可集成的太阳能清洁水生产装置与太阳能清洁水生产系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了可集成的太阳能清洁水生产装置与太阳能清洁水生产系统。该装置包括泡沫底座、蒸发冷凝塔、光热材料层、引水条、隔热层和挡板，蒸发冷凝塔设在底座上且包括金属冷凝面、支撑部和透光膜，支撑部与冷凝面相连且在远离冷凝面的方向上支撑部高度逐渐递减，透光膜与冷凝面和支撑部的上端相连；光热材料层布置在底座上表面，引水条与光热材料层相连并穿过光热材料层表面的引水孔和底座；隔热层沿冷凝面长度方向布置并与冷凝面的端部相连且与冷凝面之间具有空气层；挡板围绕在光热材料层外并与蒸发冷凝塔和底座形成集水槽，集水槽上设有穿过蒸发冷凝塔的输水口。该装置具有绿色无污染、不需额外能量输入、可集成、清洁水产水率高等优点。

【技术实现步骤摘要】
可集成的太阳能清洁水生产装置与太阳能清洁水生产系统
本技术属于太阳能利用与清洁水生产领域，具体而言，涉及可集成的太阳能清洁水生产装置与太阳能清洁水生产系统。
技术介绍
沿海地区或者海上岛屿、干旱地区的咸水湖周围地区，虽然海水/盐碱水资源较多，但是淡水资源缺乏。在这些地区，淡水资源宝贵，尤其是针对家用或者出海捕鱼、海上航行、海上救援等海上作业，缺乏有效的淡水供应方式。此外，在很多地区，湖水、河水、地下水等容易受到工厂等的污染，导致水质变坏，无法直接进行使用。因此，海水淡化以及污水净化再利用具有十分重要的意义。传统的大型海水淡化方式包括低温多效蒸馏法，反渗透法等，但低温多效蒸馏法存在体积大、需要额外的能量输入、装备费用很高以及成本高等缺点，而反渗透法存在膜污染、海水预处理要求高且需要额外的能量输入等缺点；另外，传统的污水处理方法包括物理、化学等方法，传统物理处理法包括过滤、沉淀、离心分离等手段，只能够除去水中的大颗粒物，污水处理效果不理想；化学法是通过中和、氧化、还原、分解、化学沉积等方式使污染物沉淀，可能会引入新的污染物，而且处理工艺复杂，不易于操作。因此，海水淡化以及污水净化再利用的方法仍有待进一步改进。
技术实现思路
本技术主要是基于以下问题提出的：目前存在的太阳能蒸馏器主要是盘式太阳能蒸馏器，存在以下几个问题：一、不能够进行集成，没法大面积装备；二、一般的盘式太阳能蒸馏器没有不需要额外能量输入的冷凝结构，影响冷凝效率；三、盘式太阳能蒸馏器加热盘内的所有水体，蒸发效率较低。<br>本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出可集成的太阳能清洁水生产装置与太阳能清洁水生产系统。该太阳能清洁水生产装置具有绿色无污染、不需要额外的能量输入、可集成、具有冷凝结构、集成操作方便且清洁水产水效率高等优点，可广泛应用于海水淡化或污水处理领域。根据本技术的第一个方面，本技术提出了一种可集成的太阳能清洁水生产装置。根据本技术的实施例，该装置包括：泡沫底座，所述泡沫底座的侧面上设有第一连接件和可与所述第一连接件匹配相连的第二连接件；蒸发冷凝塔，所述蒸发冷凝塔设在所述泡沫底座上，所述蒸发冷凝塔与所述泡沫底座上表面之间形成有蒸发冷凝空间，所述蒸发冷凝塔包括金属冷凝面、支撑部和透光膜，所述支撑部与所述金属冷凝面的两端密封相连，且在远离所述金属冷凝面的方向上所述支撑部的高度逐渐递减，所述透光膜分别与所述金属冷凝面的上端和所述支撑部的上端密封相连；光热材料层，所述光热材料层布置在所述泡沫底座的上表面且位于所述蒸发冷凝塔内，所述光热材料层表面设有多个引水孔；多个引水条，多个所述引水条与所述光热材料层相连并穿过所述引水孔和所述泡沫底座；隔热层，所述隔热层设在所述金属冷凝面与所述光热材料层之间并沿所述金属冷凝面的长度方向布置，所述隔热层与所述金属冷凝面的端部相连且所述隔热层与所述金属冷凝面之间形成有空气层，所述隔热层的下端面高于所述泡沫底座且所述隔热层的上端面低于所述金属冷凝面的上端面；挡板，所述挡板设在所述隔热层与所述光热材料层之间并围绕在所述光热材料层的边缘外，且所述挡板与所述蒸发冷凝塔的内表面和所述泡沫底座上表面形成集水槽，所述集水槽上设有两个穿过所述蒸发冷凝塔的输水口，两个所述输水口分别位于所述蒸发冷凝塔相对的两个侧面上；操作窗口，所述操作窗口可开合地设在所述支撑部或所述透光膜上。