太阳能海水淡化装置以及海水淡化方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了太阳能海水淡化装置以及海水淡化方法。具体的，本发明专利技术提出了一种海水淡化装置，包括：半椭球形的太阳能集热罩，所述太阳能集热罩的内壁底部具有淡水收集槽，所述淡水收集槽在所述太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，所述淡水收集槽中设置有淡水出水口，所述淡水出水口与淡水储存单元相连，其中，所述太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且所述b轴垂直于所述蒸发平面；以及冷却单元，所述冷却单元设置在所述太阳能集热罩的外部，且被配置为对所述太阳能集热罩的外表面进行冷却。由此，该海水淡化装置可以直接放置在水面(例如海面)上使用，结构简单，成本低廉，使用方便，且太阳能利用率高，海水淡化效率高。

Solar desalination unit and desalination method

【技术实现步骤摘要】
太阳能海水淡化装置以及海水淡化方法
本专利技术涉及水处理领域，具体地，涉及一种太阳能海水淡化装置以及海水淡化方法。
技术介绍
水是生命的起源，人类生存生活都离不开水。然而当今世界，人类面临着严峻的淡水资源短缺问题。海水淡化可以增加淡水总量，能够较好地利用水资源。海水淡化即利用海水脱盐产生淡水，海水淡化的方法有很多种，例如传统的冷冻法、蒸馏法、反渗透法、吸附法等。上述方法普遍存在能耗高且效率低、设备庞大复杂、成本高昂、并且会生成大量污染物等缺点。太阳能海水淡化是一种新兴且发展潜力巨大的技术该技术，该方法利用太阳能资源，通过光热转化，能够从海水中通过蒸发的方式获得淡水，该方法利用免费且取之不尽的太阳能资源，能够在一定程度上降低海水淡化的能耗和成本。然而，目前利用太阳能的海水淡化装置以及海水淡化方法，仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。专利技术人发现，目前利用太阳能的海水淡化装置，也存在结构复杂、制造以及运行成本高、太阳能利用率低等问题。例如，目前利用太阳能的海水淡化装置，其构型设计较为复杂，且不能对吸收的太阳能进行高效利用，例如存在大量热能耗散损失等，真正用于海水蒸发的热能占比小，从而限制了其进一步发展。因此，如果能提出一种新的海水淡化装置，结构简单，易于制备，太阳能利用率高，且成本低廉，将能在很大程度上推动海水淡化技术的普及，将能在很大程度上解决上述问题。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种海水淡化装置。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置包括：半椭球形的太阳能集热罩，所述太阳能集热罩的内壁底部具有淡水收集槽，所述淡水收集槽在所述太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，所述淡水收集槽中设置有淡水出水口，所述淡水出水口与淡水储存单元相连，其中，所述太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且所述b轴垂直于所述蒸发平面；以及冷却单元，所述冷却单元设置在所述太阳能集热罩的外部，且被配置为对所述太阳能集热罩的外表面进行冷却。由此，该海水淡化装置可以直接放置在水面(例如海面)上使用，结构简单，成本低廉，使用方便，该冷却单元可以促进太阳能集热罩内的水蒸气在该太阳能集热罩的内壁冷凝，且具有该形状的太阳能集热罩有利于水蒸气沿着该太阳能集热罩的弧形内壁充分冷凝，该装置的太阳能利用率高，海水淡化效率高。根据本专利技术的实施例，所述太阳能集热罩的所述b轴和所述a轴的长度比为(6：5)～(2：1)。由此，当该太阳能集热罩的b轴和a轴的长度比在该范围时，可以较好地促进水蒸气沿着该太阳能集热罩的内壁充分冷凝，进一步提高了该海水淡化装置的海水淡化效率。根据本专利技术的实施例，所述太阳能集热罩的内壁设置有吸光涂层。由此，该吸光涂层可以较好地吸收太阳能中的热能，进一步提高了太阳能的利用率。