[实用新型]便携式太阳能光热蒸发海水淡化蒸馏器

说明书

本实用新型涉及便携式太阳能光热蒸发海水淡化蒸馏器，包括冷凝结构、光热转化材料、导水通道、隔热层、海水连通层、淡水收集槽；冷凝结构设置为有利于冷凝水下滑的结构，冷凝结构下部设有光热转化材料，光热转化材料下部设有隔热层，隔热层设有贯穿的导水通道；在隔热层外围处，冷凝结构下边缘与淡水收集槽上部连通；淡水收集槽与隔热层底面围成海水连通层，淡水收集槽底部设有淡水排出孔，淡水收集槽底面设有贯穿的海水连通孔。本实用新型的有益效果是：本实用新型设置了有利于冷凝水下滑的冷凝结构，冷凝结构与锥形的淡水收集槽连通，淡水收集槽与隔热层之间的海水连通层能满足海水不断地汲取，具有可漂浮性质，实现高效率的海水淡化。

技术领域

本实用新型涉及海水淡化、光热蒸发领域，尤其涉及一种用于太阳能光热蒸发海水淡化的便携式蒸馏器。

背景技术

海水淡化技术可有效地发挥增量水源作用，有助于解决海岛和沿海经济社会可持续发展的水资源瓶颈问题。目前已建成的海水淡化工厂主要采用反渗透和低温多效蒸馏技术，但是由于其高能耗带来的规模化成本和远距离输水成本问题，难以全面地覆盖到海岛、海上平台、滩涂以及沿海偏僻城镇乡村。太阳能海水淡化热法技术可以利用这些地区可再生太阳能的光热资源，加热海水发生相变蒸发后，通过冷凝收集得到淡水。太阳能蒸馏器技术是目前主流的太阳能海水淡化技术，具有效率高、成本低廉且维护简单等优势。因此研究开发小型分布式或便携式太阳能海水淡化设备和系统，将有望为这些地区居民生活生产、军事、户外运动、野外科考和勘探提供充足廉价的淡水，实现海水淡化技术的节能低碳和经济环保。

目前便携式太阳能蒸馏器海水淡化效率仅为10-25％，性能相比于非便携式太阳能蒸馏器效率相差了一倍。这是由于便携式装备不仅需要考虑太阳能转化效率，还需要实现装备的经济性和便携性，包括轻质化、可折叠和易组装等性能，因此无法照搬大型太阳能海淡设备的结构和材料。特别是大型太阳能海淡设备中的透光冷凝玻璃盖板部件，价格高、密度大并且无法折叠，不适宜用作便携式设备的冷凝盖板部件；还有设备中的隔热泡沫部件，若应用在小型便携式设备中，将会降低有效光照面积，并且具有易老化腐蚀和无法折叠的弊端。而传统便携式蒸馏器研究放弃了有效的隔热部件，带来了不可忽视的系统-环境热损失；并且选择采用高分子薄膜或有机玻璃等轻质材料作为透光冷凝部件，却会由于其表面的疏水性，导致水珠在冷凝表面形成雾状液滴，大幅增加了光散射率，从而降低了太阳光利用率。因此为提升便携式太阳能蒸馏器的海水淡化效率，需要在轻质、便携和易折叠的基础上，改善装备各部件的热利用和光学利用性能。

相关文献有：Wassouf P,Peska T,Singh R等在Desalination 276,294-302(2011).上刊载的《Novel and low cost designs of portable solar stills[J]》；TaoP.,Ni G.,Song C.等在Nature Energy 3(12),1031-1041(2018).上刊载的《Solar-driveninterfacial evaporation》。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种便携式太阳能光热蒸发海水淡化蒸馏器。

这种便携式太阳能光热蒸发海水淡化蒸馏器，包括冷凝结构、光热转化材料、导水通道、隔热层、海水连通层、淡水收集槽；冷凝结构设置为有利于冷凝水下滑的结构，冷凝结构下部设有光热转化材料，光热转化材料下部设有隔热层，隔热层设有贯穿的导水通道；在隔热层外围处，冷凝结构下边缘与淡水收集槽上部连通；淡水收集槽与隔热层底面围成海水连通层，淡水收集槽底部设有淡水排出孔，淡水收集槽底面设有贯穿的海水连通孔，海水连通层通过淡水收集槽的海水连通孔与外界海水进行连通。