CN111895662B - 一种自动排水控制的太阳能集热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自动排水控制的太阳能集热装置，所述装置包括水箱、光热转化元件，所述水箱上端是开口结构，所述光热转化元件漂浮在水箱上部的海水中，其特征在于，所述水箱包括进水管和排水管，进水管和排水管上分别设置进水阀门和排水阀门，海水通过进水管进入水箱，当海水淡化到一定程度时候，通过排水管排出。本发明设计自动排水功能，能够保证太阳能集热器的效率，避免水箱内部结晶，保证产品的使用寿命。

Description

一种自动排水控制的太阳能集热装置
技术领域
本发明属于太阳能领域，尤其涉及一种太阳能集热器系统。
背景技术
随着现代社会经济的高速发展，人类对能源的需求量越来越大。然而煤、石油、天然气等传统能源储备量不断减少、日益紧缺，造成价格的不断上涨，同时常规化石燃料造成的环境污染问题也愈加严重，这些都大大限制着社会的发展和人类生活质量的提高。能源问题已经成为当代世界的最突出的问题之一。因而寻求新的能源，特别是无污染的清洁能源已成为现在人们研究的热点。
太阳能是一种取之不尽用之不竭的清洁能源，而且资源量巨大，地球表面每年收的太阳辐射能总量为1×10 18kW·h，为世界年耗总能量的一万多倍。世界各国都已经把太阳能的利用作为新能源开发的重要一项。然而由于太阳辐射到达地球上的能量密度小(每平方米约一千瓦)，而且又是不连续的，这给大规模的开发利用带来一定困难。因此，为了广泛利用太阳能，不仅要解决技术上的问题，而且在经济上必须能同常规能源相竞争。
针对集热器的结构，现有技术已经进行了很多的研发和改进，但是整体来说集热能力不足，而且还存在运行时间长容易结垢问题，影响集热效果。
无论哪种形式和结构的太阳能集热器，都要有一个用来吸收太阳辐射的吸收部件，集热器的结构对太阳能的吸收起到重要的作用。
热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器获得满意的换热效果，开辟了散热行业新天地。目前热管广泛的应用于各种换热设备，其中包括太阳能、海水淡化领域，例如太阳能的利用等。
在先申请的太阳能集热装置(申请号201911353155.2)，通过设置玻璃罩已达到产生蒸汽回收蒸汽的目的，但是前面申请的太阳能集热装置，存在智能效果不好，尤其是存在水箱内结晶问题以及蒸汽产出效率低的问题。本发明针对上述的问题，提出了一种新式的太阳能集热装置。该装置以太阳光为驱动源，在没有加热装置辅助下产生大量蒸汽，本发明所用制备方法工艺简单，原料无毒无害，具有较高可重复性。这种蒸汽产生装置可以高效利用太阳能从而制备太阳能蒸汽，在太阳能发电、海水淡化和污水处理等领域具有广阔的商业价值和应用前景。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种太阳能集热装置。该装置以太阳光为驱动源，在没有加热装置辅助下产生大量蒸汽，漂浮的泡沫材料将光热转化层托出水面，抑制了产生的热能由薄膜向下层液体的耗散，从而提高装置的蒸汽化效率，展现了其作为光热转化新能源材料的极大潜力。本发明所用制备方法工艺简单，原料无毒无害，具有较高可重复性。这种蒸汽产生装置可以高效利用太阳能从而制备太阳能蒸汽，在太阳能发电、海水淡化和污水处理等领域具有广阔的商业价值和应用前景。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自动排水控制的太阳能集热装置，所述装置包括水箱、光热转化元件，所述水箱上端是开口结构，所述光热转化元件漂浮在水箱上部的海水中，其特征在于，所述水箱包括进水管和排水管，进水管和排水管上分别设置进水阀门和排水阀门，海水通过进水管进入水箱，当海水淡化到一定程度时候，通过排水管排出。
