CN109368728A - 一种太阳能海水淡化装置的水面加热板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种太阳能海水淡化装置的水面加热板，由漂浮隔热层和加热层构成。漂浮隔热层的作用是提供浮力和阻止热量向下散发。加热层的作用是将太阳能转换成热量蒸发海水。加热层由多块光热材料固定在光热材料固定板上组成。光热材料下部份浸入海水中，光热材料上部分露出海水面。在各块光热材料之间形成水蒸汽上升空间。阳光照在光热材料上部份转换成热量。热量下传到光热材料上部份与光热材料下部份交汇的海水面加热海水。海水蒸发成水蒸汽。水蒸汽经水蒸汽上升空间流出水面加热板。水面加热板所用材料聚苯乙烯、镀黑铬的金属材料都是大宗材料，货源充足，便于大规模生产，具备推广使用的天然条件。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种加热板，具体为一种太阳能海水淡化装置的水面加热板。
背景技术
二十世纪七十年代，联合国就人类环境问题发出警告：“水不久将成为一项严重的社会危机，石油危机之后的下一个危机便是水。”。半个世纪即将过去。在此期间，水危机在全球各地经常发生。而人类化解水危机的技术没有颠覆性突破。目前实现商业化的膜法、多级闪蒸法、多效蒸馏法，不仅制造和运行成本高，而且实施的工艺条件要求高。
中国发明专利201710028482.5将太阳能收集、海水蒸发、冷凝潜热回收集中在一个海水蒸发罐中完成，在罐内循环利用潜热蒸发海水。为太阳能海水淡化技术开辟了一条新技术路线。综合比较分析能源成本、海水淡化工艺、设备制造及运行成本等因素，可以预见这种太阳能海水淡化技术是一种低成本可持续性海水淡化技术，能有效缓解水危机。
中国发明专利201710375895.0提出一套热能太阳能双能源淡化海水的技术方案。热源串联在供热回路中。在同一平面的多个海水蒸发罐并联在供热回路中。在海水蒸发罐内上层设置太阳能光热加热板蒸发海水；在海水蒸发罐内中层设置热能加热管加热海水；在海水蒸发罐内下层设置蒸汽冷凝管冷凝蒸汽。建立海水蒸发罐内上层、中层、下层由高到低的温度梯度，形成热能和太阳能协同蒸发海水，全部回收蒸汽冷凝潜热的热量循环。
中国发明专利201711399247.5提供一种小型太阳能海水淡化装置。海水蒸发罐内的水面加热板将太阳能转换成热能蒸发海水，水蒸汽在冷凝器内冷凝成水。采用一根可变形软管作海水进入排出管，兼有海水进入、海水排出、水位控制等多项功能。采用一根可变形软管作淡水排出管，使冷凝器兼备储水功能。实现了太阳能海水淡化装置小型化目标。
但是，水面加热板作为上述三项发明专利的关键部件，并没有简单可靠的设计方案。水面加热板需要解决的问题是怎样使太阳光热加热尽可能少的海水，产生尽可能多的水蒸汽。
发明内容
本发明的目的是解决太阳能高效蒸发海水的问题，设计一种太阳能海水淡化装置的水面加热板。
为了实现上述目的，本发明的方案是：其结构包括漂浮隔热层、加热层。其特征在于：加热层覆盖在漂浮隔热层上，构成水面加热板。漂浮隔热层密度小于水，漂浮隔热层的浮力保持水面加热板浮在水面，漂浮隔热层浸没在水中，加热层下部份浸在水中，加热层上部份露出水面。水面加热板置于海水蒸发罐内，水面加热板漂浮在海水面，随海水面升降。阳光照在加热层上部份转换成热量，热量向下传递加热海水，海水蒸发成水蒸汽。
所述加热层由多块光热材料固定在光热材料固定板上组成。光热材料下部份浸入海水中，光热材料上部份露出海水面。在各块光热材料之间形成水蒸汽上升空间。阳光照在光热材料上部份转换成热量。热量下传到光热材料上部份与光热材料下部份交汇的海水面加热海水。海水蒸发成水蒸汽。水蒸汽经水蒸汽上升空间流出水面加热板。
所述光热材料由导热材料表面镀黑铬制成。
所述漂浮隔热层由轻质材料聚苯乙烯或空心材料制成。
本发明的优点在于：一是水面加热板所用材料聚苯乙烯、镀黑铬的金属材料都是大宗材料，货源充足，便于大规模生产，具备推广使用的天然条件；二是镀黑铬的金属材料光热转换效率高达95％，所加热的海水量小，温度高，漂浮隔热层隔断热量向下散发，所以加热海水的温度高，海水蒸发量大，太阳能利用率高；三是部件制造和总装工艺简单，制造成本低；四是用于小型太阳能海水淡化装置，可以只靠太阳能和海水制取淡水，能满足缺电海岛及沿海居民淡水需求。
