本发明专利技术提供了一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置,其中复合织物包括浮长线层和固结层;所述固结层包括由导水纤维制成的下经纱;所述浮长线层包括由导水纤维制成的上经纱;所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接,所述上经纱与所述下经纱之间合围出多个并排布设的环槽;所述环槽内填充有由疏水性隔热泡沫制成的上纬纱。本发明专利技术的方法制备工艺简单,原材料廉价易得,绿色环保,由于自漂浮的性能、良好的隔热性能、高效的水分传输和水分含量与分布的调控,光热转换复合织物在限域毛细作用下形成高效的光热转换界面,提高了蒸发效率且重复性能稳定。率且重复性能稳定。率且重复性能稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置
[0001]本专利技术涉及光热海水淡化
,尤其是涉及一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置。
技术介绍
[0002]洁净的淡水对于经济发展和公共卫生来说都是非常重要的,但目前全球仍然有三分之一的人口无法获取充足的淡水资源。从这个角度来说,发展高效水处理技术以缓解淡水危机可以说是非常紧迫的任务。近年来,太阳能驱动的界面蒸发作为一种高效利用太阳能产生清洁水的新途径,引起了人们的广泛关注。
[0003]一种高效,自驱动的太阳能-蒸汽技术迅速发展,新型的太阳能-蒸汽系统(又称太阳能蒸馏、光热驱动蒸馏)是指在温和的环境和太阳光照下,利用太阳辐射提供的能量使海水蒸发,将海水中的盐分留在溶液中,然后使水蒸气快速凝结得到淡水的过程,可以高效地汽化水,从而达到纯化海水或者污水的目的。基于界面加热的太阳能热蒸汽转换中,太阳能-热能转化和加热过程是被局域到汽-液界面,这更利于太阳能光热-蒸汽转化。科学家们一直致力于提高界面光热材料转化技术的能量转化效率,将光热材料置于汽-液界面,可只加热表层水界面产生蒸汽(而不是加热整个水体),从而获得更高的光热-蒸汽转化效率。织物通过交织结构与光热吸收剂结构可作为一种光热材料,可通过纤维间的毛细作用提供水分传递和形成光热的水分蒸发界面。但目前主要织物的结构设计采用的大部分是平纹结构,表面容易产生积盐,从而降低蒸发效率。同时,织物借助其他材料设计来进行漂浮和隔热,如三聚氰胺泡沫,聚苯乙烯泡沫等,使得整个蒸发系统牢固性差,无法实现大规模生产。自漂浮光热材料可以极大减少蒸发装置的设计成本和工艺,但目前与之匹配的太阳能饮用水生成装置设计较为复杂,成本高,不便于携带等问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种光热转换复合织物及其太阳能饮用水生成装置,以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
[0005]为解决上述技术问题,本专利技术提供的一种光热转换复合织物,在复合织物横截面上包括:上方的浮长线层和下方的固结层;
[0006]所述固结层包括由导水纤维制成的下经纱;
[0007]所述浮长线层包括由导水纤维制成的上经纱;
[0008]所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接,所述上经纱与所述下经纱之间合围出多个并排布设的环槽;所述环槽内填充有由疏水性隔热泡沫制成的上纬纱;
[0009]或者,光热转换复合织物为表里换层织物,里层(下层)为经纬交织结构的固结层,表层(上层)为经纱浮长线结构,里层内的下经纱和表层内的上经纱每经设定间隔长度(该长度可以是一个范围,即间隔间距可相等或不等)进行一次交换,下经纱进入表层变换为上经线;而上经线进入里层变换为下经线,即经线表里换层;每当经线表里换层时,在所述的
间隔内以及表层和里层之间引入一块疏水性隔热泡沫作为上纬纱,用于将上经纱抬起设定高度。
[0010]本专利技术中浮长线层用于提供蒸发界面,而固结层用于固结浮长线层。浮长线层的上纬纱由隔热材料制成,可有效地隔断或减弱海水与上经线之间的热传导,从而大大提高或维持较高的上经线表面温度,提高上经线的蒸发能力和效率。所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接,且两者均由导水纤维制成,有助于提高整个复合织物的自下向上的汲水性能,提高蒸发效率。
[0011]进一步地,所述疏水性隔热泡沫的密度小于水密度,且在织造张力作用下不变形。
[0012]上纬纱由轻质、密度小、亲水性差的材料制成,从而可实现复合织物的自漂浮能力以及必要的漂浮承载能力。
