一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统技术方案

一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统，针对现有技术中回收余热进行水处理的技术存在效率低的问题，本申请通过将近场热光伏、辐射制冷、太阳能蒸馏、多级闪蒸等技术相结合，同时达到了光伏电池散热和获取水资源的目的，极具实用价值，本申请中的待处理水在循环过程中具有双重作用：既对光伏电池进行了冷却，使电池能维持在正常工作温度；又吸收了近场热光伏系统产生的余热，通过闪蒸装置获取净化水，实现了能量的二次利用。本申请利用太阳能进一步提升了产出的净化水量；本申请的液体流动方向简单，管道设置方便，便于设备的实际安装，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统


[0001]本专利技术涉及水处理
，具体为一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统。

技术介绍

[0002]热光伏技术是一种通过光伏电池将辐射器中发出的辐射能转化为电能的能源利用技术，近场热光伏在此基础上通过将辐射源与电池间的距离缩小到特征波长以下，突破了斯特藩
‑ꢀ
玻尔兹曼定律的限制，大大提高了系统效率。但由于近场热光伏系统的辐射源温度多为 1000K以上，光伏电池面临着巨大的散热压力，这严重限制了该技术在实际当中的应用。
[0003][0004]现有的回收余热进行水处理的技术存在整体效率低、运行成本高、设备结构复杂等问题，限制了其在实际生产中的发展应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：针对现有技术中回收余热进行水处理的技术存在效率低的问题，提出一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统。
[0006]本专利技术为了解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0007]一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统，包括：选择性辐射器1、光伏电池板2、冷却换热器3、可控水泵4、初始水池5、浓缩水池6、辐射制冷腔17、净化水收集通道11、冷凝板8、闪蒸室和蒸发室；
[0008]所述蒸发室中设有太阳能界面蒸发器13和第一集水槽10；
[0009]所述闪蒸室内设有锥形冷凝器15和第二集水槽14；
[0010]所述闪蒸室设置在蒸发室下方；
[0011]所述选择性辐射器1吸收热源传递来的能量后释放出能量高于光伏电池禁带宽度的辐射；
[0012]所述光伏电池板2接收选择性辐射器1的辐射，并将辐射转化为电能；
[0013]所述冷却换热器3置于光伏电池板2的背面；
[0014]所述初始水池5中的待处理水在可控水泵4的作用下，一路经辐射制冷腔17冷却后进入冷却换热器3，经过冷却换热器3的水进入闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在锥形冷凝器15上凝结成水并滴入第二集水槽14中，滴入第二集水槽14的水通过净化水收集通道11流入净化水池18，蒸汽在锥形冷凝器15上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过锥形冷凝器15传导至上方的蒸发室；
[0015]另一路进入蒸发室，所述初始水池5与蒸发室之间设有第一流量控制阀7,当蒸发室中液面到达太阳能界面蒸发器13时，太阳能界面蒸发器13将吸收的太阳光能转化为热能加热表层水，形成水蒸汽，水蒸汽在冷凝板8上凝结成水，并滴入第一集水槽10中，滴入第一
集水槽10的水通过净化水收集通道11流入净化水池18；
[0016]所述闪蒸室和蒸发室内蒸发后剩余的浓缩液通过水泵流入浓缩水池6。
[0017]进一步的，所述闪蒸室为三个，包括一级闪蒸室、二级闪蒸室和三级闪蒸室，所述闪蒸室间通过第二流量控制阀21连通；
[0018]所述蒸发室为三个，包括一级蒸发室、二级蒸发室和三级蒸发室，所述蒸发室间通过第一流量控制阀7连通；
[0019]所述辐射制冷腔17为三个；
[0020]所述初始水池5中的待处理水在可控水泵4的作用下，一路依次经过三个辐射制冷腔 17冷却后进入冷却换热器3，经过冷却换热器3的水进入一级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在一级闪蒸室内的锥形冷凝器15上凝结成水并滴入一级闪蒸室内的第二集水槽14中，一级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入二级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在二级闪蒸室内的锥形冷凝器 15上凝结成水并滴入二级闪蒸室内的第二集水槽14中，二级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入三级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在三级闪蒸室内的锥形冷凝器15上凝结成水并滴入三级闪蒸室内的第二集水槽14中，三级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入浓缩水池6；
[0021]蒸汽在一级闪蒸室内的锥形冷凝器15上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过一级闪蒸室内的锥形冷凝器15传导至一级蒸发室内；
[0022]蒸汽在二级闪蒸室内的锥形冷凝器15上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过二级闪蒸室内的锥形冷凝器15传导至二级蒸发室内；
[0023]蒸汽在三级闪蒸室内的锥形冷凝器15上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过三级闪蒸室内的锥形冷凝器15传导至三级蒸发室内；
[0024]另一路依次进入一级蒸发室、二级蒸发室和三级蒸发室；
[0025]当一级蒸发室中液面到达一级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13时，一级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13将吸收的太阳光能转化为热能加热表层水，形成水蒸汽，水蒸汽在一级蒸发室内的冷凝板8上凝结成水，并滴入一级蒸发室内的第一集水槽10中，一级蒸发室内蒸发后剩余的浓缩液流入浓缩水池6；
