CN106277138A - 一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,包括海水淡化筒、可折叠式太阳能集热器和太阳能追踪模块。可折叠式太阳能集热器由展开后为凹面形结构的可折叠龙骨、柔性反光材料和可拆卸的反射镜组成,海水淡化筒的顶部布置有周边向下倾斜的凝液板;通过可折叠式太阳能集热器可以将太阳光线汇聚到导热材料上,导热材料将太阳光携带的热量传递给海水,海水受热蒸发冷凝后滴落到淡水槽中。同时,太阳能追踪模块不断调整太阳能集热器使其更好地吸收太阳能。在无太阳光照射的时候,可以通过蓄电池供能利用电加热器加热海水进行淡化过程。此外,本发明采用的可折叠式太阳能集热器极大地提高了装置的便携性,更加适合便携式装置。

Description

一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置
技术领域
本发明涉及一种海水淡化系统,尤其涉及一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置。
背景技术
水是生命的基础,随着社会的发展和人口的增加,淡水供应问题已经变得越来越严重。相比于淡水来说,地球上的海水资源是非常丰富的,在一些地区海水淡化成为解决淡水问题的最好方法。而随着海洋产业的发展,船舶、海上钻井平台和海岛等特殊场合也面临海水淡化的问题,人们开始关注能高效率生产淡水、结构简单、成本低的理想小型海水淡化装置,尤其是利用可再生能源驱动的便携式海水淡化装置。
太阳能驱动的海水淡化装置可以满足利用可再生能源驱动海水淡化过程的要求,但是太阳能能量密度较低,使得其驱动的海水淡化装置要保证一定的产水速率就必须用其他辅助供能方式或者大面积的太阳能集热器,这一定程度上限制了海水淡化装置的便携性以及其的使用场所。公开号为CN 1562773A的专利,公开了一种太阳能分离式热管海水淡化装置,利用具有追踪功能的聚光槽将太阳能反射到热管的空腔体内部,为蒸发装置供热用于海水淡化。但是为了满足产水量要求,所需聚光槽面积较大,这使得系统体积和重量增加,不适合便携式系统。
综合以上可以看出,现有相关专利并不能达到上文所述的理想系统的要求,即不能同时满足以下几个要点:(1)仅利用太阳能供能使装置能稳定持续地生产淡水,且淡水生产速率较高;(2)系统满足小型化、便捷式的要求,结构简单紧凑、体积小、质量轻。
发明内容
针对上述现有技术,本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种能利用太阳能供能高效蒸发海水、结构简单、体积小、质量轻的小型海水淡化系统及方法。
为了解决上述技术问题,本发明提出的一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,包括海水淡化筒、可折叠式太阳能集热器和太阳能追踪模块,所述海水淡化筒包括内腔和环形外腔,所述内腔为海水槽,所述环形外腔为淡水槽;所述淡化槽的顶部与所述海水淡化筒的顶部平齐,所述海水槽的顶部低于所述淡化槽的顶部,所述海水淡化筒的中心位置处、自所述海水淡化筒的顶部至所述海水槽的中部设有导热材料,所述导热材料的顶面为一下凹形表面;所述海水淡化筒的顶部、且位于所述导热材料的外周布置有周边向下倾斜的凝液板;所述可折叠式太阳能集热器由可折叠龙骨、柔性反光材料和可拆卸的反射镜组成,所述可折叠龙骨将所述柔性反光材料支撑为一凹面形,所述可折叠龙骨上设有一反射镜,所述反光镜按照与所述柔性反光材料形成的凹面相对的位置布置,从而将太阳光汇聚到所述反射镜处,所述反射镜为一定曲率的凹面镜,将光线汇聚到所述导热材料的下凹形表面上;所述太阳能追踪模块包括与可折叠龙骨连接的太阳能追踪器,所述太阳能追踪器配有供能系统,所述太阳能追踪器实现所述可折叠式太阳能集热器对太阳的实时追踪。
进一步讲,本发明中,所述可折叠龙骨在装置不工作状态下处于折叠状态,所述可折叠龙骨在装置工作状态下为展开状态。
