CN211255332U - 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置 - Google Patents

一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置 Download PDF

Info

Publication number
CN211255332U
CN211255332U CN201920569276.XU CN201920569276U CN211255332U CN 211255332 U CN211255332 U CN 211255332U CN 201920569276 U CN201920569276 U CN 201920569276U CN 211255332 U CN211255332 U CN 211255332U
Authority
CN
China
Prior art keywords
solar
light source
conversion system
desalination
seawater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201920569276.XU
Other languages
English (en)
Inventor
孙旭
刘心娟
陈柏存
诸葛志豪
陈泰强
宫银燕
李�灿
牛棱渊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Jiliang University
Original Assignee
China Jiliang University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Jiliang University filed Critical China Jiliang University
Priority to CN201920569276.XU priority Critical patent/CN211255332U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN211255332U publication Critical patent/CN211255332U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/124—Water desalination
    • Y02A20/138—Water desalination using renewable energy
    • Y02A20/142—Solar thermal; Photovoltaics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/20—Controlling water pollution; Waste water treatment
    • Y02A20/208—Off-grid powered water treatment
    • Y02A20/212—Solar-powered wastewater sewage treatment, e.g. spray evaporation

Landscapes

  • Heat Treatment Of Water, Waste Water Or Sewage (AREA)

Abstract

本实用新型公开了一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，所述装置包括海水储存箱、太阳能脱盐装置和辅助光源，所述的太阳能脱盐装置包括外壳及置于外壳内的光热转换系统和冷凝水箱；外壳的顶部为透明的倾斜冷凝板；所述的海水储存箱通过海水进水管道与光热转换系统的吸水海绵相连；所述的辅助光源包括红外照明光源组和太阳能电源装置。本实用新型的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，日照充足的白天可以利用太阳光作用光热转换系统进行脱盐，同时利用供电设备对蓄电池进行充电。日照不充足的白天或夜间，太阳能蓄电池可以供电给红外LED照明光源组，用红外LED照明光源作用光热转换系统进行脱盐，实现24小时全天候的脱盐，提高海水淡化效率。