根据本专利技术的实施例，所述吸光涂层包括单向透光材料以及红外反射材料的至少之一。由此，该单向透光材料可使光线从外部射入该太阳能集热罩内，而光线不能从太阳能集热罩内透射出去，从而可以降低射入该太阳能集热罩内部的太阳能的损耗；该红外反射材料可将入射至集热罩内部的太阳光中的红外光局限在集热罩内部，从而可以更好地利用红外光中的热量，由此，该吸光涂层可以提高用于海水蒸发的热能占比，进一步提高了太阳能的利用率。根据本专利技术的实施例，形成所述太阳能集热罩的材料包括聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸及其衍生物、玻璃的至少之一。由此，该太阳能集热罩具有较好的集热作用，可以减小热量损耗，可进一步提高太阳能集热罩的太阳能利用率。根据本专利技术的实施例，所述淡水收集槽与所述太阳能集热罩是一体成型的，所述淡水收集槽为环形的。由此，进一步简化了该太阳能集热罩的结构以及制备工艺，并且，该环形的淡水收集槽可以较好地收集从太阳能集热罩内壁各处冷凝的淡水，进一步提高了该海水淡化装置的使用性能。根据本专利技术的实施例，所述冷却单元包括：喷淋头，所述喷淋头设置在所述太阳能集热罩的顶部；以及抽水泵，所述抽水泵用于抽吸一定深度的海水并将所述海水供给至所述喷淋头。由此，当该海水淡化装置直接放置在海面上使用时，该抽水泵可以抽吸一定深度的温度较低的海水，并将其供给至喷淋头，对该太阳能集热罩的外表面进行冷却降温，因此，该冷却单元可以利用已有的温度较低的海水对太阳能集热罩进行冷却，进一步简化了该海水淡化装置的结构，节约海水淡化成本。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置进一步包括：加热单元，所述加热单元被配置为可对所述蒸发平面进行加热。由此，该加热单元可以对该蒸发平面对应处的水进行加热，进一步促进海水蒸发，提高了海水淡化效率。根据本专利技术的实施例，所述加热单元包括：太阳能加热板，所述太阳能加热板被配置为可对水箱内的水加热，所述水箱具有水箱进水口以及水箱出水口；以及加热管，所述加热管被配置为可对所述蒸发平面进行加热，所述加热管具有热水进水口以及冷水出水口，所述热水进水口和所述水箱出水口相连，所述冷水出水口和所述水箱进水口相连。由此，可以利用太阳能对水箱中的水进行加热，加热后的热水可供给至加热管中对水气界面处的水(如蒸发平面处的海面)进行加热，促进该蒸发平面处的水气界面的水蒸发，并且加热管中的水冷却后还可以供给回水箱进行循环加热，由此，可以进一步节约能源，降低海水淡化成本。根据本专利技术的实施例，所述加热管是螺旋形的，所述加热管的外表面的颜色为黑色。由此，该螺旋形的加热管能够较好地对蒸发平面处的水进行加热，并且，外表面为黑色的加热管可以进一步提高加热效率。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置进一步包括：用于支撑所述太阳能集热罩的多个支撑架，所述多个支撑架可开合。由此，该支撑架可以较好地支撑太阳能集热罩，维持太阳能集热罩的形状，并且，该多个支撑架可带动该太阳能集热罩收合，进一步方便该海水淡化装置的使用。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置进一步包括：稳定锚，所述稳定锚和所述太阳能集热罩的顶部和所述淡水收集槽的底部的至少之一相连接。由此，该稳定锚可将该太阳能集热罩固定在水面的一定位置处，防止该太阳能集热罩被风浪吹翻等，提高了该太阳能集热罩的结构稳定性，进一步提高了该海水淡化装置的使用性能。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置进一步包括：稳定板，所述稳定板通过固定板固定在所述太阳能集热罩的内壁上，所述稳定板垂直于所述蒸发平面并有部分可延伸至所述蒸发平面下方水体中。由此，利用该稳定板和固定板，可以较好地将该太阳能集热罩固定在水面上，防止该太阳能集热罩被风浪吹翻等，提高了该太阳能集热罩的结构以及使用稳定性，进一步提高了该海水淡化装置的使用性能。根据本专利技术的实施例，该海水淡化装置进一步包括：抗浪板，所述抗浪板设置在所述太阳能集热罩的内部且可漂浮与水面上，所述抗浪板包括多个互相连接且间隔设置的抗浪子板，多个所述抗浪子板垂直于所述蒸发平面设置。