一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置-k8凯发

本发明涉及海水淡化装置，特别是涉及一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置。

背景技术：

1、目前全球淡水资源短缺问题带来的影响逐渐扩大，海水淡化技术是解决全球淡水危机的有效方法之一，通过现有工业上的热法和膜法技术能解决部分用水需求，但通常都要消耗化石能源，同时还产生一定的环境污染。因此，在解决淡水短缺问题的同时，我们必须将目光转移至清洁能源上来。与常规能源相比，太阳能作为一种可持续的清洁环保能源，利用太阳能生产清洁水似乎是解决当前全球水资源短缺和能源短缺的可行方案。太阳能蒸馏是最早的太阳能海水淡化方法，基本原理就是利用太阳的辐射能直接加热海水蒸发进行淡化，但传统的盘式太阳能蒸馏装置总热容量太大，工作温度低，蒸发效率低，产水量也不高；因此，急需一种新型的方案来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，以解决上述现有技术存在的问题，提高蒸发速率和太阳能利用率。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，包括：海水储存区、第一淡水收集区、蒸发体、冷凝管和吸液芯，所述冷凝管套于所述吸液芯外形成冷凝吸液柱，所述吸液芯的两端分别与所述海水储存区以及所述蒸发体接触，所述第一淡水收集区靠近所述冷凝管底部设置，所述冷凝管穿过所述第一淡水收集区。

4、优选的，所述冷凝管采用金属材质制作而成，所述冷凝管内壁与所述吸液芯外壁紧密接触。

5、优选的，所述蒸发体包括光热转换层和吸水基底，所述光热转换层叠设于所述吸水基底的上，所述吸液芯与所述吸水基底接触。

6、优选的，还包括壳体，所述蒸发体和所述冷凝吸液柱从上至下依次设置于所述壳体内，所述第一淡水收集区也位于所述壳体内，所述壳体顶部为透明材料制作而成。

7、优选的，所述壳体顶部结构为半球状的透明罩，所述透明罩下方的所述壳体内壁设置有一个环形的第二淡水收集区，所述第二淡水收集区沿着所述壳体周向延伸。

8、优选的，所述第一淡水收集区于一个托盘状结构内形成，所述第一淡水收集区倾斜设置，所述第一淡水收集区一侧低形成低端，所述低端设置有第一出水管，所述第一出水管与所述第一淡水收集区连通。

9、优选的，所述第二淡水收集区的一侧设置有第二出水管，所述第二出水管与所述第二淡水收集区连通。

10、优选的，还包括支撑体，所述支撑体上设置有多个过孔，每个所述过孔中均穿设有一个所述冷凝吸液柱，所述支撑体用于支撑所述冷凝吸液柱以及所述蒸发体，所述支撑体由轻质材质制作而成，所述支撑体浮在水中或水面上。

11、优选的，所述透明罩下方的所述壳体外套设有保温层，所述透明罩为凸透镜。

12、优选的，所述吸水基底包括多孔海绵，所述光热转换层包括覆盖在所述多孔海绵上表面的疏水光热转换涂层。

13、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

14、1.水蒸气冷凝成淡水时释放的大量冷凝潜热量通过冷凝管壁导热给吸液芯中的海水，相当于提前预热海水，当海水到达蒸发界面时，只需要吸收少量热量即可蒸发，在蒸发体提供同等热量条件下，可以蒸发更多的已经预热的海水，大大提高蒸发速率和太阳能利用率。

15、2.由于低温区对应的饱和蒸气压低，因此绝大部分水蒸气都主动流入到冷凝管外冷凝，避免了大量水蒸气在透明罩冷凝后产生大量小液滴对透光的影响，可充分利用太阳光。

16、3.蒸发体与料液海水通过吸液芯连接，与蒸发体和料液海水直接接触的情况相比，大大减少了向料液海水的导热损失，使得更多热量可用于蒸发。

技术特征：

1.一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：包括：海水储存区、第一淡水收集区、蒸发体、冷凝管和吸液芯，所述冷凝管套于所述吸液芯外形成冷凝吸液柱，所述吸液芯的两端分别与所述海水储存区以及所述蒸发体接触，所述第一淡水收集区靠近所述冷凝管底部设置，所述冷凝管穿过所述第一淡水收集区。

2.根据权利要求1所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述冷凝管采用金属材质制作而成，所述冷凝管内壁与所述吸液芯外壁紧密接触。

3.根据权利要求1所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述蒸发体包括光热转换层和吸水基底，所述光热转换层叠设于所述吸水基底的上，所述吸液芯与所述吸水基底接触。

4.根据权利要求1所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：还包括壳体，所述蒸发体和所述冷凝吸液柱从上至下依次设置于所述壳体内，所述第一淡水收集区也位于所述壳体内，所述壳体顶部为透明材料制作而成。

5.根据权利要求4所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述壳体顶部结构为半球状的透明罩，所述透明罩下方的所述壳体内壁设置有一个环形的第二淡水收集区，所述第二淡水收集区沿着所述壳体周向延伸。

6.根据权利要求1所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述第一淡水收集区于一个托盘状结构内形成，所述第一淡水收集区倾斜设置，所述第一淡水收集区一侧低形成低端，所述低端设置有第一出水管，所述第一出水管与所述第一淡水收集区连通。

7.根据权利要求5所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述第二淡水收集区的一侧设置有第二出水管，所述第二出水管与所述第二淡水收集区连通。

8.根据权利要求1所述的基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：还包括支撑体，所述支撑体上设置有多个过孔，每个所述过孔中均穿设有一个所述冷凝吸液柱，所述支撑体用于支撑所述冷凝吸液柱以及所述蒸发体，所述支撑体由轻质材质制作而成，所述支撑体浮在水中或水面上。

9.根据权利要求5所述基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述透明罩下方的所述壳体外套设有保温层，所述透明罩为凸透镜。

10.根据权利要求3所述基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，其特征在于：所述吸水基底包括多孔海绵，所述光热转换层包括覆盖在所述多孔海绵上表面的疏水光热转换涂层。

技术总结
本发明提供一种基于太阳能界面蒸发的海水淡化装置，涉及海水淡化装置技术领域，包括：海水储存区、第一淡水收集区、蒸发体、冷凝管和吸液芯，所述冷凝管套于所述吸液芯外形成冷凝吸液柱，所述吸液芯的两端分别与所述海水储存区以及所述蒸发体接触，所述第一淡水收集区靠近所述冷凝管底部设置，所述冷凝管穿过所述第一淡水收集区。本发明提供的方案能够提高蒸发速率和太阳能利用率。

技术研发人员：刘晓华,葛洪宇,方震华,武素丽,朱弘宝
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8