Description

一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置
技术领域
本实用新型涉及海水脱盐领域，提供了一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置。
背景技术
淡水是人类社会赖以生存和发展的基本物质之一，是一切生命之源。众所周知，地球上的海水资源很丰富，海水约占地球表面积的71％，而淡水资源仅占所有水资源的约2.5％，其分布也极其不均，3/4的淡水被冻结在地球的两极和高寒地带的冰川中，剩下的存在于河流、湖泊和可供人类直接利用的地下淡水已不足0.36％。随着世界经济不断发展，人口不断增长，环境不断恶化，水资源特别是淡水资源形势日益严峻，海水淡化作为获取淡水的有效方法之一，引起广泛关注。
目前，海水淡化的方法有海水冻结法、电渗析法、反渗透法、膜蒸馏法、以及碳酸铵离子交换法等。但是，它们存在一些缺陷：需要复杂的设施和设备，消耗大量热能或电能，能源效率相对低下，碳排放量大，装置体积庞大，且淡水效率及效果均有待提高，使得实际应用受到限制。因此，降低能耗是海水淡化工艺中的一项重要挑战。太阳能是一种重要的可再生能源，具有清洁，无污染，不破坏地球热平衡等优点。因此，以太阳能作为新能源，发展能够利用太阳能对海水进行淡化的技术，受到了各界的密切关注。太阳能海水淡化技术是近年来蓬勃发展起来的一种新型的淡水净化和能源转换技术，具有与其他的海水淡化技术相比，太阳能海水淡化技术可独立运行，不受蒸汽、电力等条件限制，无污染、低能耗，运行安全稳定可靠，不消耗石油、天然气、煤炭等常规能源，对能源紧缺、环保要求高的地区有很大应用价值。有望成为21世纪海水淡化最有效的方法之一，受到各国政府和研究界的高度重视，其潜力极受瞩目。
太阳能海水淡化具有低成本、环境友好等优势，是一种清洁、便携的水处理技术，然而多年来一直受限于较低的光热转换效率(-40％) 而无法大规模应用，近年来兴起的界面光热转换技术进一步推动了太阳能海水淡化的发展。南京大学现代工程与应用科学学院朱嘉教授课题组设计了一个由泡沫聚苯乙烯制成的圆柱形热绝缘体，热绝缘体外层涂以织维素涂层构成特殊水通道，圆柱体顶部覆盖着石墨烯薄膜。工作时，织维素通过毛细作用从下部水池吸水，供给上方薄膜加热成蒸汽，进而收集淡水，能量传递效率为80％(PNAS,113,13953(2016))。另外，该课题组也设计了三维人工蒸腾器件，大大缓解了器件在真实环境中对太阳光入射角的依赖性，有效地降低了器件的蒸发温度，进而有效控制了热对流和热辐射的损耗，同时通过一维的供水通道有效控制热传导损耗，从而首次实现了无外界辅助、正常光照条件下85％以上的光-蒸汽转换效率(Nat.Sci.Rev.,5,70(2018))。虽然现有的太阳能海水淡化领域已有一些进展，但是进一步提高海水淡化的效率，探索更加高效太阳能脱盐装置，仍是非常迫切的问题。因此，需要设计一种简单便捷、维护方便、耗能少、成本低廉的可全天候工作的太阳能脱盐装置。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型公开了一种简单便捷、维护方便、耗能少、成本低廉的可全天候工作的太阳能脱盐装置，并将太阳能电池与低功耗的红外LED光源相结合，可实现全天候24小时连续工作，有效提高太阳能利用效率，从而实现高效海水淡化。
本实用新型的技术方案如下：
一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，包括海水储存箱、太阳能脱盐装置和辅助光源；
所述的太阳能脱盐装置包括外壳及置于外壳内的光热转换系统和冷凝水箱；外壳的顶部为透明的倾斜冷凝板；所述的光热转换系统是由光热转换薄膜附着在吸水海绵上构成的双层结构，冷凝水箱下方有冷凝水出水口；
所述的海水储存箱通过海水进水管道与光热转换系统的吸水海绵相连；
所述的辅助光源包括红外照明光源组和太阳能电源装置，所述的红外照明光源组安装于倾斜冷凝板的上方，所述的太阳能电源装置设置在海水储存箱上方。
进一步的，所述的光热转换薄膜为石墨、硬碳、炭黑、多孔碳球、碳三氮四、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种的复合。
进一步的，所述的光热转换薄膜的厚度范围为0.1～15μm。
进一步的，所述的红外照明光源组为红外LED灯。
进一步的，所述的太阳能电源装置由太阳能光伏电池、蓄电池和光电控制系统连接组合而成。
进一步的，在所述太阳能脱盐装置的外壳内设置竖直的挡板，将外壳内空间隔成上部连通的两部分，一部分放置光热转换系统，另一部分则构成冷凝水箱。
从上述方案可以看出，本实用新型公开的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，日照充足的白天可以利用太阳光作用光热转换系统进行脱盐，同时利用供电设备对蓄电池进行充电。日照不充足的白天或夜间，太阳能蓄电池可以供电给红外LED照明光源组，用红外LED 照明光源作用光热转换系统进行脱盐，实现24小时全天候的脱盐，提高海水淡化效率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简洁的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图；
图中：1.冷凝水出水口；2.冷凝水箱；3.倾斜冷凝板；4.挡板；5.红外照明光源；6.光热转换膜；7.吸水海绵；8.太阳能电源装置；9.海水进水管道；10.海水储存箱。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型公开的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，如图 1所示，包括光热转换系统，该系统是由光热转换薄膜6附着在吸水海绵7上构成的双层结构。海水储存箱10置于光热转换系统的右侧，通过海水进水管道9相连。冷凝水箱2置于光热转换系统的左侧，中间用挡板4隔开。冷凝水箱2的左下方设置冷凝水出水口1。倾斜冷凝板3扣合在装置最上端，采用透明材质。红外照明光源组5安装于倾斜冷凝板3上方。太阳能电源装置8放置于海水储存箱10上方。日照充足的白天可以利用太阳光作用光热转换系统进行脱盐，同时利用供电设备对蓄电池进行充电，通过电源装置里的太阳能电源装置8 控制红外照明光源组5不工作。日照不充足的白天或夜间，太阳能蓄电池可以供电给红外照明光源组，用红外LED照明光源作用光热转换系统进行脱盐，实现24小时全天候的脱盐，提高海水淡化效率。
为了进一步了解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述。这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
实施例：如图1所示，高效全天候工作的太阳能脱盐装置，采用有机玻璃材料。在海水箱倾斜冷凝板上安装有100W的红光LED灯，最右侧海水箱上放置100W硅基太阳能电池板、蓄电池和光电控制系统组合而成电源装置。100W硅基太阳能电池板作为充电装置。电源装置与红光LED灯接触良好，且易拆装维护。将石墨烯薄膜放置于吸水海绵上方。此全天候工作的太阳能脱盐装置成本低廉，便于清洗拆卸。其脱盐过程如下：海水储存箱10中的海水通过海水进水管道9 进入脱盐装置主体；然后被光热转换系统中的吸水海绵7吸收，再经光热转换薄膜6脱盐挥发；挥发后的水蒸气 经倾斜冷凝板3冷凝，进入冷凝水箱2中，然后再通过冷凝水出水口1排出。
本实用新型上述实施例中的装置，在日照充足的白天可利用太阳光，通过照射光热转换系统进行脱盐，从而获得淡水资源，与此同时利用太阳能光伏电池对蓄电池进行充电。在日照不充足的白天或夜间，蓄电池向红外LED照明光源供电，红外LED光源照射光热转换系统，进行脱盐，实现24小时全天候的太阳能脱盐的目的。
在上述实施例中，装置也可为透明玻璃材料。
光热转换材料也可为石墨、硬碳、炭黑、多孔碳球、碳三氮四、碳纳米管等中的一种或多种的组合。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，其特征在于，包括海水储存箱（10）、太阳能脱盐装置和辅助光源；
所述的太阳能脱盐装置包括外壳及置于外壳内的光热转换系统和冷凝水箱（2）；外壳的顶部为透明的倾斜冷凝板（3）；所述的光热转换系统是由光热转换薄膜(6)附着在吸水海绵(7)上构成的双层结构，冷凝水箱（2）下方有冷凝水出水口（1）；
所述的海水储存箱（10）通过海水进水管道（9）与光热转换系统的吸水海绵相连；
所述的辅助光源包括红外照明光源组（5）和太阳能电源装置（8），所述的红外照明光源组(5)安装于倾斜冷凝板(3)的上方，所述的太阳能电源装置（8）设置在海水储存箱（10）上方。
2.根据权利要求1所述的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，其特征在于：所述的光热转换薄膜的厚度范围为0.1~15 μm。
3.根据权利要求1所述的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，其特征在于，所述的红外照明光源组为红外LED灯。
4.根据权利要求1所述的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，其特征在于，所述的太阳能电源装置由太阳能光伏电池、蓄电池和光电控制系统连接组合而成。
5.根据权利要求1所述的一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置，其特征在于，在所述太阳能脱盐装置的外壳内设置竖直的挡板（4），将外壳内空间隔成上部连通的两部分，一部分放置光热转换系统，另一部分则构成冷凝水箱（2）。
CN201920569276.XU 2019-04-24 2019-04-24 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置 Active CN211255332U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920569276.XU CN211255332U (zh) 2019-04-24 2019-04-24 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201920569276.XU CN211255332U (zh) 2019-04-24 2019-04-24 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN211255332U true CN211255332U (zh) 2020-08-14

