太阳能蒸馏净水设备的制造方法【
技术领域：
】[0001]本发明是一种太阳能蒸馏净水设备，属于太阳能蒸馏净水设备的改造技术。【
背景技术：
】[0002]蒸馏技术如多效蒸馏(MED)、多级闪蒸(MSF)和压气蒸馏(VC)已经应用于海水、苦咸水和卤水的淡化，也可用于高硬度水的软化、以及高氟水、高砷水、其它受污染的水、工业废水、生活污水等的净化处理。但这些蒸馏技术需要燃用矿物燃料来供给水分蒸发所需的热量，能耗较大。近年来，由于全球水资源和能源短缺、温室效应和气候变化等环境问题日趋突出，无需消耗矿物燃料、无污染的太阳能蒸馏净水技术受到了较多的关注。[0003]涉及太阳能蒸馏净水技术(聚光型)的一些中国专利如下:200720060141“太阳能蒸馏水装置”、200720170360“一种太阳能环效净水系统”、200820229223“双功能太阳能蒸馏器”、201010108671“多凹面镜集成型蒸发式太阳能净水器”、201010500802“太阳能污水处理装置”、201110088384“一种水净化器”、201210069591“一种太阳能海水淡化机、蒸馏水机、太阳能锅炉机”、201210311957“太阳能多效蒸馏系统”、201220642796“一种太阳能蒸馏水机”、201420076621“一种太阳能海水淡化与发电装置”、201420368492“一种便携式海水淡化装置”、2015201186173“全自动太阳能蒸馏器”。[0004]国际上关于太阳能蒸馏净水技术(聚光型)的一些专利如下:W02006077593“Solardesalinat1napparatus”、W02011108771“利用太阳能的各种水蒸馈装置以及蒸饱方法”、W02012070786“Apparatusfordesalinatingseawater”、TO2013043242“用于蒸馈水的设备及其使用方法”、US2012192562“Steamgenerat1ndeviceUS2013112189“Solarsteamgenerat1n”、US8882968B1“Methodandapparatusforsolardesalinat1n”、GB0710171“Aconcentratedsolardistillat1ndesign，，、GB201113020“Opticaldesalinat1nupgraded”、DE4406365“Purificat1nofsaltwaterbydistillat1nincontainer-transportablesolarstill，，、JP2009138673“太陽熱蒸留装置”、JP2009044851“淡水化装置”、KR20080103762“Solarheatcollectingandheatingapparatusandsolar-heatedhot-waterboilerwiththesame，，。[0005]这些聚光型太阳能蒸馏净水装置通常包括聚光器和设置在聚光器的焦点处的蒸馏罐(或蒸馏槽)，聚光器将太阳光聚焦照射到蒸馏罐底部(或侧壁)，使蒸馏罐内的待处理原水受热蒸发为水蒸气，水蒸气冷凝后得到蒸馏水。[0006]现有的聚光型太阳能蒸馏净水技术有以下缺点:(1)光反射损失较大聚光器聚焦照射到蒸馏罐底部的太阳辐射只有部分能够被蒸馏罐底部吸收转化为热能，其余会被蒸馏罐底部反射损失掉。太阳辐射反射率主要受材料种类和表面性质的影响。普通不锈钢板的太阳辐射反射率可高达40至60%。由于选择性吸收太阳辐射涂层不能承受焦斑高温，不能以蒸馏罐底部涂覆选择性吸收太阳辐射涂层的方式来提高太阳辐射吸收率。现有技术一般是在蒸馏罐底部涂覆无光泽黑色油漆来增加太阳辐射的吸收，但仍然会有较大的光反射损失。[0007](2)对流热损失较大蒸馏罐底部(及侧壁)与外界冷空气直接接触，当环境气温低，风速大时，其对流热损失较大。尤其是在大部分蒸馏操作时间内蒸馏罐内水温达80至100°C，而且光热转换(即太阳辐射能转换为热能)发生在蒸馏罐底部外表面，使得蒸馏罐底部的温度高于100°C，蒸馏罐底部与外界冷空气之间的温度差远大于蒸馏罐底部与其内部的沸腾的水之间的温度差。因此，蒸馏罐通过对流传热方式向周围冷空气散失的热量较大。[0008](3)蒸馏罐容易结垢，降低传热性能当蒸馏罐内的待处理污水中的水分受热蒸发为水蒸气排出后，蒸馏罐内污水被浓缩，高浓度污染物容易在蒸馏罐内壁面形成垢层。