CN2675639Y - 太阳能海水（苦咸水、高含盐量污水）蒸馏箱 - Google Patents

太阳能海水（苦咸水、高含盐量污水）蒸馏箱 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，属太阳能热利用设备技术领域。该蒸馏箱包括箱体、水槽、透明盖板和压盖，其特征在于还包括进出水口、保温材料、紧固螺钉和密封条。所述的水槽上安装有进出水口，周围用保温材料包缚装入箱体中，其上装有透明盖板和压盖并通过密封条和紧固螺钉与其相对固定；所述的进出水口包括海水(苦咸水、高含盐量污水)进口、蒸馏淡水出口和蒸馏后的浓水出口，都穿过保温材料伸到箱体外面，整个蒸馏箱用支架按一定角度固定在地面上。与现有太阳能蒸馏器技术相比，由于本实用新型具有较高的太阳热能利用效率和较大的凝结面积，因此，可以得到更大的产水量。

Description

太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱
技术领域
本实用新型涉及一种太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，属太阳能热利用设备技术领域。
背景领域
很早以前，人们就开始利用太阳能通过蒸馏方法来制取淡水，并逐渐发展成太阳能蒸馏器。在一些内陆咸水地区，以及缺乏天然饮用水的沿海、海岛，利用太阳能蒸馏器生产淡水，是一种简便的、切实可行的方法
普通蒸馏淡化技术的工作原理是使直射和散射的阳光大部分透过玻璃或塑料斜顶盖，射至水池把水加热。水受热蒸发，在顶盖与水面之间的空间充满了湿度很高，甚至接近或达到饱和的空气。由于顶盖外表面受大气冷却，温度降低，蒸汽在顶盖内侧冷凝，同时借重力作用将淡水收集起来作为产品。实际上，蒸馏器接受的太阳辐射能量仅一次使用，冷凝时放出的蒸发潜热几乎全部通过对流或辐射换热损失在外环境；同时，顶盖接受潜热后温度上升还会降低蒸汽冷凝速度，不利于提高蒸馏效率。因此设计很好的蒸馏器生产率平均也不会超过3～4l/m2.d。
太阳能蒸馏器的生产量在很大程度上取决于咸水表面与透明顶盖之间的温差，这个温差受大气变化，特别是日照强度的影响最大，其次也受到蒸馏器设计和操作技术的影响。随着这些因素不同，太阳能蒸馏器的产量在大幅度内变化，很难作出一个确切的估计，一般产量是平均每天每平方米水面可得淡水1.5～4升。
现在对于蒸馏器的研究，主要是改进它的热特性、结构形式和研制新的耐用材料，延长使用寿命，以便降低生产成本和投资。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，改变已有技术的结构，使其小型化，同时采用提高太阳能的利用效率和较大增加凝结面积的设计，加快箱中的海水(苦咸水、高含盐量污水)加热-蒸发-冷凝成淡水的速度，因此，可以得到更大的产水量，从而使太阳能蒸馏技术具有更广泛的用途。
本实用新型设计的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，包括箱体、水槽、透明盖板和压盖，其特征在于还包括进出水口、保温材料、紧固螺钉和密封条。所述的水槽上安装有进出水口，周围用保温材料包缚装入箱体中，其上装有透明盖板和压盖并通过密封条和紧固螺钉与其相对固定；所述的进出水口包括海水(苦咸水、高含盐量污水)进口、蒸馏淡水出口和蒸馏后的浓水出口，都穿过保温材料伸到箱体外面，整个蒸馏箱用支架按一定角度固定在地面上。
本实用新型设计的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，单个集热面积为1m2，产水量大于8kg/d，基本可以满足家庭饮用需求。同时还可以提供多个蒸馏箱并联连接，供给一定范围的人群使用。
附图说明
图1是本实用新型设计的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱结构示意图。
图2是。本实用新型设计的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱结构示意图的俯视图。
图1-图2中，1是海水(苦咸水、高含盐量污水)进口，2是支架，3是箱体，4是水槽，5是保温材料，6是浓海水(苦咸水、高含盐量污水)出口，7是淡水出口，8是压盖，9是高透过率玻璃盖板，10是密封条，11是紧固螺钉。
具体实施方式
如图所示，本实用新型涉及的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，包括海水(苦咸水、高含盐量污水)进口1，支架2，箱体3，水槽4，保温材料5，浓海水(苦咸水、高含盐量污水)出口6，淡水出口7，8压盖，高透过率玻璃盖板9，密封条10，紧固螺钉11。
为了在蒸馏箱中获得较高的产水量，必须采用提高太阳能的利用效率和较大增加凝结面积的设计，加快箱中的海水(苦咸水、高含盐量污水)加热-蒸发-冷凝成淡水的速度，从而得到更大的产水量。为此，本实用新型设计采取以下措施：
1，盖板9的材料
蒸馏箱盖板9的作用是透过阳光、防止箱内外空气对流、提供冷凝的冷源和保护工作系统安全。因此，必须要求有高的阳光透过率、较高的导热系数、高的抗冲击强度和良好的耐侯性，当然还要与箱体3之间保持严格的密封。通常使用的材料有玻璃或钢化玻璃、有机材料板材和塑料薄膜等。
本实用新型采用高透过率玻璃，它具有太阳光透过率高、转化温度高、退火后热应力小、热膨胀系数低等优点，同时具有良好的导热性、耐冲击性和化学稳定性。
玻璃的表面湿水性较差，为此可将凝结表面打磨成粗糙面，使原来平整光滑的表面变成可湿性表面。
为提高玻璃的透光率，在其上表面涂复一层减反射薄膜，玻璃上的减反射薄膜一般是金属陶瓷膜，如ALN，用溅射方法制造。膜的厚度只有几微米，但可增加透光率5％，同时强度很高、耐磨，能够长期使用。
2、冷凝结构
采用双层或三层冷凝结构：盖板9的最上一层为略小于蒸馏箱尺寸的整块高透过率玻璃，下面的一层或两层为沿纵向一定宽度(10～50mm)的条状高透过率玻璃，各条之间留有1～5mm间隙；条状玻璃可以横放，也可以竖放；每层之间的间距及最下一层至水槽4内水池的距离均为15～50mm。
上述结构设计可以起到几个方面的作用：一方面增加了冷凝体(盖板9)的表面积，使水蒸汽的冷凝条件趋好，冷凝速度提高，冷凝水量加大。另一方面增加了冷凝体的热容量，使水蒸汽在冷凝时放出的潜热能及时被冷凝体吸收，同时还能通过较大的表面积将大部分热量辐射到水池重复利用。下层条状玻璃盖板间的间隙令箱内高湿空气流通，有利于蒸汽的输送和热能的重复利用。
3、水槽4的结构和材料
水槽4由加入黑色填料及红外吸收材料的PVC或ABS塑料制成，可以大幅度提高塑料制品表面对全波长太阳辐射的吸收率，达到90％以上；在横向和纵向均分为若干较浅的小格呈梯形布置，横向和纵向的尺寸可为20～500mm，深度可为5～50mm，纵向分格是为了使梯形布置成为可能，横向分格是为了防止水槽4内出现热量的横向流动，充分利用早、晚的斜射阳光；为适应太阳的辐射角度和增加受光和蒸发面积，下层的小格延伸到上层小格的下面；较浅的小格容水量小，加热时消耗的热量少，有利于蒸馏过程的快速启动。
4、保温材料5
保温材料5可以是一定厚度的矿物颗粒或纤维材料，也可以是塑料发泡材料，必须充满箱体3与水槽4之间的所有空间而且没有任何缝隙。
5、密封条10的结构和材料
密封条10为口字形，可以由硅橡胶或橡塑等材料制造，置于水槽4和最上层玻璃盖板9之间，上面用压盖8压紧，再用紧固螺钉11固定。由硅橡胶或橡塑等材料制造的口字形密封条无毒且有一定弹性，能够保证密封效果。
本实用新型的一个实施例中，蒸馏箱的受光面积为0.5×0.7＝0.35m2；水槽4由加入黑色填料及红外吸收材料的PVC塑料制成；其上安装有海水(苦咸水、高含盐量污水)进口1，浓海水(苦咸水、高含盐量污水)出口6和淡水出口7；底部分为30个小格，横向5个，纵向6个，每个小格的大小约为100mm×100mm；小格的形状为坡形；下层小格以60°的角度延伸到上层小格的下面；周围用塑料发泡保温材料5包缚装入箱体3中；其上装有双层透明盖板9；透明盖板9为白色高透过率玻璃；其中，上层为整块玻璃，下层为宽度20mm的条状玻璃；两层玻璃之间及下层玻璃与水槽4底部盛水小格之间的距离均为30mm；上层盖板9与箱体3利用压盖8并通过密封条10和紧固螺钉11相对固定；海水(苦咸水、高含盐量污水)进口1、蒸馏淡水出口7和蒸馏后的浓海水(苦咸水、高含盐量污水)出口6，都穿过保温材料5伸到箱体3的外面，整个蒸馏箱用支架2按一定角度固定在地面上。运行结果表明，当日太阳辐射总量大于15MJ时该实施例的日产水量均大于2.8升，折算到1平方米受光面积的日产水量为8升，远大于现有技术蒸馏器平均每天每平方米水面可得淡水1.5～4升的蒸馏效果。