作为优选，水箱内设置海水浓度检测装置，用于检测海水的浓度，控制器根据检测的海水浓度自动控制排海水，如果测量的海水浓度超过一定数值，则控制器控制排水管阀门打开，水箱下部的排水管打开，浓盐水经由排水管排出。
作为优选，当检测的水箱内的海水盐度低于一定浓度时，水箱下部的排水管阀门关闭。
作为优选，在排水管打开的同时，进水管打开，同时向水箱内补水，以避免水箱内干涸。
作为优选，所述的水箱上部设置透明玻璃罩，透明玻璃罩是圆弧形结构，透明玻璃罩顶部设置蒸汽导出管，所述光热转化元件包括发泡材料形成的基体，基体上形成上侧开口的凹槽，所述凹槽内填充泡沫镍基体，基体的下部壁面设置毛细结构输水通道，所述输水通道连通水箱的水体和泡沫镍基体，所述凹槽的上部设置光热转化涂层，所述光热转化涂层与泡沫镍基体相连，发泡材料自身浮力大于重力。
作为优选，所述光热转化元件包括发泡材料形成的基体，基体上形成上侧开口的凹槽，所述凹槽内填充泡沫镍基体，基体的下部壁面设置毛细结构输水通道，所述输水通道连通水箱的水体和泡沫镍基体，所述凹槽的上部设置光热转化涂层，所述光热转化涂层与泡沫镍基体相连，发泡材料自身浮力大于重力，作为优选，所述光热转化涂层的上表面与水体的上表面保持同一高度或者高出水体的上表面不超过5厘米。
作为优选，所述的水箱上部设置透明玻璃罩，透明玻璃罩是圆弧形结构，所述玻璃罩包括位于下侧的集水槽，所述集水槽包括内侧的竖直侧壁，从竖直侧壁底端向水平方向延伸的水平壁以及沿着水平壁另一端向上延伸的外侧竖直壁，以及沿着外侧竖直壁向上向内延伸的圆弧结构，所述内侧竖直壁、水平壁和外侧竖直壁之间构成了集水槽，所述水平壁上设置疏水孔，从而把集水槽收集的淡水排出，从而达到从海水中取水的目的。
作为优选，所述的圆弧结构内壁设置导流槽，从而保证蒸汽冷凝后能够及时的流到集水槽中。
作为优选，透明玻璃罩顶部设置蒸汽导出管，导出管与水箱底部的冷却盘管相连接，将蒸汽导入冷却盘管中进行冷却，利用蒸汽冷凝释放的热量预热水箱中的水，冷却盘管中的蒸汽冷凝成水后，将水引入回收装置。
作为优选，所述的圆弧结构上设置多个凸透镜，凸透镜焦点位于光热转化涂层上。
作为优选，光热转化元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)还原氧化石墨烯的合成：在1000-3000mL去离子水中加入1000-3000mg氧化石墨烯，分别加由750mg至9000mg(以250mg为间隔)抗坏血酸得到石墨烯分散液，分别依次搅拌和超声(优选40KHz，240W)各60分钟，使用微波反应器2.45GHz，200W，95℃反应30分钟。除去所得悬浮液上层杂质，抽滤并用超纯水反复冲洗三次，将抽滤所得样品通过真空冷冻干燥获得还原氧化石墨烯粉末；
(2)光热转化装置的制备：将还原氧化石墨烯1g克(粒径60nm)通过超声(优选40KHz，240W)处理分散到1000毫升体积比7：1的水和乙醇的混合溶液中。将琼脂糖(12.5g)和尿素(125g)加入溶液中，在85℃下连续搅拌30min。然后，将所得热悬浮液均匀涂抹在泡沫镍表面。将带还原氧化石墨烯涂层的泡沫镍基体自然冷却并在-21℃下冷冻在冰箱中冷冻干燥12小时后取出；
(3)基体3的制备：取常用发泡材料板，加工成适合烧杯内径大小的圆柱体，优选直径为20cm，高度为10cm。
本发明具有如下优点：
