[实用新型]一种太阳能光热海水淡化装置

说明书

本实用新型公开了一种太阳能光热海水淡化装置，从上往下依次包括透光冷凝板、蒸发室和收集室；蒸发室内设有光热蒸发板，所述透光冷凝板覆盖在蒸发室上并将冷凝水引导至收集室。所述光热蒸发板包括石墨烯泡沫隔热体和覆盖在石墨烯泡沫隔热体外表面的垂直取向石墨烯吸光体。本实用新型提供的太阳能海水淡化装置具有结构简单、易于操作的特点、能够高效收集冷凝水，解决了冷凝水和蒸汽的挡光问题，提高了光热海水淡化装置的稳定性和光热转化效率，具有更好的海水淡化效果。

技术领域

本实用新型涉及海水淡化技术领域，特别涉及一种太阳能光热海水淡化装置。

背景技术

伴随着环境污染和人类需求的激增，淡水资源的匮乏已变得日益严重，成为一个亟需解决的全球性问题。[L.Zhou et al.Nat.Photonics 2016,10:393-398]在全球水资源中，接近总量的97.5％为海水等咸水资源，如何通过清洁的方式从海水中提取淡水资源，是当前国际关注的热点问题。太阳能是地球上分布最广，储量最大的能源，利用太阳能驱动海水淡化的相关技术因其清洁、可持续等特点受到研究和工业领域的广泛关注。光热直接蒸发、冷凝、回收是太阳能驱动海水淡化技术的典型代表，具有操作简单、设备简易的特点。

在传统的太阳能光热蒸发海水淡化系统中，通常是利用太阳能直接加热整个海水主体，收集海水蒸发后的淡水。该方法需要加热海水整体，对流、热传导散热研究，太阳能利用率低。另外，太阳能直接加热所得海水温度低，蒸发速率小。2014年，美国麻省理工学院Gang Chen课题组提出局域化加热的概念，可以高效利用太阳能实现快速光热蒸发，相对于传统对海水整体加热的方法，减少了海水整体向环境散热等带来的能量损失，极大地提高了太阳能的利用效率[H.Ghasemi et al.Nat.Commun.2014,5:4449]。随后的相关研究对局域加热系统做了进一步优化，但是主要集中在对光热蒸发材料的研究，如：优化光热蒸发材料的吸光性和隔热性[Q.Jiang et al.Adv.Mater.2016,28:9400-9407；L.Zhou etal.Sci.Adv.2016,2:e1501227]，而在实际应用中，冷凝水不易收集、冷凝水和蒸汽阻挡入射光等问题，会严重削弱系统的光热蒸发效率和稳定性。因此，设计合理的的太阳能光热蒸发海水淡化系统，高效收集冷凝水、解决冷凝水和蒸汽的挡光问题是实现高效海水淡化的关键。

此外，现有海水淡化系统往往结构较复杂、体积较庞大，如：公开号为CN202688029U的中国专利文献公开的一种太阳能光热海水淡化装置，所述的太阳能光热海水淡化装置，通过高倍率反射聚焦太阳能光热装置吸收太阳能产生蒸汽，以该蒸汽作为海水淡化的热量来源；所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置，包括热量收集装置、面积远大于热量收集装置的吸热面积的反射镜、能驱动反射镜跟踪太阳运转的自动跟踪太阳装置；所述的热量收集装置位于反射镜的上方，以收集反射镜反射的太阳辐射热产生高温热从而产生蒸汽，蒸汽通过连接所述的高倍率反射聚焦太阳能光热装置与海水淡化装置的管道输送至海水淡化装置制出淡水。通过反射聚焦装置吸收太阳能产生蒸汽，但是反射聚焦装置的面积大，跟踪系统复杂，系统成本高。

所以，设计结构紧凑、成本低廉的海水淡化系统是面向实际应用的另一迫切需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能光热海水淡化装置，结构简单、易于操作、能够高效收集冷凝水，解决了冷凝水和蒸汽的挡光问题，光热海水淡化系统的稳定性和光热转化效率均大大提高，海水淡化前后盐度降低明显。

一种太阳能光热海水淡化装置，从上往下依次包括透光冷凝板、光热蒸发板、蒸发室和收集室；所述透光冷凝板覆盖在蒸发室上并将冷凝水引导至收集室，所述蒸发室内设有光热蒸发板。

所述收集室上设有收集口，透光冷凝板覆盖在蒸发室上并延伸至收集室上的收集口，将冷凝水引导至收集室。

所述蒸发室与收集室呈上下分布，其中，所述蒸发室在所述收集室之上。