一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置

1.本实用新型属于海水淡化设备技术领域，具体涉及一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置。


背景技术：

2.淡水资源短缺问题是全球面临的重大危机，相比于反渗透海水淡化技术和蒸馏法海水淡化技术，由于太阳能取之不尽、用之不竭，以太阳能为驱动的海水淡化方法，不消耗化石能源，为绿色解决水资源短缺问题提供了新的途径，太阳能驱动界面蒸发海水淡化技术(光热海水淡化技术)能够将太阳能转化为热量局限在蒸发界面，蒸发过程发生在液体和气体的分界面上，相比于其他太阳能驱动海水淡化技术更有优势，然而，如何提高太阳能界面蒸发器光热转换效率和蒸发速率进一步实现淡化水的高效生产同时对海水中的微生物进行灭活进而获得直饮水仍是人类面临的挑战，光热转换材料是实现海水输运、光热转换以及海水界面蒸发的关键，为了进一步提高太阳能驱动界面蒸发海水淡化效率，学者们开发了各种光热转换材料，比如金属纳米颗粒、金属氧化物、各种碳基材料、聚合物、半导体、生物质水凝胶等，这些材料在太阳光照射下基于等离子体共振或电子跃迁原理，展现了较强的光热转换能力。特别是多孔碳基材料，不仅光热转换效率高、而且海水淡化过程中抑制结晶盐的产生，从而表现出优异的界面蒸发海水淡化性能。
3.海中的微生物给人类健康带来巨大威胁，而现有设备的界面海水蒸发温度通常不高于50℃，该温度并不能有效杀灭海洋微生物，而现有的界面蒸发海水淡化系统中，绝大数通过提高光热转换材料提高海水淡化效率，对于能够有效杀灭海水中微生物，高效获得直饮水的界面蒸发海水淡化装置较少。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是现有界面蒸发海水淡化装置中光热转换材料海水淡化效率低，蒸发表面抗盐结晶性能差，蒸发过程中海水中微生物不能有效被杀灭，淡化水作为直饮水对人类健康带来潜在威胁，针对此问题，现提供一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，通过只利用太阳能实现直饮水的高效获取。
5.本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，包括漂浮板、淡化水收集器、透光照、多孔泡沫碳、石英玻璃窗、紫外灯、逆变器、蓄电池、太阳能电池板、太阳能控制器和隔热材料，所述多孔泡沫碳包括多孔泡沫碳下表面和多孔泡沫碳上表面，所述透光照设置在淡化水收集器的槽中，所述多孔泡沫碳位于透光照正下方，所述透光照侧面固定连接有紫外灯。
6.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述漂浮板中间开设有开孔，且开孔内部固定连接有多孔泡沫碳，所述多孔泡沫碳下方固定连接有隔热材料，所述漂浮板上方固定连接有淡化水收集器、透光照、逆变器、蓄电池、太阳能电池板和太阳能控制器，通过使用多孔泡沫碳作为光热转换材料，实现太阳能驱动海水界面蒸发。
7.作为本实用新型的一种优选技术方案，所述透光照侧面开设有紫外灯相适宜的开孔，且开孔内部密封连接有石英玻璃窗，所述太阳能电池板电性连接有太阳能控制器，所述太阳能控制器电性连接有蓄电池，所述蓄电池电性连接有逆变器，所述逆变器电性连接有紫外灯，通过使用太阳能光伏发电系统给紫外消毒灯供电，紫外灯照射，实现微生物的高效消杀。
8.本实用新型具有以下优点：使用多孔泡沫碳作为光热转换材料，实现太阳能驱动海水界面蒸发；使用太阳能光伏发电系统给紫外消毒灯供电，紫外灯照射光热转换材料蒸发表面水膜和界面蒸发产生的蒸汽，实现微生物的高效消杀；本装置在无电能和化石能源等消耗的前提下，利用太阳能从海水中高效获得了直饮水。
附图说明
9.图1是本实用新型一优选实施例的一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置的工作流程图。
10.附图标记说明：1、漂浮板；2、淡化水收集器；3、透光照；4、多孔泡沫碳；41、多孔泡沫碳下表面；42、多孔泡沫碳上表面；5、石英玻璃窗；6、紫外灯；7、逆变器；8、蓄电池；9、太阳能电池板； 10、太阳能控制器；11、隔热材料。
具体实施方式
11.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