1、本发明设计自动排水功能，能够保证太阳能集热器的效率，避免水箱内部结晶，保证产品的使用寿命。
2、本发明针对现有技术中的不足，提供一种太阳能集热系统。该装置以太阳光为驱动源，在没有加热装置辅助下产生大量蒸汽，漂浮的泡沫材料将光热转化层托出水面，抑制了产生的热能由薄膜向下层液体的耗散，从而提高装置的蒸汽化效率，展现了其作为光热转化新能源材料的极大潜力。本发明所用制备方法工艺简单，原料无毒无害，具有较高可重复性。这种蒸汽产生装置可以高效利用太阳能从而制备太阳能蒸汽，在太阳能发电、海水淡化和污水处理等领域具有广阔的商业价值和应用前景。
3、本发明提供了一种光热转化件的制备方法，本发明所用制备方法工艺简单，原料无毒无害，具有较高可重复性。
4、本发明的光热转化元件，由于光热转化层和下层水体被隔热层分离，所以在光热转化过程中，由光热转化层向水体传热而导致的热损失被有效抑制。同时，充足的水分在毛细作用力的作用下通过输水管道持续供应至光热转化层中，实现了太阳能蒸汽的持续产生。在一个太阳光强的照射下，光热转化层在一分钟之内从18.1℃迅速升温到33.5℃，40分钟后稳定在38℃。而隔热层经过40分钟照射后，温度仅从18.1℃提升至25.5℃，基本维持在室温之内。将照射时间延长至90分钟，光热转化层和隔热层的温度仍然分别稳定在39.5℃和25.5℃。另一方面，在长达90分钟的照射时间里，由于光热转化层对光线的阻挡作用以及隔热层对热传导的抑制作用，下层水体一直维持在室温以内，大大降低了热量通过水体向环境散发而导致的热损耗。
5、本发明对光热转化元件的孔隙率和孔径进行了优化设计，进一步提高了转化的效率。
6、本发明参数感知元件检测的前后时间段参数差或者累计参数差，能够通过参数差来判断内部流体的蒸发基本达到了饱和，内部流体的体积也基本变化不大，此种情况下，内部流体相对稳定，此时的管束振动性变差，因此需要进行调整，使其进行振动，从而停止集热。使得流体进行体积变小从而实现振动。当压力差降低到一定程度时，此时内部流体又开始进入稳定状态，此时需要集热使得流体重新蒸发膨胀，因此需要进行启动集热。
附图说明：
图1是太阳能集热装置的水箱内的结构示意图；
图2是还原氧化石墨烯光热转换装置俯视图；
图3是透明玻璃罩底端仰视结构示意图；
图4为本发明集热系统的集热主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本文中，如果没有特殊说明，涉及公式的，“/”表示除法，“×”、“*”表示乘法。
如图1-3所示，一种太阳能集热装置，所述装置包括水箱9、光热转化元件，所述水箱上端是开口结构，所述光热转化元件漂浮在水箱9上部，所述光热转化元件包括发泡材料形成的基体19，基体19上形成上侧开口的凹槽42，所述凹槽42内填充泡沫镍基体20，基体19的下部壁面设置毛细结构输水通道18，所述输水通道18连通水箱9的水体和泡沫镍基体20，所述凹槽42的上部设置光热转化涂层21，所述光热转化涂层21与泡沫镍基体20相连，发泡材料自身浮力大于重力。
在毛细作用的驱动下，水体中的水通过输水通道18传输至发泡材料基体19内的泡沫镍基体20，再通过泡沫镍基体20多孔介质的毛细作用将水输送至泡沫镍基体20上表面的光热转化涂层21，并在太阳光照射下吸热汽化变成蒸汽。产生的蒸汽通过回收装置进行回收。漂浮的基体19将光热转化层托出水面，抑制了产生的热能由薄膜向下层水体及周边环境的耗散，提高了蒸汽产生效率。
作为优选，所述光热转化涂层21的上表面与水体的上表面保持同一高度或者高出水体的上表面不超过5厘米。通过上述设施，能够使得光热转化涂层21更好的进行光热转化，提高取水的效率。