本技术上述实施例的可集成的太阳能清洁水生产装置至少具有以下优点：(1)结构简单、成本低，且绿色无污染；(2)可以采用引水条将待处理水引到光热材料层上，光热材料层不与待处理水的水面直接接触，由此不仅可以有效避免光热材料层与过多的待处理水接触而影响水的蒸发效率，还可以对待处理水起到一定的过滤作用，避免待处理水中的颗粒物等杂质被引到光热材料层上；(3)在使用过程中不需要额外的能量输入，仅需将装置置于有阳光的水面即可快速出水，不需要对海水或污水进行预处理，不仅使用方便，而且节能环保；(4)蒸发冷凝塔中可以通过隔热层将蒸发冷凝空间分隔为冷凝区和蒸发区，在蒸发区光热材料层通过光热转换将水转换为水蒸气，温度相对较高，在冷凝区金属冷凝面导热快，与空气直接接触可以使冷凝区与外界温度保持一致或相近，温度相对较低，由此可以促使热蒸汽快速流向冷凝区进行冷凝，从而能够显著提高冷凝效率和清洁水产水量；(5)可以利用连接件对多个装置进行集成，当需要大面积污水净化或海水淡化时，可以进行大规模集成；(6)可以广泛应用于海水淡化或污染水处理领域。另外，根据本技术上述实施例的可集成的太阳能清洁水生产装置还可以具有如下附加的技术特征：任选地，所述泡沫底座上设有至少一个操作把手，且所述操作把手位于所述蒸发冷凝塔外。任选地，所述泡沫底座为六面体结构，所述泡沫底座的每个侧面上分别独立地设有所述第一连接件和/或所述第二连接件，且相对的两个所述侧面上所述第一连接件与所述第二连接件相对布置。任选地，所述泡沫底座的每个侧面上分别独立地设有一个所述第一连接件和一个所述第二连接件。任选地，所述支撑部包括第一支撑面和两个相对设置的第二支撑面，所述第二支撑面与所述金属冷凝面相连，所述第一支撑面与所述金属冷凝面相对设置并与两个所述第二支撑面相连，所述操作窗口设在所述第一支撑面或所述第二支撑面或所述透光膜上。任选地，进一步包括密封条，所述密封条适于密封所述操作窗口。任选地，所述透光膜的透光率不低于85％。任选地，所述透光膜的表面形成有亲水层或亲水结构，或者所述透光膜表面贴有亲水膜。任选地，所述金属冷凝面为铜冷凝面、铝冷凝面、银冷凝面或铁冷凝面。任选地，所述光热材料层表面分布有金属纳米颗粒和/或还原后的氧化石墨烯和/或碳黑。任选地，所述光热材料层曲折布置在所述泡沫底座的上表面。任选地，所述隔热层为聚氨酯发泡材料层、岩棉板、聚苯板或玻璃纤维棉层。任选地，所述金属冷凝面和所述隔热层在朝向所述空气层的方向上分别独立的伸出有多个交错分布地金属条和/或金属片。任选地，所述挡板的上端面高于所述隔热层的下端面。根据本技术的第二个方面，本技术提出了一种太阳能清洁水生产系统。根据本技术的实施例，该系统包括多个上述太阳能清洁水生产装置，多个所述太阳能清洁水生产装置通过所述第一连接件和所述第二连接件相连。本技术上述实施例的太阳能清洁水生产系统至少具有以下优点：(1)结构简单、成本低，且绿色无污染；(2)可以采用引水条将待处理水引到光热材料层上，光热材料层不与待处理水的水面直接接触，由此不仅可以有效避免光热材料层与过多的待处理水接触而影响水的蒸发效率，还可以对待处理水起到一定的过滤作用，避免待处理水中的颗粒物等杂质被引到光热材料层上；(3)在使用过程中不需要额外的能量输入，仅需将装置置于有阳光的水面即可快速出水，不需要对海水或污水进行预处理，不仅使用方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可集成的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，包括：/n泡沫底座，所述泡沫底座的侧面上设有第一连接件和可与所述第一连接件匹配相连的第二连接件；/n蒸发冷凝塔，所述蒸发冷凝塔设在所述泡沫底座上，所述蒸发冷凝塔与所述泡沫底座上表面之间形成有蒸发冷凝