[实用新型]一种太阳能蒸馏器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能蒸馏器，是一种太阳能源转化为热源的装置，主要用于主动式太阳能海水淡化装置中。

背景技术

目前，在主动式太阳能海水淡化装置中，常用的蒸馏器有：平板型、真空管型、CPC型、槽形抛物面型等。CPC型和槽形抛物面型属于聚集型集热器，主要用于较高温度段(≥75℃)运行的太阳能蒸馏器；在较低温度段，通常使用平板型或真空管型集热器。一般情况下，集热器与海水蒸馏器独立设置，总占地面积较大，用于大型装置时非常不利。

存在的问题和不足：

(1)集热器主要以对流换热的方式将收集到的热量通过普通传热管或热管传递给海水，传热方式单一，传热速率相对较低；

(2)集热器结构和加工相对复杂；

(3)集热器与蒸馏器之间需要管路连接，能量损失相对较大，系统复杂；

(4)集热器与蒸馏器分别放置于地面不同位置，占地面积较大。

实用新型内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本实用新型提出一种太阳能蒸馏器，为太阳能海水淡化装置特别是大型装置提供一种结构简单，同时具备对流、辐射、导热三种传热方式，传热速率高，占地面积小的太阳能海水淡化蒸馏器。

技术方案

本实用新型的技术特征在于：由透光玻璃面盖1和海水箱4组成封闭蒸馏容器，容器内被抽成真空；海水箱4的中部固定安装多孔太阳能集热板2，其上开有若干直径为φ₂的大孔7和直径为φ₁的小孔6；无机热管5呈钉状，自上而下穿过大孔7，钉头坐于集热板大孔7之上。

所述的多孔太阳能集热板2表面涂有黑色涂层。

所述的小孔6在集热板上呈正三角形分布，大孔7均匀布置。

所述的大孔7与小孔6的直径之比为2.5。

所述无机热管5呈钉头状，直径d₁大于集热板大孔7的直径7mm以上；钉身直径d₂略小于集热板大孔7的直径。

有益效果

(1)集热器置于蒸馏器中，省去了分置时所用的连接管路，使系统简化，热损失和总占地面积显著减少。

(2)集热器由相互独立的多孔集热板与高效无机热管组成，其结构和加工简单，连接、装卸方便。

(3)在抽真空状态下，集热板与海水表面之间通过辐射和蒸汽强制对流方式传热，无机热管与集热板、海水之间是快速导热。三种传热方式全被使用，传热更快。

(4)被加热的海水不仅限于海水表面，还有海水与热管的接触面，使总传热面积增大，海水蒸发加快。

附图说明

图1：示意图

图2：集热板表面开孔示意图

图3：无机热管示意图

1-透光玻璃面盖；2-集热板；3-海水；4-海水箱；5-无机热管；6-小孔；7-大孔

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步描述：

本实施例结构组成为：透光玻璃面盖1、多孔集热板2、海水3、海水箱4、无机热管5、蒸汽小孔6和大孔7。

高效无机热管是目前最新型的传热元件，它与一般热管的原理与传热效果均不相同。其工质由多种无机元素配成，将工质灌入管体或片状夹层内腔，经封闭抽真空而得。其径向传热能力达到44kW/m²，轴向传热能力达8600kW/m²，可在极短时间内达到并保持等温传热。高效无机热管的导热系数是银的10000～30000倍，普通热管的导热系数是银的300～1000倍，故其导热能力超过普通热管。

本实施例中由透光玻璃面盖1和海水箱4组成封闭蒸馏容器，容器内被抽成真空。海水箱4的中部固定安装多孔太阳能集热板2，多孔集热板2直径φ为600mm。板上小孔6数目为80个，直径φ₁为10mm；大孔7数目为10个，直径φ₂为25mm。高效无机热管的钉头直径d₁为33，厚δ为5mm；钉头下端管径d₂为24.5mm，管长H(不含δ)为195mm。无机热管5呈钉状，自上而下穿过大孔7，钉头坐于集热板大孔7之上。海水箱中的水层深约70mm，多孔集热板安装在距水面上方约150mm处。

本蒸馏器的工作过程为：蒸馏器被抽成真空，在约0.01MPa(绝压)下工作。太阳光透过玻璃盖板照射在集热板上，集热板吸热后，将热量传递给安装在其上的无机热管的钉头部分，热量再沿热管的钉长方向迅速向下传递给水箱中的海水，使海水加热蒸发；由于集热板与海水面之间的温度不同，同时又有真空泵的抽吸作用，使集热板与海水面之间同时存在辐射和对流换热，使海水面受热蒸发。产生的水蒸汽向上移动，水蒸汽夹带的液滴在集热板与水面之间的空间得以分离，当穿过集热板小孔时被进一步分离。蒸汽从集热板与玻璃面盖之间的空间被抽出，进入冷凝器被凝结为淡水。