作为优选，凹槽42是圆形横截面。
作为优选，所述的水箱9上部设置透明玻璃罩41，透明玻璃罩41是圆弧形结构，所述玻璃罩包括位于下侧的集水槽23，所述集水槽23包括内侧的竖直侧壁，从竖直侧壁底端向水平方向延伸的水平壁以及沿着水平壁另一端向上延伸的外侧竖直壁，以及沿着外侧竖直壁向上向内延伸的圆弧结构，所述内侧竖直壁、水平壁和外侧竖直壁之间构成了集水槽，所述水平壁上设置疏水孔22，从而把集水槽的收集的淡水排出，从而达到从海水中取水的目的。
作为优选，所述的圆弧结构内壁设置导流槽，从而保证蒸汽冷凝后能够及时的流到集水槽中。作为一个改进，透明玻璃罩41顶部设置蒸汽导出管，导出管与水箱9底部的冷却盘管相连接，将蒸汽导入冷却盘管中进行冷却，利用蒸汽冷凝释放的热量预热水箱9中的水，冷却盘管中的蒸汽冷凝成水后，将水引入回收装置。
作为一个改进，所述透明玻璃罩41的外壁设置多个呈外凸形状的凸透镜45，如图4所示，所述的凸透镜45均匀分布在透明玻璃罩41的外壁上，所述凸透镜的焦点落在光热转化涂层上，以增加太阳能的吸收。从而进一步加快液体的蒸发。
作为优选，所述凸透镜在透明玻璃罩41的外壁的形状为多边形。
通过透明玻璃罩41的外壁设置多个均匀分布的凸透镜，可以使得太阳能更好的集中，使得即使集热装置位置发生变化，依然保证太阳能的集中吸收，避免因为设置位置方向导致的焦点的偏移。
该装置以太阳光为驱动源，在没有加热装置辅助下产生大量蒸汽，其主要由两部分组成：还原氧化石墨烯光热转化层和隔热保温层。其中，光热转化层为泡沫镍基还原氧化石墨烯膜；基体为发泡聚乙烯材料；置于水箱中的基体19因为其发泡材料自身浮力大于重力而漂浮于水面之上。在毛细作用的驱动下，水箱中的水通过泡沫镍基体传输至基体凹槽内的光热转化层，并在太阳光照射下被汽化变成蒸汽。漂浮的基体19将光热转化层托出水面，抑制了产生的热能由薄膜向下层液体的耗散，从而提高装置的蒸汽化效率，展现了其作为光热转化新能源材料的极大潜力。本发明所用制备方法工艺简单，原料无毒无害，具有较高可重复性。这种蒸汽产生装置可以高效利用太阳能从而制备太阳能蒸汽，具有广阔的商业价值和应用前景。
作为优选，所述的光热转化涂层是泡沫镍基还原氧化石墨烯膜。光热转化元件采取如下方法制备：
(1)还原氧化石墨烯的合成：在1000-3000mL去离子水中加入1000-3000mg氧化石墨烯，分别加由750mg至9000mg(以250mg为间隔)抗坏血酸得到石墨烯分散液，分别依次搅拌和超声(优选40KHz，240W)各60分钟，使用微波反应器2.45GHz，200W，95℃反应30分钟。除去所得悬浮液上层杂质，抽滤并用超纯水反复冲洗三次，将抽滤所得样品通过真空冷冻干燥获得还原氧化石墨烯粉末。
(2)光热转化装置的制备：将还原氧化石墨烯1g克(粒径60nm)通过超声(优选40KHz，240W)处理分散到1000毫升体积比7：1的水和乙醇的混合溶液中。将琼脂糖(12.5g)和尿素(125g)加入溶液中，在85℃下连续搅拌30min。然后，将所得热悬浮液均匀涂抹在泡沫镍表面。将带还原氧化石墨烯涂层的泡沫镍基体自然冷却并在-21℃下冷冻在冰箱中冷冻干燥12小时后取出。
(3)基体3的制备：取常用发泡材料板，加工成适合烧杯内径大小的圆柱体，优选直径为20cm，高度为10cm。
理论设计计算：
质量损失测试：将太阳能蒸汽产生装置置于300-1000mL盛水烧杯中，将烧杯置于可实时记录质量数据的电子天平上，在光强为1-10kW/m2的氙灯光源照射下，测试30-240分钟内装置及烧杯的质量变化，绘制质量变化曲线。
