本发明专利技术涉及一种太阳能驱动水电热的综合产出系统，属于水处理技术和能源综合利用领域。包括通过管路连接形成回路的光伏光热组件机构、太阳池、蒸馏器、平衡盐水箱和盐热水箱；光伏光热组件机构呈斜面状设置；太阳池内设有换热盘管；蒸馏器包括阶梯状的底座、玻璃盖板和淡水收集箱。本发明专利技术通过光伏光热组件和太阳池对盐水进行预热，提高淡水的生产效率。同时该系统具备自行供电，实现发出电能并储存。太阳池可用于太阳能蓄热，在没有太阳辐射时，作为系统夜间运行的热源。本发明专利技术光伏光热组件产生的热量和蒸馏通道出口的热量被带走，实现生活热源的供应。本发明专利技术不仅解决了传统盐水淡化技术成本高效率低的难题，还实现太阳能驱动水电热的综合产出。电热的综合产出。电热的综合产出。
【技术实现步骤摘要】
一种太阳能驱动水电热的综合产出系统
[0001]本专利技术属于水处理技术和能源综合利用领域，具体涉及一种太阳能驱动水、电和热综合产出系统。
技术介绍
[0002]淡水和能源是全球各地区可持续发展的关键资源。随着化石资源的不断枯竭，环境的不断污染以及人口、经济增长等，世界正经历严重的淡水和能源危机，各国均高度重视对等可再生能源的开发，并且亟需采取必要措施来缓解现有的淡水资源问题。因此，发展高效低成本太阳能驱动的水、电和热联产技术对社会可持续发展具有重要的实际意义。
[0003]相比于市场上依靠化石燃料能源消耗的膜法和热法盐水淡化技术，利用地球上丰富的太阳能进行产水发电，既能够有效缓解淡水和能源紧缺问题，又可以加快“双碳”目标。当前的联产技术例如蒸发发电技术结合界面蒸发技术混合系统实现1.48 kg/m2h的产水速率和248.57 W/m2的额外电能输出；温差发电技术结合界面蒸发技术混合系统在一个标准太阳下实现87.4%的光热转换效率和27 W/m2的电能输出，但是综合产出能源结构单一，且技术要求和投入成本高，不利于推广。
技术实现思路
[0004]为了解决现阶段综合能源联产成本高产率低的问题，实现不仅高效低成本的生产淡水，而且能储电和蓄热，本专利技术提供一种太阳能驱动水电热的综合产出系统。
[0005]一种太阳能驱动水电热的综合产出系统包括光伏光热组件机构1、太阳池2、蒸馏器3、平衡盐水箱4和盐热水箱5；所述光伏光热组件机构1呈斜面状设置；所述太阳池2内底面设有蓄热涂层24；太阳池2内底部设有换热盘管25；所述换热盘管25的一端连通着光伏光热组件机构1；所述蒸馏器3包括阶梯状的底座34、玻璃盖板31和淡水收集箱37；所述底座34包括五级以上的台阶，每一级台阶的顶面上设有蒸发面33，所述蒸发面33的横截面为圆弧形；所述底座34的上部固定设有矩形框架，所述玻璃盖板31呈倾斜状固定设于矩形框架的顶部，使底座34的上部形成封闭的蒸馏室，结构呈半边屋脊型；与底座34最上部台阶对应的棱形框架的一侧边板上均布开设有二个以上的盐水入口32；底座34最下部的第二台阶边缘设有溢水槽35；所述淡水收集箱37位于底座34最下部的外侧，且淡水收集箱37的顶部通过水管连通着溢水槽35的底部；底座34最下部的一级台阶上均布开设有二个以上的盐水排出口36；所述二个以上的盐水排出口36连通着电动四通阀10的第一端口；所述换热盘管25的另一端连通着所述蒸馏器3上的二个以上的盐水入口32；所述平衡盐水箱4位于蒸馏器3的下方；平衡盐水箱4的上部一侧设有平衡原水入
