相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置及海水淡化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置及海水淡化方法，装置包括透明罩、相变储热单元、界面光热蒸发单元和装置底座；透明罩和装置底座连接形成封闭空间，相变储热单元和界面光热蒸发单元均设置在封闭空间内；界面光热蒸发单元包括吸水柱和安装座，吸水柱通过安装座设置在所述装置底座上，安装座的内孔与海水注入口连通；吸水柱顶部具有太阳蒸发表面；相变储热单元包括相变储热装置和支柱，相变储热装置通过支柱设置在所述装置底座上，相变储热装置包括壳体和设置在壳体内的相变储热材料，所述壳体至少包括一吸热面和一导热面。本发明专利技术用多种手段提升对太阳光的利用，延长海水淡化的时间，进而大大地提高了海水淡化的效率。水淡化的效率。水淡化的效率。

【技术实现步骤摘要】
相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置及海水淡化方法


[0001]本专利技术属于海水淡化装置领域，特别涉及一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置及海水淡化方法。

技术介绍

[0002]海水淡化是从源头上增加水资源量的有效手段，是沿海水资源的重要补充和战略储备。将海水淡化作为解决水资源匮乏的战略选择，是确保国家安全和可持续发展的必然要求。
[0003]现在所用的海水淡化方法主要有蒸馏法、反渗透法、电渗析法等，而太阳能海水淡化具有低成本、环境友好等优势，是一种清洁、便携的水处理技术，近年来兴起的界面光热转换技术进一步推动了太阳能海水淡化的发展。
[0004]一个界面太阳能蒸发装置的热量传递过程大致如下。首先吸热面吸收太阳光的辐射转化为热能，然后热能通过热传导向蒸发面和水体传递。另外，水在蒸发面蒸发水蒸气携带汽化潜热并和周围空气以对流的形式散热。除此之外，吸热面温度升高，向外热辐射的功率也不可忽视。
[0005]但目前界面光热蒸发海水淡化装置主要在白天吸收太阳能进行海水淡化，不能实现连续工作。在海水淡化的过程中产生的水雾会覆盖在玻璃罩上，从而影响太阳蒸发表面对太阳能的吸收利用。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中界面光热蒸发海水淡化不能连续工作的问题，本专利技术的第一个目的是提出一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，该装置在现有界面光热增发海水淡化装置的基础上，通过改变装置构造和增加所需材料来提高海水淡化装置对太阳能的吸收和产水量。
[0007]第二个目的是为了提供该相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置的海水淡化方法。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。
[0009]一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，包括透明罩、相变储热单元、界面光热蒸发单元和装置底座；
[0010]所述透明罩和装置底座连接形成封闭空间，相变储热单元和界面光热蒸发单元均设置在封闭空间内；装置底座具有海水注入口和淡水收集口，淡水收集口靠近透明罩内壁设置；
[0011]所述界面光热蒸发单元包括吸水柱和安装座，吸水柱通过安装座设置在所述装置底座上，安装座的内孔与海水注入口连通；吸水柱顶部具有太阳蒸发表面；
[0012]所述相变储热单元包括相变储热装置和支柱，相变储热装置通过支柱设置在所述装置底座上，相变储热装置包括壳体和设置在壳体内的相变储热材料，所述壳体至少包括
一吸热面和一导热面。
[0013]作为本专利技术的进一步改进所述相变储热材料为Na2HPO4·
12H2O，其相变温度为35—45摄氏度，放热量为279.6KJ/Kg。
[0014]作为本专利技术的进一步改进所述太阳蒸发表面为正弦函数状曲面。
[0015]作为本专利技术的进一步改进所述壳体具有中心孔，所述吸水柱设置在所述中心孔中。
[0016]作为本专利技术的进一步改进所述壳体为圆环结构，顶部为吸热面，其余部分为导热面；所述吸热面采用透光材料，导热面导热材料。
[0017]作为本专利技术的进一步改进所述透光材料为玻璃或透明树脂，导热材料为铜或铝。
[0018]作为本专利技术的进一步改进所述吸水柱为海绵柱或吸水树脂体。
[0019]作为本专利技术的进一步改进所述透明罩内壁设置有防雾涂膜。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，所述安装座底部具有聚水槽，聚水槽相交并与安装座的内孔连通。