所述供能系统由铺设在所述凝液板上面的光伏贴片和蓄电池组成。
所述电加热器与所述蓄电池相连,用于在太阳光线不足的情况下加热海水进行海水淡化过程。
所述淡水槽的底部设有淡水排出口,所述海水槽的顶部设有新鲜海水添加口,所述海水槽的底部设有浓海水排出口。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明系统采用的可折叠式太阳能集热器和太阳能追踪模块,可以使装置在不同的太阳辐照条件下吸收尽可能多的太阳能用于制取淡水,利用蓄电池将一部分太阳能转化为电能,在无太阳光照射的时候利用电加热器加热海水进行淡化过程。同时,可折叠式设计可以使装置的不工作状态下的体积尽可能减小,以便于其携带,更加适合探险、海岛等工作条件。此外,装置还具有节能环保、结构简单紧凑等诸多优点。
附图说明
图1为一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置示意图;
图中:1-可折叠式太阳能集热器;2-柔性反光材料;3-反射镜;4-光伏贴片;5-新鲜海水添加口;6-导热材料;7-淡水室;8-淡水排出口;9-海水室;10-电加热器;11-浓海水排出口;12-海水淡化筒;13-隔热材料;14-太阳能追踪器;15-联接结构;16-凝液板;17-蓄电池;18-可折叠龙骨结构。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述,所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明,并不用以限制本发明。
如图1所示,本发明提出的一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,包括海水淡化筒12、可折叠式太阳能集热器1和太阳能追踪模块。
所述海水淡化筒12包括内腔和环形外腔,所述内腔为海水槽9,所述环形外腔为淡水槽7,而且在海水槽9和淡水槽7之间设有隔热材料13,所述淡化槽7的顶部与所述海水淡化筒12的顶部平齐,所述海水槽9的顶部低于所述淡化槽7的顶部,所述海水淡化筒12的中心位置处、自所述海水淡化筒12的顶部至所述海水槽9的中部设有导热材料6,所述导热材料6的顶面为一下凹形表面,所述海水淡化筒12的顶部、且位于所述导热材料6的周边布置有凝液板16,所述凝液板16的外周向下倾斜,形成一锥面,凝结在凝液板16上的淡水可沿板滴入淡水槽7。
所述可折叠式太阳能集热器1由可折叠龙骨18、柔性反光材料2和可拆卸的反射镜3组成。所述可折叠龙骨18将所述柔性反光材料2支撑为一凹面形,即类似凹面镜的结构,所述可折叠龙骨18在装置工作状态下为展开状态。所述可折叠龙骨18上设有一反射镜3,所述反光镜按照与所述柔性反光材料形成的凹面相对的位置布置,从而由类似凹面镜结构的柔性反光材料2将太阳光汇聚到所述反射镜3处,所述反射镜3为一定曲率的凹面镜,将光线进一步汇聚到所述导热材料6的下凹形的表面上,由于导热材料6的顶面为一下凹形表面,因此,能保证将通过反射镜3反射过来的太阳能最大限度的吸收,并将热能传递给海水槽9中的海水。
在装置不工作状态下,所述可折叠龙骨18在装置不工作状态下处于折叠状态,而且可以将反射镜3从可折叠龙骨18上拆卸下来,以节省占用的空间。
所述太阳能追踪模块包括与可折叠龙骨18连接的太阳能追踪器14,所述太阳能追踪器14配有供能系统,所述供能系统由铺设在所述凝液板16上面的光伏贴片4和蓄电池17组成,光伏贴片4将太阳能转化为电能储存到蓄电池17中,蓄电池17向太阳能追踪器14供电,根据太阳高度角的变化,通过太阳能追踪器14与可折叠龙骨18之间的联接结构15调整所述可折叠式太阳能集热器1的朝向和倾角,实现对太阳的实时追踪,使本发明中的可折叠式太阳能集热器1高效吸收太阳能。当然,蓄电池17也可以直接充电以适应不同场合的需求。所述电加热器10与所述蓄电池17相连,用于在太阳光线不足的情况下加热海水进行海水淡化过程。
