伏板、蓄电池、动力设备、蜂窝界面蒸发器、凸透镜盖板、导热铜管和储水箱等。本发明饮水机集成了太阳能光伏发电技术和太阳能光热界面海水淡化技术于一体，能够自给自足，不需要额外动力。利用太阳能为驱动力，不消耗额外能量。还提出一种蜂窝界面蒸发器，能够充分吸收太阳光并能精准供应水分，提高了水蒸发净化的效率，凸透镜阵列与蜂窝阵列对应，通过有效聚光可提高水蒸发净化的速率；在光伏板背面添加导热导流铜管设计对光伏板散失的热量进行了再利用，在提高水蒸发效率同时也减少了能量浪费。

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，尤其是一种太阳能饮水机。

背景技术

最近几十年，巨大的化石燃料消费已经引起了严重的环境问题，发展清洁和可持续的能源和技术迫在眉睫。目前为止，传统的可再生能源，如水能、风能、生物质能和核能，已经被广泛用于满足现代社会巨大的能源消耗需求。与上面提到的能源相比，太阳能无疑被认为是一种安全、用之不竭的绿色能源。太阳能主要有两种利用方式：光电转换和光热转换。光电转换用途较广，但能量利用率较低，主要是因为光伏板背面的热量损失。光热转换是一种直接且高效的利用方式，主要应用于水净化领域。

目前，太阳能饮水机主要是通过光电转换将太阳能转换为电能，再利用电能加热自然水。这种间接的加热方式大大增加了中间过程的能量损失(专利号205729099)。同时结构十分复杂，限制了其实际应用。

目前，太阳能饮水机只能对自然水进行处理，不能对海水、污水等杂质水进行净化，极大限制了应用的区域。太阳能光热水蒸发能吸收太阳光并转化为热能,加热水体,使其发生液气相变转化为蒸汽进行净化，蒸汽冷凝后收集的水分即为纯净水。为提高水蒸发的效率，目前是添加界面水蒸发器进行蒸发，使热能加热水和空气的界面。然而，目前的界面水蒸发器对于太阳光的吸收有限，不能充分利用太阳光，这也将限制了水蒸发的效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机。通过结构创新和艺术设计，设计了一种新型多功能自足性的饮水机装置。并对该饮水机装置进行功能化分区。采用光伏板将太阳能转换为电能，并采用动力设备将海水、污水等水源泵送至水净化区域，在蜂窝界面蒸发器驱动下产生水蒸气，在盖板冷凝后经过光伏板背面的铜管加热并送至水箱储存，经过出水口即可获得适温的纯净水。本专利应用范围较广，能够对海水、污水、雨水等各类水源进行净化和保温。并且整体结构简单、能源利用率高，产生纯净水速率快，且能实现独立且连续工作，无需人工处理，可广泛应用于景区、工厂等人口密集和水资源短缺的区域。

本发明一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机主要分为四个模块：太阳能光伏供电模块、太阳能海水淡化模块、淡水储存模块和海水传输模块。太阳能发电模块主要由单晶硅太阳能电池板和蓄电池组成，利用电池板吸收太阳能转化为电能并储存在蓄电池中，蓄电池中电量用于输送海水和储水箱中淡水加热所需电能；太阳能界面海水淡化模块主要由界面蒸发器和有机玻璃盖板组成，利用界面蒸发器吸收海水产生清洁蒸汽，蒸汽到达透明玻璃盖板后冷凝并沿壁面进入导热管至储水箱储存；淡水储存区域用于储存淡化后的清洁水，下端有接水口便于饮用，同时可通过蓄电池电能加热淡水至室温；海水传输模块主要由水泵和铜管组成，能够在动力作用下将海水沿着管路输送到海水蒸发模块。