光热转化层的蒸汽化效率η通过公式(1)、(2)、(3)、(4)计算
Figure BDA0002572663500000061
m＝m光-m暗 (2)
HLV＝1.91846×106[T1/(T1-33.91)]2 (3)
Q＝c(T1-T0) (4)
其中，m是水的净蒸发率kg/m2h，m光为光照条件下水的蒸发率kg/m2h，m暗为无光照条件下水的蒸发率kg/m2h；HLV为水的汽化潜热J/kg；T1为水的蒸发温度℃；T0为水的初始温度℃；c为水的比热J/kgK；Q为水蒸发所吸收的热量J；Ein是入射光输入的能量kJ/m2h。
温度变化测试：将太阳能蒸汽产生装置置于300-1000mL盛水烧杯中，将烧杯置于可实时记录质量数据的电子天平上，在光强为1-10kW/m2的氙灯照射下，使用红外热成像仪检测光热转化层在照射前后温度的变化。
将三种不同还原程度的还原氧化石墨烯样品(rGO-50/200/400)和100mg泡沫镍基体共混-抽滤-真空烘干制得泡沫镍基还原氧化石墨烯光热转换装置。(1)还原氧化石墨烯源，即还原氧化石墨烯与泡沫镍骨架，以及还原氧化石墨烯之前通过弱的范德瓦尔斯力相连，在外力作用下可以脱落并转移；(2)还原氧化石墨烯转移的驱动力，即减压抽滤的负压促使反面还原氧化石墨烯脱落并被吸引到光热转化层正面；(3)还原氧化石墨烯的转移通道，即泡沫镍骨架之间微米级的孔洞结构为还原氧化石墨烯转移至光热转化层正面提供了通道。上述三个因素在泡沫镍基还原氧化石墨烯光热转化层两面性形貌形成过程中至关重要。在隔热层和输水管道辅助下，吸光薄膜与下层水体通过输水管道间接接触，避免了光热转化层长时间浸泡而可能下沉甚至分解的问题。还原后的氧化石墨烯由于脱去大量含氧基团而缩短了分子层间距离，形成了较强分子间力，同时表面亲水性大大降低，从而导致还原氧化石墨烯的团聚沉降。
在减压抽滤过程中，还原氧化石墨烯受到一对方向相反的作用力而挤压形成“还原氧化石墨烯壳”分别为由上至下的吸力和由下至上的支撑力。在泡沫镍基体上，在减压抽滤作用下，还原氧化石墨烯逐渐随液体减少而向下沉积，形成了疏松多孔结构。在强劲吸力作用下，还原氧化石墨烯仍紧密贴附于泡沫镍骨架上。这说明还原氧化石墨烯的分离和转移发生在还原氧化石墨烯层与层之间而非还原氧化石墨烯与泡沫镍骨架之间。
本发明的光热转化元件，由于光热转化层和下层水体被隔热层分离，所以在光热转化过程中，由光热转化层向水体传热而导致的热损失被有效抑制。同时，充足的水分在毛细作用力的作用下通过输水管道持续供应至光热转化层中，实现了太阳能蒸汽的持续产生。在一个太阳光强的照射下，光热转化层在一分钟之内从18.1℃迅速升温到33.5℃，40分钟后稳定在38℃。而隔热层经过40分钟照射后，温度仅从18.1℃提升至25.5℃，基本维持在室温之内。将照射时间延长至90分钟，光热转化层和隔热层的温度仍然分别稳定在39.5℃和25.5℃。另一方面，在长达90分钟的照射时间里，由于光热转化层对光线的阻挡作用以及隔热层对热传导的抑制作用，下层水体一直维持在室温以内，大大降低了热量通过水体向环境散发而导致的热损耗。
本发明设计了一种具有在隔热材料和微输水装置的高效太阳能蒸汽产生装置，与光热转换薄膜直接漂浮在水体之上的蒸汽产生装置相比，本发明合成制备的光热转化层，可以将太阳光限制在薄膜表面，阻断太阳光对下层水体的辐射，减少水体向环境散射而导致的能量损耗，提高光能利用率，从而提高光热转化性能。本发明采用的隔热层和输水管道可以将光热转化层与水体分离，阻断了热量从高温薄膜向低温水体的散失，进一步减少能量损耗，提高光能利用率，从而进一步提高了光热转化性能。