[发明专利]一种蓄水冷凝的太阳能海水淡化装置

说明书

本发明提供的一种蓄水冷凝的太阳能海水淡化装置，遵循汽液两相传质传热规律，在光热板与冷凝器之间和冷凝器与海水蒸发罐底部之间实现汽液两相传质传热，构成热量向下传递通道。完美解决了蒸汽冷凝问题。采用吸水材料构建了海水向上输运通道。热量下传和海水上行同时进行，换热充分，余热得到回收利用。冷凝器具有蓄水功能，不仅实现了高效传质传热，而且无论日照强弱都能均衡供水，并为淡水矿化处理提供有利条件。使用操作方便，适时更换海水就能源源不断产出淡水。随时可以取用淡水。适用范围广，能解决海岛和水质性缺水地区饮用水安全问题。

所属技术领域

本发明涉及一种海水淡化装置，具体为一种蓄水冷凝的太阳能海水淡化装置。

背景技术

被动式太阳能海水淡化装置完全利用热量和水的自发运移实现海水淡化，必须解决好光热转换和蒸发冷凝问题。太阳能光热海水淡化过程中，传质传热技术是关键。中国发明专利202010101204.X开创了一条采用低成本材料实现太阳能光热转换的新技术路线。但是没有妥善解决蒸发冷凝问题。中国发明专利202010782088.2设置隔热板和两个冷凝器，希望实现热量高效有序传递，试图解决蒸发冷凝问题，也没有完全成功。据此方案试制的实验样机运行的结果是：光热转换和蒸发都很成功，冷凝却失败了。蒸汽不是在冷凝器中冷凝，而是直接进入海水。隔热板阻隔不了蒸汽流向海水。除了隔热板泄漏外，汽液两相传质传热快速高效是主要因素。是否可以利用汽液两相传质传热规律解决冷凝问题呢？虽然汽液两相传质传热是热量传递的最快方式和最短途径，但是目前还没有成功利用汽液两相传质传热规律的太阳能海水淡化装置出现。在中国发明专利202010782088.2的基础上，设置一个蓄有淡水的冷凝器以最短的路径吸收光热板下表面蒸发的蒸汽，可以妥善解决冷凝问题！冷凝器外表面蒸发的蒸汽快速进入海水也妥善解决了热量向下传递问题。而且整条热量下传路径简洁高效，整条海水上行路径连成一片。海水向上输运，热量向下传递实现高效换热。余热得到有效利用。

发明内容

本发明的目的是利用冷凝器蓄水冷凝蒸汽，实现蒸汽在冷凝器水面快速冷凝，通过在冷凝器外表面覆盖的吸水材料回收利用余热。

为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括光热板、冷凝器、隔热板、吸水材料、海水进入管、溢流管、淡水阀、浓海水阀、支架、海水蒸发罐。其特征在于：所述海水蒸发罐底面上有固定支架，在支架上固定冷凝器。冷凝器出水口穿过海水蒸发罐侧面接淡水阀。冷凝器外表面覆盖吸水材料。冷凝器与海水蒸发罐之间有隔热板。隔热板外面紧贴海水蒸发罐内壁。隔热板内面紧贴冷凝器侧面的吸水材料。吸水材料向下达到海水蒸发罐罐底。吸水材料上接光热板下表面的吸水材料。光热板盖在海水蒸发罐罐顶。光热板是在导热材料上表面覆盖黑色光热材料，在导热材料下表面覆盖吸水材料。在海水蒸发罐侧面外安装海水进入管。在海水蒸发罐侧面内安装溢水管。海水蒸发罐底面上安装浓海水阀。在冷凝器侧面上的冷凝器出水口位置决定冷凝器淡水蓄水量。在海水蒸发罐侧面上溢水管位置决定海水蒸发罐海水蓄水量。在额定温度下，淡水蓄水量海水蓄水量能吸收的热量之和必须大于当天吸收的太阳能热量。太阳光在光热板上转换成热量加热光热板下表面的海水使其蒸发，所产生的蒸汽在冷凝器水面进入淡水放热冷凝，淡水温度升高。淡水通过冷凝器侧面将热量传递给吸水材料中向上流动的海水，淡水热量得到回收利用淡水温度下降。与此同时，冷凝器底面吸水材料中的海水也吸收热量蒸发成蒸汽并从海水水面进入海水，实现热量向下传递。最终结果是部分海水成为淡水进入冷凝器，淡水和海水温度都升高。

所述海水蒸发罐顶面是一个斜面，光热板倾斜盖在海水蒸发罐顶面。高盐浓度海水向位置较低的一端自发流动，并流回海水蒸发罐罐底。保持吸水材料不会因含盐过多失去吸水功能。

所述冷凝器是一个由导热材料制成的侧面有出水口的方形容器。

所述冷凝器出水口安装水位计。

所述冷凝器内放置人体所需矿物质，实现淡水矿化处理。矿物质可选用木鱼石、墨饭石等天然矿石或人工调配的矿物质。

所述隔热板是一个由绝热材料制成的方框。