这些垢层大幅度地降低蒸馏罐壁与污水之间的对流传热系数，导致蒸馏罐底部接收到的太阳光斑能量更多地向周围冷空气散失，而不是传递给蒸馏罐内的污水。[0009](4)传热热阻较大在蒸馏罐外壁面发生的太阳光热转换产生的热能需要以热传导的方式经过黑色油漆层、蒸馏罐壁、垢层传导至蒸馏罐内，然后再以对流传热的方式传递给蒸馏罐内的水，其传热步骤较多，传热热阻较大，热效率(定义为用于蒸馏罐内的水加热和蒸发的热能占聚光器的采光面积所接收到的太阳辐射能的百分比)一般低于30%。[0010](5)蒸馏罐容易腐蚀当待处理原水含有较多的盐分或金属离子时(如海水、苦咸水、卤水的盐分可高达5%)，在蒸馏操作温度下，容易发生电化学腐蚀反应，导致蒸馏罐壁被腐蚀。因此，太阳能蒸馏净水设备需要采取防腐蚀措施(如在待处理原水中投加化学阻垢剂)，增加了成本。【
发明内容】[0011]本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种具有较高热效率的太阳能蒸馏净水设备。本发明结构简单，费用低廉，方便携带。[0012]本发明的技术方案是:本发明的太阳能蒸馏净水设备，包括有太阳能聚光器、支架、蒸馏罐，其中蒸馏罐放置于支架上，太阳能聚光器使太阳光反射的光斑聚焦至蒸馏罐，蒸馏罐通过水蒸气排出管道与冷凝器连接，冷凝器设有蒸馏水排出口，焦斑能量加热蒸馏罐内的待处理原水，待处理原水加热升温后产生的水蒸气经水蒸气排出管道通入冷凝器，水蒸气在冷凝器内冷凝得到的蒸馏水经蒸馏水排出口排出。[0013]上述蒸馏罐设置有平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸热体，所述平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸热体位于聚光器的反射聚焦光斑的焦点。[0014]上述蒸馏罐的壁面上设置有光导管，所述光导管的光导入口所处位置是位于聚光器的焦点，所述光导管的光导入口的直径不小于聚光器聚焦光斑的直径，所述光导管的光导出口上设置有平板玻璃窗或者凹洞玻璃窗或者凹洞吸热体，所述蒸馏罐的水蒸气排出管道通入冷凝器。[0015]上述蒸馏罐的中空腔体内设有位于液面以下的吸热盘，吸热盘通过拉杆与上盖连接，其中拉杆的下端连接吸热盘，拉杆的上部与上盖通过螺纹连接。[0016]本发明的太阳能蒸馏净水设备采用聚光器聚焦的光斑经玻璃窗射入蒸馏罐内部的结构，太阳能光热转换发生在蒸馏罐内部，属于内加热方式。现有技术的聚光型太阳能蒸馏净水设备为聚光器聚焦的光斑照射蒸馏罐外壁面，太阳能光热转换发生在蒸馏罐外部，属于外加热方式。本发明与现有技术相比较，具有以下的有益效果:(1)减少光反射损失本发明设置的玻璃窗容易透过太阳辐射，其光反射损失比起太阳辐射照射蒸馏罐金属壁面要小。[0017](2)减少对流热损失本发明的太阳光热转换发生在蒸馏罐内部，蒸馏罐外表面的温度较低，其与周围流动空气之间的对流换热引起的对流热损失较小。[0018](3)减少蒸馏罐结垢对传热性能的影响本发明的太阳光热转换主要发生在蒸馏罐内部的吸热盘和内壁面，太阳光热转换产生的热能直接用于加热蒸馏罐内部的待处理原水，不用经过蒸馏罐壁面的热传导，因此本发明的加热效果不受蒸馏罐壁面垢层的影响。[0019](4)减少传热热阻本发明的太阳光热转换发生在蒸馏罐内部，太阳光热转换产生的热能直接用于加热待处理原水，其传热过程仅涉及蒸馏罐内部的吸热盘和/或内壁面与待处理原水之间的对流传热机理，因此传热热阻较小。[0020](5)可避免蒸馏罐壁腐蚀的问题由于本发明中太阳光热转换产生的热能直接用于加热蒸馏罐内部的待处理原水，不用经过蒸馏罐壁面的热传导，因此没有必要使用金属材料制作蒸馏罐体。本发明可以使用非金属材料(如橡胶、塑料)制作蒸馏罐体，可完全避免现有技术采用金属材料制作的蒸馏罐壁出现的腐蚀问题。采用非金属材料制作蒸馏罐，还具有重量轻、方便携带、材料成本低等优点。[0021](6)具有杀菌消毒的作用本发明中太阳能聚光器聚焦光斑中的高强度紫外线直接照射待处理原水，可杀灭原水含有的细菌、病毒等，因此本发明同时具有良好的杀菌消毒的作用。【附图说明】[0022]图1是本发明实施例1太阳能蒸馏净水设备的示意图。[0023]图2是本发明实施例1的当前第1页1 2 3 4