[0021]一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置的海水淡化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0022]当光热作用至界面光热蒸发单元中的太阳蒸发表面时，太阳蒸发表面受热使得其表面的海水由液态变为气态，气态的海水扩散在透明罩内，气态的海水遇到透明罩液化成水，贴着透明罩流入装置底座5排出；吸水柱吸附海水进入太阳蒸发表面持续进行界面蒸发海水淡化；
[0023]当温度高于相变储热单元中的相变储热材料的相变温度时，相变储热材料吸收热量，由固体变成液态，储存热量；
[0024]当温度低于相变储热材料的相变温度，相变储热材料由液态变为固态，放出热量，被太阳蒸发表面吸收，使得界面蒸发海水淡化继续进行。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本专利技术基于相变储热式的界面光热蒸发海水淡化装置，具有相变储热单元、界面光热蒸发单元，相变储热部分在白天由相变储热材料吸收太阳光，相变储热材料由固体变成液态，将热量储存起来。夜晚，温度低于相变储热材料的相变温度，相变储热材料由液态变为固态，放出热量，被太阳蒸发表面吸收。相变储热部分由相变储热材料和相变储热装置构成，相变储热装置上平面用玻璃制成，便于白天吸收太阳光，储存热量，两侧及底部用铜制成，便于晚上将相变储热材料所储的热量快速的导出去，进而实现了海水淡化的不间断作业。
附图说明
[0027]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本专利技术的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本专利技术。在附图中：
[0028]图1是本专利技术实施例界面光热蒸发海水淡化装置内部示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例相变储热装置示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例棉芯示意图；
[0031]图4是本专利技术实施例透明罩示意图；
[0032]图5是本专利技术实施例棉芯安装座示意图；
[0033]图6是本专利技术实施例装置底座示意图；
[0034]其中：
[0035]1、透明罩；
[0036]2、相变储热装置；2
‑
1、支柱；2
‑
2玻璃面；2
‑
3、铜片；
[0037]3、棉芯；3
‑
1、太阳蒸发表面；
[0038]4、棉芯安装座；4
‑
1、聚水槽；
[0039]5、装置底座；5
‑
1、支柱孔。
具体实施方式
[0040]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0041]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。
[0042]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，其特征在于，包括透明罩、相变储热单元、界面光热蒸发单元和装置底座；所述透明罩和装置底座连接形成封闭空间，相变储热单元和界面光热蒸发单元均设置在封闭空间内；装置底座具有海水注入口和淡水收集口，淡水收集口靠近透明罩内壁设置；所述界面光热蒸发单元包括吸水柱和安装座，吸水柱通过安装座设置在所述装置底座上，安装座的内孔与海水注入口连通；吸水柱顶部具有太阳蒸发表面；所述相变储热单元包括相变储热装置和支柱，相变储热装置通过支柱设置在所述装置底座上，相变储热装置包括壳体和设置在壳体内的相变储热材料，所述壳体至少包括一吸热面和一导热面。2.根据权利要求1所述的一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述相变储热材料为Na2HPO4·
12H2O，其相变温度为35—45摄氏度，放热量为279.6KJ/Kg。3.根据权利要求1所述的一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述太阳蒸发表面为正弦函数状曲面。4.根据权利要求1所述的一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述壳体具有中心孔，所述吸水柱设置在所述中心孔中。5.根据权利要求1所述的一种相变储热式界面光热蒸发海水淡化装置，其特征在于，所述壳体为圆环结构，顶部为吸热面，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：敬登伟，皮豪杰，许恒瑞，赵昊城，杨松，杨月宝，邓坤瑜，梁鸽，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：