隔热材料抑制了热量由吸光薄膜向下层水体的传导，将热损失最小化；同时在毛细管力作用下，下层水体通过输水装置与光热转化层间接相连并为光热转化过程持续供水。在隔热材料和微输水装置的协同辅助下，整个光热转化装置的蒸汽化效率远远高于单纯漂浮于水体之上的薄膜的蒸汽化效率。此外，通过制备不同还原程度的还原氧化石墨烯，还原程度对光热转化效率的影响被深入探究，并且实验结果表明随着还原程度提高，泡沫镍基还原氧化石墨烯的光热转化性能逐渐增强(在一个太阳光强下，最高达到～92.2％)。本发明所述太阳能蒸汽产生装置为光热转化领域的进一步研究和应用，如蒸馏提纯、海水淡化和污水处理等领域提供了重要实验数据和技术支持。
泡沫镍基体上表面的还原氧化石墨烯涂层21是多孔涂层，其孔径和孔隙率的设计方法如下：
利用连续性方程、考虑重力效应的达西定律、能量方程对泡沫镍基体和光热转化层的工质输运过程进行数学建模：
Figure BDA0002572663500000081
式中，φ为泡沫镍的孔隙率，ρ为流体的密度，v为流体的表观速度。
Figure BDA0002572663500000082
式中，qV为体积流量，k为泡沫镍的渗透率，μ为流体的动力粘度；A为还原氧化石墨烯涂层21表面积，L光热转化层厚度，pv为减压抽滤的真空度，pe为大气压。
Figure BDA0002572663500000083
其中(ρc)m＝(1-φ)(ρc)s+φ(ρcp)f；λm＝(1-φ)λs+φλf；q″′m＝(1-φ)q″′s+φq″′f；
式中，下标s和f分别表示光热转化层固相和光热转化层内部的液相；c为固体的比热；cp为流体的定压比热；λ为光热转化层的导热系数；q″′为光热转化层内热源所产生的单位体积的热量。
应用分形理论，建立泡沫镍孔隙率和渗透率的表达式：
Figure BDA0002572663500000084
Figure BDA0002572663500000085
式中，D为泡沫镍孔隙分布分形维数，DT为泡沫镍孔隙迂曲分形维数，Q则为通过还原氧化石墨烯涂层21截面A的总流量。
根据以上获得的参数表达式得到泡沫镍基体和光热转化层所对应的平均孔径大小为：ln(p/p0)＝-(2γVm/rRT)cosθ
式中，p0为光热转化层表面工作介质液面为平面时的饱和蒸气压，p为光热转化层孔隙内液体的压力，Vm为对应相的摩尔体积，γ为各区内对应相的表面张力，R为气体常数，T为绝对温度，θ为液体工作介质与光热转化层孔隙壁的接触角；对应相是指实际工作时，光热转化层内工作介质的状况，光热转化层表面工质是汽相，光热转化层孔隙内工作介质是液相。
r为光热转化层孔径，光热转化层的孔径和孔隙率参数对蒸汽的产生速率有重要影响。孔径越小，光热转化层表面的饱和蒸气压越大，不利于蒸汽从光热转化层表面的孔隙内溢出；孔径越大，光热转化层表面的光热吸收面积越小，导致光热转换效率的降低。因此，需对光热转化层的孔径进行计算，以保证最有效的蒸发速率。
作为优选，所述装置还包括太阳能辅助加热装置，所述辅助加热装置包括蒸发端和冷凝端，蒸发端是太阳能集热部件，冷凝端设置在水箱中，通过冷凝端放热来预热水箱中的水体，从而进一步提高海水淡化的效率。
作为优选，本发明可以作为一种海水淡化装置，所述的水箱9内设置海水，通过光热转化元件来是的海水中的水通过蒸汽的方式进行回收冷凝。
作为优选，如图4所示，所述水箱包括进水管43和排水管44，进水管43和排水管44上分别设置进水阀门和排水阀门。海水通过进水管进入水箱，当海水淡化到一定程度时候，通过排水管排出。
作为优选，水箱9内设置海水浓度检测装置，用于检测海水的浓度，控制器根据检测的海水浓度自动控制排海水。如果测量的海水浓度超过一定数值，则控制器控制排水管阀门打开，水箱下部的排水管打开，浓盐水经由排水管排出。