[0013]本申请公开的自漂浮高效光热转换复合织物由亲水性纱线和疏水性隔热泡沫复合织造而成,复合织物的光热转化界面为通过织造形成的包覆于拒水泡沫表面的浮长线纱线或者织物,具有自漂浮性,且光热转换界面的水分含量具有可调控性,在一个太阳光照射下的水分蒸发效率范围为58%
‑
92%,能够满足用于10%高浓度海水淡化长期工作不积盐的要求。
[0014]优选地,所述上纬纱优选为黑色。
[0015]优选地,所述上纬纱由珍珠棉(聚乙烯发泡棉)制成,其具有保温、隔热、耐腐蚀、抗老化的性能。
[0016]其中,固结层内的纬纱为下纬纱,下纬纱可以是亲水或疏水纤维。
[0017]进一步地,所述导水纤维为接触角在0
°‑
90
°
范围内的亲水性纱线。更优选地,所述导水纤维为黑色。
[0018]进一步地,所述导水纤维为高亲水性天然纤维、亲水改性的化学纤维。
[0019]更为优选地,所述导水纤维为亲水的棉纤维或者麻纤维等天然纤维、亲水改性的丙纶、涤纶、锦纶等化学纤维。
[0020]更为优选地,所述导水纤维为超细旦和细旦丙纶、涤纶、锦纶等化学长丝纤维。导水纤维单丝细度越小,芯吸能力越强,提供高效率的水分传递通道和更细小的纤维间毛细水,有利于水分的蒸发。
[0021]优选地,所述下纬纱为天然纤维、亲水改性的化学纤维、疏水改性的天然纤维、疏水改性的化学纤维。
[0022]进一步地,所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的捻度为9 至40捻/10cm;
[0023]所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的细度为50至1800D;或者,所述上经纱、下经纱和/或所述下纬纱的细度为5.5至200tex。
[0024]优选地,所述固结层的组织结构为平纹、方平等。
[0025]进一步地,所述上经纱的密度为30
‑
80根/10cm。
[0026]优选地,所述上纬纱(即环槽或间隔)的宽度为1至20cm,厚度(即环槽或间隔内泡沫的厚度)为0.5至10cm。进一步优选地,所述上纬纱的宽度为2
‑
4cm,厚度为2
‑
3cm。
[0027]进一步地,所述上经纱和所述下经纱为同一纱线;即当固结层织造完成后,将下经纱翻转到固结层上方形成所述上经纱,并引入上纬纱,继续相互交织形成所述浮长线层。
[0028]即制备时,按照织物组织结构图,穿综方法采用顺穿法,将下经纱和下纬纱相互交
织形成固结层,经过多次循环织造后,当固结层的织造长度达到一定的程度,将下经纱翻折到固结层上方,引入泡沫等保温、自漂浮材料的上纬纱,多次织造形成浮长线层,经过多次织造循环后下机,获得上述的一种具有自漂浮和限域毛细作用的光热转换复合织物。
[0029]另外,本专利技术还公开了一种太阳能饮用水生成装置,其包括:
[0030]蒸发部,由所述光热转换复合织物制成的,用于利用光热蒸发水;
[0031]凝结水收集装置,用于蒸汽的凝结和收集。
[0032]进一步地,所述蒸发部包括支撑框架,所述光热转换复合织物的边缘与支撑框架固定连接。
[0033]进一步地,所述凝结水收集装置包括透光罩体、导水管路;透光罩体罩在所述光热转换复合织物上方;
[0034]所述导水管路包括集水管和导出管;集水管横截面为U形,贴靠在所述透光罩体的内壁上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种光热转换复合织物,其特征在于,在复合织物横截面上包括:上方的浮长线层和下方的固结层;所述固结层包括由导水纤维制成的下经纱;所述浮长线层包括由导水纤维制成的上经纱;所述上经纱跳跃式地与下经纱接触连接,所述上经纱与所述下经纱之间合围出多个并排布设的环槽;所述环槽内填充有由疏水性隔热泡沫制成的上纬纱。2.根据权利要求1所述的光热转换复合织物,其特征在于,所述疏水性隔热泡沫的密度小于水密度,且在织造张力作用下不变形。3.根据权利要求1所述的光热转换复合织物,其特征在于,所述上纬纱优选为黑色。4.根据权利要求1所述的光热转换复合织物,其特征在于,所述上纬纱由珍珠棉制成。5.根据权利要求1所述的光热转换复合织物,其特征在于,所述导水纤维为接触角在0
°‑
90
°
范围内的亲水性纱线。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:范杰,李亚萍,刘雍,夏兆鹏,王亮,张圣雨,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:
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