附图说明
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明：
图1是本发明太阳能海水淡化装置的水面加热板图；
图2是本发明光热材料图；
图3是本发明光热材料固定板图。
图中，1、光热材料，2、光热材料固定板，3、聚苯乙烯板。
具体实施方式
实施例1是本发明用于发明专利201711399247.5的水面加热板。该水面加热板的面积是边长为1米的正方形。如图1所示。光热材料1是20块厚0.2毫米长1米宽7厘米的不锈钢板。将光热材料1折成宽6厘米和宽1厘米夹角100度的两平面相交形状。在宽1厘米平面上开2个宽0.2毫米深5毫米的安装口，然后对光热材料1镀黑铬。如图2所示。光热材料固定板2是2块厚0.2毫米长1米宽2厘米的不锈钢板，将光热材料固定板2折成宽1厘米和宽1厘米夹角90度的两平面相交形状。在一平面上接近两端各开一个安装孔，在另一平面上开19个间距约5厘米的安装口。中间1个安装口宽0.4毫米深5毫米，能安2块光热材料1。其余18个安装口宽0.2毫米深5毫米。如图3所示。螺钉穿过安装孔，将两块光热材料固定板2平行固定在长宽各1米的聚苯乙烯板3上。20块光热材料1安装到两块光热材料固定板2的19个安装口内，相邻两块光热材料1之间形成了蒸汽上升空间，构成一块长1米零2厘米宽1米的加热板。将两边的光热材料1各切除1厘米。在水面加热板上截出冷凝器流入管通道。就制成1平方米水面加热板。苯乙烯板3提供的浮力保持光热材料1只有1毫米至3毫米浸入海水中。
实施例1的工作过程是：将水面加热板置于太阳能海水蒸发罐内，注入海水，太阳光照在光热材料1上部份转换成热量。热量下传到光热材料1上部份与光热材料1下部份交汇的海水面加热蒸发海水，水蒸汽沿光热材料1间的空间上升，经冷凝器流入管进入冷凝器。随着海水蒸发，海水蒸发罐内水位下降，水面加热板也随着海水蒸发罐内水位下降而下降。
实施例2是本发明采用空心金属材料作漂浮隔热层。光热材料1，光热材料固定板2与实施例1完全相同，聚苯乙烯板3换成由不锈钢制成的1平方米空心不锈钢体，该空心不锈钢体的浮力与聚苯乙烯板3等值。将光热材料1，光热材料固定板2固定在空心不锈钢体上。本实施例的工作过程与实施例1的工作过程完全相同，不同之处是由空心不锈钢体提供浮力。
Claims (4)
1.一种太阳能海水淡化装置的水面加热板，包括漂浮隔热层、加热层，其特征在于：加热层覆盖在漂浮隔热层上，构成水面加热板，漂浮隔热层密度小于水，漂浮隔热层的浮力保持水面加热板浮在水面，漂浮隔热层浸没在水中，加热层下部份浸在水中，加热层上部份露出水面，水面加热板置于海水蒸发罐内，水面加热板漂浮在海水面，随海水面升降，阳光照在加热层上部份转换成热量，热量向下传递加热海水，海水蒸发成水蒸汽。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能海水淡化装置的水面加热板，其特征在于：所述加热层由多块光热材料固定在光热材料固定板上组成，光热材料下部份浸入海水中，光热材料上部分露出海水面，在各块光热材料之间形成水蒸汽上升空间。
3.根据权利要求1或2所述的一种太阳能海水淡化装置的水面加热板，其特征在于：所述光热材料由导热材料表面镀黑铬制成。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能海水淡化装置的水面加热板，其特征在于：所述漂浮隔热层由轻质材料聚苯乙烯或空心材料制成。
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| CN111874982A (zh) * | 2020-07-28 | 2020-11-03 | 孔令斌 | 一种双冷凝器太阳能海水淡化装置 |
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