口41，平衡原水入口41通过串联的电动阀15连通着系统原水供应口18；平衡盐水箱4下部一侧设有平衡出口42，顶部设有平衡盐水入口43；所述平衡盐水入口43连通着电动四通阀10的第二端口；所述电动四通阀10的第四端口为排水口19；所述盐热水箱5内设有换热管51，换热管51的两端分别位于盐热水箱5外部，换热管51一端的第一入口55连通着平衡盐水箱4的平衡出口42；换热管51另一端为第一出口52，第一出口52通过第一电动三通阀16分别连通着循环泵6的入口和第二旁路管27的一端，第二旁路管27的另一端连通着电动四通阀10的第三端口；电动四通阀10的第四端口为排水口19；盐热水箱5的顶部设有用于生活热源的出口53，盐热水箱5的底部设有原水入口54，盐水入口54通过串联的止回阀14连通着系统原水供应口18；所述循环泵6的出口通过第二三通阀连通着光伏光热组件1下端的进水口，第二三通阀的第三端口连通着第一旁路管26的一端，第一旁路管26的另一端连通着光伏光热组件1上端的蒸馏口；所述综合产出系统通过光伏光热组件机构1和太阳池2对盐水进行预热，实现提高淡水的生产效率；光伏光热组件机构1的光伏电池组件能发出电能并储存，实现自行供电；所述太阳池2能用于太阳能蓄热，实现在没有太阳辐射的情况下，作为系统夜间运行的热源。
[0006]进一步的技术方案如下：所述光伏光热组件机构1为多晶硅电池类型，由60块165
×
165mm硅片串联组成，功率为250
‑
265Wp，峰值电压为36V。
[0007]所述太阳池2的内壁材料为不锈钢，太阳池2内的盐水由上至下依次形成三个区域，分别为上对流层21、非对流层22、下对流层23，所述换热盘管25位于下对流层23内；所述上对流层21中淡水层或盐浓度较低并基本呈均匀分布状态，该层的温度与气温接近，厚度为0.3
‑
0.5m；所述非对流层22为整个太阳池2的保温绝热层，兼作热量收集和储存之用，该层内盐浓度随着深度而增加并呈梯度稳定状态，厚度为0.5
‑
0.8m；所述下对流层23中为饱和或浓度较高的盐水溶液，下部由于热量提取、池底受热或向池底和四壁传热的结果，其内部盐浓度和温度近似均匀，该层作用是作为收集、储存和提取热量的介质，厚度为1
‑
1.5m。
[0008]蓄热涂层24为覆盖的黑色绝缘材料，厚度为1
‑
5cm。
[0009]所述蒸发面33的圆弧中心角度θ为15
‑
30
°
，圆弧面的圆弧半径R为15
‑
20cm。
[0010]所述蒸发面33的材料由下往上依次为隔热材料332和光热转化材料331；所述隔热材料332为聚苯乙烯、聚氨酯疏水白色泡沫或气溶胶，厚度为1
‑
6cm；所述光热转化材料331为一层以上的黑色染色纤维布、碳基材料沉积布、等离子体沉积布或碳基材料掺混凝胶。
[0011]所述玻璃盖板31的倾斜角度为10
‑
30
°
；玻璃盖板31的材料为透光率95%以上超白玻璃，厚度为3
‑
8mm。
[0012]所述底座34上每一级台阶的高度h为5
‑
10cm、宽度d为10
‑
30cm、阶梯长度L为60
‑
120cm；所述玻璃盖板31与水平面之间的夹角
ɑ
满足tan
ɑ = h/d。
[0013]所述相邻盐水进口32之间的间距m为15
‑
30cm；所述相邻排出口36之间的间距n为10
‑
20cm。
[0014]所述淡水收集箱37内设有淡水上液位传感器371和液位线372。
[0015]所述循环泵6为变速电动循环泵。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果在于：（1）本专利技术不仅可以高效低成本的生产淡水，同时还可以储电和蓄热，综合输出水、电和热三种重要资源，为节能减排做出贡献。本专利技术系统利用太阳能对盐水进行预热，提高了盐水淡化装置的生产效率；该系统具备储能装置（储电和蓄热），可自行供电，同时可保证系统在没有辐照条件的情况下（夜间或阴天）正常运行；该系统兼具生活供电、提供生活热源的功能。