本发明中,所述淡水槽7的底部或下部有淡水排出口8,用来排出生产出的淡水。所述海水槽9的顶部或上部设有新鲜海水添加口5,用来添加海水。所述海水槽9的底部或下部设有浓海水排出口11,用来排放蒸发后剩余的浓海水。
下面从太阳能收集和海水淡化两个方面说明装置的工作过程:
太阳能收集过程:太阳光照在可折叠式太阳能集热器1的类似于凹面镜的结构的柔性反光材料2后汇聚于一点,位于光线汇聚点附近的反射镜3将汇聚后的光线反射到导热材料6的下凹形外表面。当太阳高度角变化时,太阳能追踪器14依靠供能系统提供的电能,通过联接结构15调整太阳能集热器1的朝向和倾角,实现对太阳的实时追踪,使本发明装置高效吸收太阳能。
海水淡化过程:海水通过海水淡化筒12上部的新鲜海水添加口5进入海水槽9中,具有良好导热性的导热材料6将太阳能集热器收集到的热量传递给海水槽9中的海水使海水升温蒸发,蒸发得到的水蒸汽上升到凝液板16上冷凝成淡水滴落到淡水槽7中完成海水淡化过程。当淡水槽7中的淡水到达一定量时,可以通过淡水排水口8排出,供人们使用。尽管上面结合附图对本发明进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨的情况下,还可以做出很多变形,这些均属于本发明的保护之内。

Claims (5)

1.一种带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,包括海水淡化筒(12)、可折叠式太阳能集热器(1)和太阳能追踪模块,其特征在于:
所述海水淡化筒(12)包括内腔和环形外腔,所述内腔为海水槽(9),所述环形外腔为淡水槽(7);所述淡化槽(7)的顶部与所述海水淡化筒(12)的顶部平齐,所述海水槽(9)的顶部低于所述淡化槽(7)的顶部,所述海水淡化筒(12)的中心位置处、自所述海水淡化筒(12)的顶部至所述海水槽(9)的中部设有导热材料(6),所述导热材料(6)的顶面为一下凹形表面;所述海水淡化筒(12)的顶部、且位于所述导热材料(6)的外周布置有周边向下倾斜的凝液板(16);
所述可折叠式太阳能集热器(1)由可折叠龙骨(18)、柔性反光材料(2)和可拆卸的反射镜(3)组成,所述可折叠龙骨(18)将所述柔性反光材料(2)支撑为一凹面形,所述可折叠龙骨(18)上设有一反射镜(3),所述反光镜按照与所述柔性反光材料形成的凹面相对的位置布置,从而将太阳光汇聚到所述反射镜(3)处,所述反射镜(3)为一定曲率的凹面镜,将光线汇聚到所述导热材料(6)的下凹形表面上;
所述太阳能追踪模块包括与可折叠龙骨(18)连接的太阳能追踪器(14),所述太阳能追踪器(14)配有供能系统,所述太阳能追踪器(14)实现所述可折叠式太阳能集热器(1)对太阳的实时追踪。
2.根据权利要求1所述带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,其特征在于:所述可折叠龙骨(18)在装置不工作状态下处于折叠状态,所述可折叠龙骨(18)在装置工作状态下为展开状态。
3.根据权利要求1所述带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,其特征在于:所述供能系统由铺设在所述凝液板(16)上面的光伏贴片(4)和蓄电池(17)组成。
4.根据权利要求3所述带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,其特征在于:所述电加热器(10)与所述蓄电池(17)相连,用于在太阳光线不足的情况下加热海水进行海水淡化过程。
5.根据权利要求1至4的任一所述带有可折叠式太阳能集热器的便携式海水淡化装置,其特征在于:所述淡水槽(7)的底部设有淡水排出口(8),所述海水槽(9)的顶部设有新鲜海水添加口(5),所述海水槽(9)的底部设有浓海水排出口(11)。
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