Claims (3)

1.一种太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，包括箱体、水槽、透明盖板和压盖，其特征是，还包括进出水口、保温材料、紧固螺钉和密封条，所述的水槽上安装有进出水口，周围用保温材料包缚装入箱体中，其上装有透明盖板和压盖并通过密封条和紧固螺钉与其相对固定；所述的进出水口包括海水(苦咸水、高含盐量污水)进口、蒸馏淡水出口和蒸馏后的浓水出口，都穿过保温材料伸到箱体外面，整个蒸馏箱用支架按一定角度固定在地面上。
2.根据权利要求1所述的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，其特征是，所述的水槽由加入黑色填料及红外吸收材料的塑料制成；在横向和纵向均分为若干较浅的小格呈梯形布置，横向和纵向的尺寸可为20～500mm，深度可为5～50mm；为适应太阳的辐射角度和增加蒸发面积，下层的小格延伸到上层小格的下面。
3.根据权利要求1所述的太阳能海水(苦咸水、高含盐量污水)蒸馏箱，其特征是，所述的透明盖板为适当厚度(1～6mm)的高透过率玻璃；透明盖板可以是一层，也可以是两层或三层；最上的一层为略小于蒸馏箱尺寸的整块高透过率玻璃，下面的一层或两层为沿纵向一定宽度(10～50mm)的条状高透过率玻璃；条状玻璃可以横放，也可以竖放。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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