空间，所述蒸发冷凝塔包括金属冷凝面、支撑部和透光膜，所述支撑部与所述金属冷凝面的两端密封相连，且在远离所述金属冷凝面的方向上所述支撑部的高度逐渐递减，所述透光膜分别与所述金属冷凝面的上端和所述支撑部的上端密封相连；/n光热材料层，所述光热材料层布置在所述泡沫底座的上表面且位于所述蒸发冷凝塔内，所述光热材料层表面设有多个引水孔；/n多个引水条，多个所述引水条与所述光热材料层相连并穿过所述引水孔和所述泡沫底座；/n隔热层，所述隔热层设在所述金属冷凝面与所述光热材料层之间并沿所述金属冷凝面的长度方向布置，所述隔热层与所述金属冷凝面的端部相连且所述隔热层与所述金属冷凝面之间形成有空气层，所述隔热层的下端面高于所述泡沫底座且所述隔热层的上端面低于所述金属冷凝面的上端面；/n挡板，所述挡板设在所述隔热层与所述光热材料层之间并围绕在所述光热材料层的边缘外，且所述挡板与所述蒸发冷凝塔的内表面和所述泡沫底座上表面形成集水槽，所述集水槽上设有两个穿过所述蒸发冷凝塔的输水口，两个所述输水口分别位于所述蒸发冷凝塔相对的两个侧面上；/n操作窗口，所述操作窗口可开合地设在所述支撑部或所述透光膜上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可集成的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，包括：
泡沫底座，所述泡沫底座的侧面上设有第一连接件和可与所述第一连接件匹配相连的第二连接件；
蒸发冷凝塔，所述蒸发冷凝塔设在所述泡沫底座上，所述蒸发冷凝塔与所述泡沫底座上表面之间形成有蒸发冷凝空间，所述蒸发冷凝塔包括金属冷凝面、支撑部和透光膜，所述支撑部与所述金属冷凝面的两端密封相连，且在远离所述金属冷凝面的方向上所述支撑部的高度逐渐递减，所述透光膜分别与所述金属冷凝面的上端和所述支撑部的上端密封相连；
光热材料层，所述光热材料层布置在所述泡沫底座的上表面且位于所述蒸发冷凝塔内，所述光热材料层表面设有多个引水孔；
多个引水条，多个所述引水条与所述光热材料层相连并穿过所述引水孔和所述泡沫底座；
隔热层，所述隔热层设在所述金属冷凝面与所述光热材料层之间并沿所述金属冷凝面的长度方向布置，所述隔热层与所述金属冷凝面的端部相连且所述隔热层与所述金属冷凝面之间形成有空气层，所述隔热层的下端面高于所述泡沫底座且所述隔热层的上端面低于所述金属冷凝面的上端面；
挡板，所述挡板设在所述隔热层与所述光热材料层之间并围绕在所述光热材料层的边缘外，且所述挡板与所述蒸发冷凝塔的内表面和所述泡沫底座上表面形成集水槽，所述集水槽上设有两个穿过所述蒸发冷凝塔的输水口，两个所述输水口分别位于所述蒸发冷凝塔相对的两个侧面上；
操作窗口，所述操作窗口可开合地设在所述支撑部或所述透光膜上。


2.根据权利要求1所述的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，所述泡沫底座上设有至少一个操作把手，且所述操作把手位于所述蒸发冷凝塔外。


3.根据权利要求1或2所述的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，所述泡沫底座为六面体结构，所述泡沫底座的每个侧面上分别独立地设有所述第一连接件和/或所述第二连接件，且相对的两个所述侧面上所述第一连接件与所述第二连接件相对布置。


4.根据权利要求3所述的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，所述泡沫底座的每个侧面上分别独立地设有一个所述第一连接件和一个所述第二连接件。


5.根据权利要求1所述的太阳能清洁水生产装置，其特征在于，所述支撑部包括第一支...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲良体，王德斌，程虎虎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京;11