作为优选，工作时，首先由海水进出管43的阀门控制进水，当水箱内的海水高度达到一定时，停止进水，当蒸发后的废盐水达到一定浓度时，水箱下部的排水管44阀门打开，浓盐水经由排水管排出。
作为优选，待浓盐水排尽后，排水管阀门关闭，再次进行补水。
作为一个优选，当检测的水箱内的海水盐度低于一定浓度时，水箱下部的排水管44阀门关闭。
作为优选，在排水管打开的同时，进水管打开，同时向水箱内补水。以避免水箱内干涸。
作为优选，水箱内设置水位检测装置，用于检测水箱内的水位高度。当水位低于一定数据时，则控制器控制进水管阀门打开，进行补水。当水位达到一定高度时，则进水管阀门关闭。
本发明设计自动排水功能，能够保证海水淡化的效率，避免水箱内部结晶，保证产品的使用寿命。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (4)

1.一种自动排水控制的太阳能集热装置的制备方法，所述装置包括水箱、光热转化元件，所述水箱上端是开口结构，所述光热转化元件漂浮在水箱上部的海水中，其特征在于，所述水箱包括进水管和排水管，进水管和排水管上分别设置进水阀门和排水阀门，海水通过进水管进入水箱，当海水淡化到一定程度时候，通过排水管排出；所述的水箱上部设置透明玻璃罩，透明玻璃罩是圆弧形结构，透明玻璃罩顶部设置蒸汽导出管，所述光热转化元件包括发泡材料形成的基体，基体上形成上侧开口的凹槽，所述凹槽内填充泡沫镍基体，基体的下部壁面设置毛细结构输水通道，所述输水通道连通水箱的水体和泡沫镍基体，所述凹槽的上部设置光热转化涂层，所述光热转化涂层与泡沫镍基体相连，发泡材料自身浮力大于重力；
光热转化元件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）还原氧化石墨烯的合成：在1000-3000mL去离子水中加入1000-3000mg氧化石墨烯，加750mg至9000mg抗坏血酸得到石墨烯分散液，750mg至9000mg抗坏血酸是以250mg为间隔，分别依次搅拌和超声各60分钟，使用微波反应器2.45GHz，200W，95℃反应30分钟，除去所得悬浮液上层杂质，抽滤并用超纯水反复冲洗三次，将抽滤所得样品通过真空冷冻干燥获得还原氧化石墨烯粉末；
（2）光热转化装置的制备：将粒径60nm还原氧化石墨烯1g克通过超声处理分散到1000毫升体积比7：1的水和乙醇的混合溶液中，将12.5g琼脂糖和125g尿素加入溶液中，在85℃下连续搅拌30min，然后，将所得热悬浮液均匀涂抹在泡沫镍表面，将带还原氧化石墨烯涂层的泡沫镍基体自然冷却并在-21℃下冷冻在冰箱中冷冻干燥12小时后取出；
（3）基体的制备：取常用发泡材料板，加工成适合的圆柱体。
2.如权利要求1所述的自动排水控制的太阳能集热装置的制备方法，其特征在于，水箱内设置海水浓度检测装置，用于检测海水的浓度，控制器根据检测的海水浓度自动控制排海水，如果测量的海水浓度超过一定数值，则控制器控制排水管阀门打开，水箱下部的排水管打开，浓盐水经由排水管排出。
3.如权利要求1所述的自动排水控制的太阳能集热装置的制备方法，其特征在于，当检测的水箱内的海水盐度低于一定浓度时，水箱下部的排水管阀门关闭。
4.如权利要求1所述的自动排水控制的太阳能集热装置的制备方法，其特征在于，在排水管打开的同时，进水管打开，同时向水箱内补水，以避免水箱内干涸。
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