太陽能蒸餾凈水設備的制造方法【
技術領域：
】[0001]本發(fā)明是一種太陽能蒸餾凈水設備，屬于太陽能蒸餾凈水設備的改造技術?！?br>背景技術：
】[0002]蒸餾技術如多效蒸餾(MED)、多級閃蒸(MSF)和壓氣蒸餾(VC)已經應用于海水、苦咸水和鹵水的淡化，也可用于高硬度水的軟化、以及高氟水、高砷水、其它受污染的水、工業(yè)廢水、生活污水等的凈化處理。但這些蒸餾技術需要燃用礦物燃料來供給水分蒸發(fā)所需的熱量，能耗較大。近年來，由于全球水資源和能源短缺、溫室效應和氣候變化等環(huán)境問題日趨突出，無需消耗礦物燃料、無污染的太陽能蒸餾凈水技術受到了較多的關注。[0003]涉及太陽能蒸餾凈水技術(聚光型)的一些中國專利如下:200720060141“太陽能蒸餾水裝置”、200720170360“一種太陽能環(huán)效凈水系統(tǒng)”、200820229223“雙功能太陽能蒸餾器”、201010108671“多凹面鏡集成型蒸發(fā)式太陽能凈水器”、201010500802“太陽能污水處理裝置”、201110088384“一種水凈化器”、201210069591“一種太陽能海水淡化機、蒸餾水機、太陽能鍋爐機”、201210311957“太陽能多效蒸餾系統(tǒng)”、201220642796“一種太陽能蒸餾水機”、201420076621“一種太陽能海水淡化與發(fā)電裝置”、201420368492“一種便攜式海水淡化裝置”、2015201186173“全自動太陽能蒸餾器”。[0004]國際上關于太陽能蒸餾凈水技術(聚光型)的一些專利如下:W02006077593“Solardesalinat1napparatus”、W02011108771“利用太陽能的各種水蒸饋裝置以及蒸飽方法”、W02012070786“Apparatusfordesalinatingseawater”、TO2013043242“用于蒸饋水的設備及其使用方法”、US2012192562“Steamgenerat1ndeviceUS2013112189“Solarsteamgenerat1n”、US8882968B1“Methodandapparatusforsolardesalinat1n”、GB0710171“Aconcentratedsolardistillat1ndesign，，、GB201113020“Opticaldesalinat1nupgraded”、DE4406365“Purificat1nofsaltwaterbydistillat1nincontainer-transportablesolarstill，，、JP2009138673“太陽熱蒸留裝置”、JP2009044851“淡水化裝置”、KR20080103762“Solarheatcollectingandheatingapparatusandsolar-heatedhot-waterboilerwiththesame，，。[0005]這些聚光型太陽能蒸餾凈水裝置通常包括聚光器和設置在聚光器的焦點處的蒸餾罐(或蒸餾槽)，聚光器將太陽光聚焦照射到蒸餾罐底部(或側壁)，使蒸餾罐內的待處理原水受熱蒸發(fā)為水蒸氣，水蒸氣冷凝后得到蒸餾水。[0006]現(xiàn)有的聚光型太陽能蒸餾凈水技術有以下缺點:(1)光反射損失較大聚光器聚焦照射到蒸餾罐底部的太陽輻射只有部分能夠被蒸餾罐底部吸收轉化為熱能，其余會被蒸餾罐底部反射損失掉。太陽輻射反射率主要受材料種類和表面性質的影響。普通不銹鋼板的太陽輻射反射率可高達40至60%。由于選擇性吸收太陽輻射涂層不能承受焦斑高溫，不能以蒸餾罐底部涂覆選擇性吸收太陽輻射涂層的方式來提高太陽輻射吸收率?，F(xiàn)有技術一般是在蒸餾罐底部涂覆無光澤黑色油漆來增加太陽輻射的吸收，但仍然會有較大的光反射損失。[0007](2)對流熱損失較大蒸餾罐底部(及側壁)與外界冷空氣直接接觸，當環(huán)境氣溫低，風速大時，其對流熱損失較大。尤其是在大部分蒸餾操作時間內蒸餾罐內水溫達80至100°C，而且光熱轉換(即太陽輻射能轉換為熱能)發(fā)生在蒸餾罐底部外表面，使得蒸餾罐底部的溫度高于100°C，蒸餾罐底部與外界冷空氣之間的溫度差遠大于蒸餾罐底部與其內部的沸騰的水之間的溫度差。因此，蒸餾罐通過對流傳熱方式向周圍冷空氣散失的熱量較大。[0008](3)蒸餾罐容易結垢，降低傳熱性能當蒸餾罐內的待處理污水中的水分受熱蒸發(fā)為水蒸氣排出后，蒸餾罐內污水被濃縮，高濃度污染物容易在蒸餾罐內壁面形成垢層。這些垢層大幅度地降低蒸餾罐壁與污水之間的對流傳熱系數(shù)，導致蒸餾罐底部接收到的太陽光斑能量更多地向周圍冷空氣散失，而不是傳遞給蒸餾罐內的污水。