[0026]当二级蒸发室中液面到达一级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13时，二级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13将吸收的太阳光能转化为热能加热表层水，形成水蒸汽，水蒸汽在二级蒸发室内的冷凝板8上凝结成水，并滴入二级蒸发室内的第一集水槽10中，二级蒸发室内蒸发后剩余的浓缩液流入浓缩水池6；
[0027]当三级蒸发室中液面到达一级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13时，三级蒸发室中的太阳能界面蒸发器13将吸收的太阳光能转化为热能加热表层水，形成水蒸汽，水蒸汽在三级蒸发室内的冷凝板8上凝结成水，并滴入三级蒸发室内的第一集水槽10中，三级蒸发室内蒸发后剩余的浓缩液流入浓缩水池6。
[0028]进一步的，所述冷凝板8两侧设有辐射制冷板9。
[0029]进一步的，所述初始水池5中的待处理水经过杂质过滤并添加阻垢剂。
[0030]进一步的，所述蒸发室内设有滑动槽12，所述滑动槽12用于调整太阳能界面蒸发器 13的位置。
[0031]进一步的，所述系统还包括检测传感器20，所述检测传感器20设置在滑动槽12下方，所述检测传感器20用于检测太阳能界面蒸发器13的位置，当太阳能界面蒸发器13的位
置处于滑动槽12最下方时，开启可控水泵4和第一流量控制阀7，当太阳能界面蒸发器13 的位置处于滑动槽12最上方时，关闭可控水泵4和第一流量控制阀7。
[0032]进一步的，所述净化水收集通道(11)通过两个集水斜梯(19)分别与第一集水槽(14) 和第二集水槽(10)连接。
[0033]进一步的，所述冷凝板8周围附有辐射制冷材料。
[0034]进一步的，所述辐射制冷腔17为反射型辐射制冷腔，所述辐射制冷腔17内侧涂有疏水涂层。
[0035]进一步的，所述辐射制冷腔17为6个，所述初始水池5中的待处理水在可控水泵4的作用下，一路通过2个管道进入冷却换热器3，每个管道上设有三个辐射制冷腔17，2个管道上的辐射制冷腔17通过连通管道16成对连通。
[0036]本专利技术的有益效果是：
[0037]本申请通过将近场热光伏、辐射制冷、太阳能蒸馏、多级闪蒸等技术相结合，同时达到了光伏电池散热和获取水资源的目的，极具实用价值，本申请中的待处理水在循环过程中具有双重作用：既对光伏电池进行了冷却，使电池能维持在正常工作温度；又吸收了近场热光伏系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理系统，其特征在于包括：选择性辐射器(1)、光伏电池板(2)、冷却换热器(3)、可控水泵(4)、初始水池(5)、浓缩水池(6)、辐射制冷腔(17)、净化水收集通道(11)、冷凝板(8)、闪蒸室和蒸发室；所述蒸发室中设有太阳能界面蒸发器(13)和第一集水槽(10)；所述闪蒸室内设有锥形冷凝器(15)和第二集水槽(14)；所述闪蒸室设置在蒸发室下方；所述选择性辐射器(1)吸收热源传递来的能量后释放出能量高于光伏电池禁带宽度的辐射；所述光伏电池板(2)接收选择性辐射器(1)的辐射，并将辐射转化为电能；所述冷却换热器(3)置于光伏电池板(2)的背面；所述初始水池(5)中的待处理水在可控水泵(4)的作用下，一路经辐射制冷腔(17)冷却后进入冷却换热器(3)，经过冷却换热器(3)的水进入闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在锥形冷凝器(15)上凝结成水并滴入第二集水槽(14)中，滴入第二集水槽(14)的水通过净化水收集通道(11)流入净化水池(18)，蒸汽在锥形冷凝器(15)上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过锥形冷凝器(15)传导至上方的蒸发室；另一路进入蒸发室，所述初始水池(5)与蒸发室之间设有第一流量控制阀(7),当蒸发室中液面到达太阳能界面蒸发器(13)时，太阳能界面蒸发器(13)将吸收的太阳光能转化为热能加热表层水，形成水蒸汽，水蒸汽在冷凝板(8)上凝结成水，并滴入第一集水槽(10)中，滴入第一集水槽(10)的水通过净化水收集通道(11)流入净化水池(18)；所述闪蒸室和蒸发室内蒸发后剩余的浓缩液通过水泵流入浓缩水池(6)。2.根据权利要求1所述的一种基于近场热光伏余热利用的复合式水处理装置，其特征在于所述闪蒸室为三个，包括一级闪蒸室、二级闪蒸室和三级闪蒸室，所述闪蒸室间通过第二流量控制阀(21)连通；所述蒸发室为三个，包括一级蒸发室、二级蒸发室和三级蒸发室，所述蒸发室间通过第一流量控制阀(7)连通；所述辐射制冷腔(17)为三个；所述初始水池(5)中的待处理水在可控水泵(4)的作用下，一路依次经过三个辐射制冷腔(17)冷却后进入冷却换热器(3)，经过冷却换热器(3)的水进入一级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在一级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结成水并滴入一级闪蒸室内的第二集水槽(14)中，一级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入二级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在二级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结成水并滴入二级闪蒸室内的第二集水槽(14)中，二级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入三级闪蒸室进行闪蒸，蒸汽在三级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结成水并滴入三级闪蒸室内的第二集水槽(14)中，三级闪蒸室内蒸发后剩余的浓缩液流入浓缩水池(6)；蒸汽在一级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过一级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)传导至一级蒸发室内；蒸汽在二级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过二级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)传导至二级蒸发室内；蒸汽在三级闪蒸室内的锥形冷凝器(15)上凝结时，凝结释放的冷凝潜热通过三级闪蒸

【专利技术属性】
技术研发人员：何明键，齐宏，王博文，任亚涛，高包海，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：