12.请结合参阅图1，本实用新型一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，包括漂浮板1、淡化水收集器2、透光照3、多孔泡沫碳4、石英玻璃窗5、紫外灯6、逆变器7、蓄电池8、太阳能电池板9、太阳能控制器10和隔热材料11，多孔泡沫碳4包括多孔泡沫碳下表面41和多孔泡沫碳上表面42，透光照3设置在淡化水收集器 2的槽中，多孔泡沫碳4位于透光照3正下方，透光照3侧面固定连接有紫外灯6，通过使用多孔泡沫碳4便于吸收太阳能，便于对海水进行进行加热蒸发，通过使用紫外灯6可以海水进行杀菌，同时节约了能量。
13.其中，漂浮板1中间固定连接有多孔泡沫碳4，漂浮板1中间开设有与多孔泡沫碳4相适应的开孔，隔热材料11顶部固定连接有多孔泡沫碳4，漂浮板1上方固定连接有淡化水收集器2、透光照3、逆变器7、蓄电池8、太阳能电池板9和太阳能控制器10。
14.其中，透光照3通过开孔卡接有紫外灯6，开孔中间密封有石英玻璃窗5，便于装置的使用，紫外灯6电性连接有逆变器7，逆变器 7电性连接有蓄电池8，蓄电池8电性连接有太阳能控制器10，太阳能控制器10电性连接有太阳能电池板9，便于对紫外灯6进行供电。
15.具体的，首先通过多孔泡沫碳下表面41与海水润湿的隔热材料 11接触时，可通过毛细力将隔热材料11上表面海水输运到多孔泡沫碳上表面42形成水膜，太阳光透过透光照3照射多孔泡沫碳4时，多孔泡沫碳4可将光能转化为热能，热量加热多孔泡沫碳上表面42 水分使其蒸发产生水蒸气，蒸汽从多孔泡沫碳上表面42溢出上升到透光照3过程中通过紫外灯6照射蒸汽进行微生物消杀，同时紫外灯 6照射光热转换材料蒸发表面水膜进行微生物消杀，蒸汽接触透光照 3凝结产生淡化水，淡化水通过淡化水收集器2收集，石英玻璃窗5 紫外光透过性能好，有利于微生物的高效消杀，太阳能电池板9的作用为将太阳能光子转化为电能，太阳能控制器10控制整个系统的状态，同时对蓄电池8的过充电、过放电起到保护
作用，蓄电池8功能主要是蓄电与放电，储存由太阳能电池板9转化过来的电能，同时经逆变器7将直流电能转化为交流电能为紫外灯6供电。
16.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
17.本实用新型中其他未详述部分均属于现有技术，故在此不再赘述。
18.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，其特征在于，包括漂浮板(1)、淡化水收集器(2)、透光照(3)、多孔泡沫碳(4)、石英玻璃窗(5)、紫外灯(6)、逆变器(7)、蓄电池(8)、太阳能电池板(9)、太阳能控制器(10)和隔热材料(11)，所述多孔泡沫碳(4)包括多孔泡沫碳下表面(41)和多孔泡沫碳上表面(42)，所述透光照(3)设置在淡化水收集器(2)的槽中，所述多孔泡沫碳(4)位于透光照(3)正下方，所述透光照(3)侧面固定连接有紫外灯(6)。2.如权利要求1所述的一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，其特征在于，所述漂浮板(1)中间开设有开孔，且开孔内部固定连接有多孔泡沫碳(4)，所述多孔泡沫碳(4)下方固定连接有隔热材料(11)，所述漂浮板(1)上方固定连接有淡化水收集器(2)、透光照(3)、逆变器(7)、蓄电池(8)、太阳能电池板(9)和太阳能控制器(10)。3.如权利要求1所述的一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，其特征在于，所述透光照(3)侧面开设有紫外灯(6)相适宜的开孔，且开孔内部密封连接有石英玻璃窗(5)，所述太阳能电池板(9)电性连接有太阳能控制器(10)，所述太阳能控制器(10)电性连接有蓄电池(8)，所述蓄电池(8)电性连接有逆变器(7)，所述逆变器(7)电性连接有紫外灯(6)。

技术总结
一种用于直饮水制备的太阳能驱动海水淡化装置，包括漂浮板、淡化水收集器、透光照、多孔泡沫碳、石英玻璃窗、紫外灯、逆变器、蓄电池、太阳能电池板、太阳能控制器和隔热材料，多孔泡沫碳包括多孔泡沫碳下表面和多孔泡沫碳上表面，透光照设置在淡化水收集器的槽中，多孔泡沫碳位于透光照正下方，透光照侧面固定连接有紫外灯，本实用新型具有以下优点：使用多孔泡沫碳作为光热转换材料，实现太阳能驱动海水界面蒸发；使用太阳能光伏发电系统给紫外消毒灯供电，紫外灯照射光热转换材料蒸发表面水膜和界面蒸发产生的蒸汽，实现微生物的高效消杀；本装置在无电能和化石能源等消耗的前提下，利用太阳能从海水中高效获得了直饮水。利用太阳能从海水中高效获得了直饮水。利用太阳能从海水中高效获得了直饮水。


技术研发人员：李朝林 徐东川 王文辉 苏闯建
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：2022.02.24
技术公布日：2022/6/30