[0009](4)傳熱熱阻較大在蒸餾罐外壁面發(fā)生的太陽光熱轉換產生的熱能需要以熱傳導的方式經過黑色油漆層、蒸餾罐壁、垢層傳導至蒸餾罐內，然后再以對流傳熱的方式傳遞給蒸餾罐內的水，其傳熱步驟較多，傳熱熱阻較大，熱效率(定義為用于蒸餾罐內的水加熱和蒸發(fā)的熱能占聚光器的采光面積所接收到的太陽輻射能的百分比)一般低于30%。[0010](5)蒸餾罐容易腐蝕當待處理原水含有較多的鹽分或金屬離子時(如海水、苦咸水、鹵水的鹽分可高達5%)，在蒸餾操作溫度下，容易發(fā)生電化學腐蝕反應，導致蒸餾罐壁被腐蝕。因此，太陽能蒸餾凈水設備需要采取防腐蝕措施(如在待處理原水中投加化學阻垢劑)，增加了成本。【
發(fā)明內容】[0011]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種具有較高熱效率的太陽能蒸餾凈水設備。本發(fā)明結構簡單，費用低廉，方便攜帶。[0012]本發(fā)明的技術方案是:本發(fā)明的太陽能蒸餾凈水設備，包括有太陽能聚光器、支架、蒸餾罐，其中蒸餾罐放置于支架上，太陽能聚光器使太陽光反射的光斑聚焦至蒸餾罐，蒸餾罐通過水蒸氣排出管道與冷凝器連接，冷凝器設有蒸餾水排出口，焦斑能量加熱蒸餾罐內的待處理原水，待處理原水加熱升溫后產生的水蒸氣經水蒸氣排出管道通入冷凝器，水蒸氣在冷凝器內冷凝得到的蒸餾水經蒸餾水排出口排出。[0013]上述蒸餾罐設置有平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸熱體，所述平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸熱體位于聚光器的反射聚焦光斑的焦點。[0014]上述蒸餾罐的壁面上設置有光導管，所述光導管的光導入口所處位置是位于聚光器的焦點，所述光導管的光導入口的直徑不小于聚光器聚焦光斑的直徑，所述光導管的光導出口上設置有平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸熱體，所述蒸餾罐的水蒸氣排出管道通入冷凝器。[0015]上述蒸餾罐的中空腔體內設有位于液面以下的吸熱盤，吸熱盤通過拉桿與上蓋連接，其中拉桿的下端連接吸熱盤，拉桿的上部與上蓋通過螺紋連接。[0016]本發(fā)明的太陽能蒸餾凈水設備采用聚光器聚焦的光斑經玻璃窗射入蒸餾罐內部的結構，太陽能光熱轉換發(fā)生在蒸餾罐內部，屬于內加熱方式?，F(xiàn)有技術的聚光型太陽能蒸餾凈水設備為聚光器聚焦的光斑照射蒸餾罐外壁面，太陽能光熱轉換發(fā)生在蒸餾罐外部，屬于外加熱方式。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比較，具有以下的有益效果:(1)減少光反射損失本發(fā)明設置的玻璃窗容易透過太陽輻射，其光反射損失比起太陽輻射照射蒸餾罐金屬壁面要小。[0017](2)減少對流熱損失本發(fā)明的太陽光熱轉換發(fā)生在蒸餾罐內部，蒸餾罐外表面的溫度較低，其與周圍流動空氣之間的對流換熱引起的對流熱損失較小。[0018](3)減少蒸餾罐結垢對傳熱性能的影響本發(fā)明的太陽光熱轉換主要發(fā)生在蒸餾罐內部的吸熱盤和內壁面，太陽光熱轉換產生的熱能直接用于加熱蒸餾罐內部的待處理原水，不用經過蒸餾罐壁面的熱傳導，因此本發(fā)明的加熱效果不受蒸餾罐壁面垢層的影響。[0019](4)減少傳熱熱阻本發(fā)明的太陽光熱轉換發(fā)生在蒸餾罐內部，太陽光熱轉換產生的熱能直接用于加熱待處理原水，其傳熱過程僅涉及蒸餾罐內部的吸熱盤和/或內壁面與待處理原水之間的對流傳熱機理，因此傳熱熱阻較小。[0020](5)可避免蒸餾罐壁腐蝕的問題由于本發(fā)明中太陽光熱轉換產生的熱能直接用于加熱蒸餾罐內部的待處理原水，不用經過蒸餾罐壁面的熱傳導，因此沒有必要使用金屬材料制作蒸餾罐體。本發(fā)明可以使用非金屬材料(如橡膠、塑料)制作蒸餾罐體，可完全避免現(xiàn)有技術采用金屬材料制作的蒸餾罐壁出現(xiàn)的腐蝕問題。采用非金屬材料制作蒸餾罐，還具有重量輕、方便攜帶、材料成本低等優(yōu)點。[0021](6)具有殺菌消毒的作用本發(fā)明中太陽能聚光器聚焦光斑中的高強度紫外線直接照射待處理原水，可殺滅原水含有的細菌、病毒等，因此本發(fā)明同時具有良好的殺菌消毒的作用?！靖綀D說明】[0022]圖1是本發(fā)明實施例1太陽能蒸餾凈水設備的示意圖。[0023]圖2是本發(fā)明實施例1的當前第1頁1 2 3 4