由此，多个抗浪子板可以抵消太阳能集热罩内部的水浪，防止该太阳能集热罩被风浪(尤其是进入太阳能集热罩内部的风浪)掀翻，进一步提高了该太阳能集热罩的稳定性，进一步提高了该海水淡化装置的使用性能。根据本专利技术的实施例，形成所述稳定板的材料包括塑料、不锈钢以及铝合金的至少之一。由此，上述材料质量较轻，且具有较好的抗腐蚀性，进一步提高了该海水淡化装置的使用性能。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海水淡化装置，其特征在于，包括：半椭球形的太阳能集热罩，所述太阳能集热罩的内壁底部具有淡水收集槽，所述淡水收集槽在所述太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，所述淡水收集槽中设置有淡水出水口，所述淡水出水口与淡水储存单元相连，其中，所述太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且所述b轴垂直于所述蒸发平面；以及冷却单元，所述冷却单元设置在所述太阳能集热罩的外部，且被配置为对所述太阳能集热罩的外表面进行冷却。

【技术特征摘要】
1.一种海水淡化装置，其特征在于，包括：半椭球形的太阳能集热罩，所述太阳能集热罩的内壁底部具有淡水收集槽，所述淡水收集槽在所述太阳能集热罩的底部限定出蒸发平面，所述淡水收集槽中设置有淡水出水口，所述淡水出水口与淡水储存单元相连，其中，所述太阳能集热罩的b轴的长度大于a轴，且所述b轴垂直于所述蒸发平面；以及冷却单元，所述冷却单元设置在所述太阳能集热罩的外部，且被配置为对所述太阳能集热罩的外表面进行冷却。2.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能集热罩的所述b轴和所述a轴的长度比为(6：5)～(2：1)。3.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述太阳能集热罩的内壁设置有吸光涂层。4.根据权利要求3所述的海水淡化装置，其特征在于，所述吸光涂层包括单向透光材料以及红外反射材料的至少之一。5.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，形成所述太阳能集热罩的材料包括聚碳酸酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸及其衍生物、玻璃的至少之一。6.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述淡水收集槽与所述太阳能集热罩是一体成型的，所述淡水收集槽为环形的。7.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，所述冷却单元包括：喷淋头，所述喷淋头设置在所述太阳能集热罩的顶部；以及抽水泵，所述抽水泵用于抽吸一定深度的海水并将所述海水供给至所述喷淋头。8.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，进一步包括：加热单元，所述加热单元被配置为可对所述蒸发平面进行加热。9.根据权利要求8所述的海水淡化装置，其特征在于，所述加热单元包括：太阳能加热板，所述太阳能加热板被配置为可对水箱内的水加热，所述水箱具有水箱进水口以及水箱出水口；以及加热管，所述加热管被配置为可对所述蒸发平面进行加热，所述加热管具有热水进水口以及冷水出水口，所述热水进水口和所述水箱出水口相连，所述冷水出水口和所述水箱进水口相连。10.根据权利要求9所述的海水淡化装置，其特征在于，所述加热管是螺旋形的，所述加热管的外表面的颜色为黑色。11.根据权利要求1所述的海水淡化装置，其特征在于，进一步包括：用于支撑所述太阳能集热罩的多个支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张潇源，李·伦纳德，程文浩，黄霞，刘瑞峰，
申请(专利权)人：清华大学，北京民天水源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11