该系统投入成本低，适用于干旱偏远的分散地区。系统综合考虑太阳能光伏光热输出与用户水、电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种太阳能驱动水电热的综合产出系统，其特征在于：包括光伏光热组件机构（1）、太阳池（2）、蒸馏器（3）、平衡盐水箱（4）和盐热水箱（5）；所述光伏光热组件机构（1）呈斜面状设置；所述太阳池（2）内底面设有蓄热涂层（24）；太阳池（2）内底部设有换热盘管（25）；所述换热盘管（25）的一端连通着光伏光热组件机构（1）；所述蒸馏器（3）包括阶梯状的底座（34）、玻璃盖板（31）和淡水收集箱（37）；所述底座（34）包括五级以上的台阶，每一级台阶的顶面上设有蒸发面（33），所述蒸发面（33）的横截面为圆弧形；所述底座（34）的上部固定设有矩形框架，所述玻璃盖板（31）呈倾斜状固定设于矩形框架的顶部，使底座（34）的上部形成封闭的蒸馏室，结构呈半边屋脊型；与底座（34）最上部台阶对应的棱形框架的一侧边板上均布开设有二个以上的盐水入口（32）；底座（34）最下部的第二台阶边缘设有溢水槽（35）；所述淡水收集箱（37）位于底座（34）最下部的外侧，且淡水收集箱（37）的顶部通过水管连通着溢水槽（35）的底部；底座（34）最下部的一级台阶上均布开设有二个以上的盐水排出口（36）；所述二个以上的盐水排出口（36）连通着电动四通阀（10）的第一端口；所述换热盘管（25）的另一端连通着所述蒸馏器（3）上的二个以上的盐水入口（32）；所述平衡盐水箱（4）位于蒸馏器（3）的下方；平衡盐水箱（4）的上部一侧设有平衡原水入口（41），平衡原水入口（41）通过串联的电动阀（15）连通着系统原水供应口（18）；平衡盐水箱（4）下部一侧设有平衡出口（42），顶部设有平衡盐水入口（43）；所述平衡盐水入口（43）连通着电动四通阀（10）的第二端口；所述电动四通阀（10）的第四端口为排水口（19）；所述盐热水箱（5）内设有换热管（51），换热管（51）的两端分别位于盐热水箱（5）外部，换热管（51）一端为第一入口（55），第一入口（55）连通着平衡盐水箱（4）的平衡出口（42）；换热管（51）另一端为第一出口（52），第一出口（52）通过第一电动三通阀（16）分别连通着循环泵（6）的入口和第二旁路管（27）的一端，第二旁路管（27）的另一端连通着电动四通阀（10）的第三端口；电动四通阀（10）的第四端口为排水口（19）；盐热水箱（5）的顶部设有用于生活热源的出口（53），盐热水箱（5）的底部设有原水入口（54），原水入口（54）通过串联的止回阀（14）连通着系统原水供应口（18）；所述循环泵（6）的出口通过第二三通阀连通着光伏光热组件（1）下端的进水口，第二三通阀的第三端口连通着第一旁路管26的一端，第一旁路管26的另一端连通着光伏光热组件（1）上端的蒸馏口；所述综合产出系统通过光伏光热组件机构（1）和太阳池（2）对盐水进行预热，实现提高淡水的生产效率；光伏光热组件机构（1）的光伏电池组件能发出电能并储存，实现自行供电；所述太阳池（2）能用于太阳能蓄热，实现在没有太阳辐射的情况下，作为系统夜间运行的热源。2.根据权利要求1所述一种太阳能驱动水电热的综合产出系统，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：李桂强，何东亮，杜四鹏，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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