Family

ID=71981504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201920569276.XU Active CN211255332U (zh) 2019-04-24 2019-04-24 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN211255332U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112811495A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 中国科学院广州能源研究所 一种基于界面加热的全天候海水淡化装置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112811495A (zh) * 2021-01-15 2021-05-18 中国科学院广州能源研究所 一种基于界面加热的全天候海水淡化装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103739029B (zh) 一种太阳能聚光式蒸馏海水淡化装置
CN111003742A (zh) 一种太阳能光伏余热-焦耳热梯级利用的海水淡化系统
CN103663835A (zh) 一种热膜耦合海水淡化系统
CN102351263A (zh) 主动式太阳能、风能耦合海水淡化装置
CN106630359A (zh) 清洁能源海水淡化及制盐系统
CN113039008A (zh) 通过膜蒸馏同时发电和生成淡水的太阳能的系统及方法
CN108558100A (zh) 一种便携式太阳能光热转换水处理净化装置
CN110372056A (zh) 利用多种物理场进行高速蒸发的蒸发装置及蒸发系统
CN113896269A (zh) 一种基于界面蒸发的高效太阳能海水淡化装置
CN211255332U (zh) 一种高效全天候工作的太阳能脱盐装置
CN215439746U (zh) 一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机
CN111018023B (zh) 基于碳复合材料中空纤维膜的太阳能淡化水系统及其方法
CN106145489B (zh) 一种基于多能互补的耦合低温多效海水淡化系统
CN104863314A (zh) 吸热面式光能装置
CN1331764C (zh) 太阳能烟囱间接冷凝换热制备淡水及风力发电综合系统
CN203593678U (zh) 一种热膜耦合海水淡化系统
CN207958032U (zh) 一种便携式水处理器
CN202688030U (zh) 混合式太阳能海水淡化系统
CN103470460B (zh) 池面蒸发型太阳能热发电系统
CN106745431B (zh) 一种全热回收太阳能海水淡化装置
CN206705876U (zh) 清洁能源海水淡化及制盐系统
CN214327182U (zh) 用于淡水灌溉和发电的光伏膜蒸馏系统
CN220745496U (zh) 一种漂浮式太阳能水电联产装置
CN113501557A (zh) 一种基于蜂窝仿生蒸发器的太阳能饮水机
CN212864202U (zh) 基于导热技术热循环利用高效太阳能海水淡化装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant