本實(shí)用新型屬于工程技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種利用太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能,進(jìn)而加熱溶液,高效產(chǎn)生蒸汽的裝置,具體為一種基于光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生蒸汽的裝置。
背景技術(shù):太陽(yáng)能一直是人們比較理想的清潔能源,而太陽(yáng)能的光熱轉(zhuǎn)化利用成為太陽(yáng)能能源利用的重要形式。其中光熱轉(zhuǎn)化一個(gè)重要的研究方向?yàn)樘?yáng)能蒸汽。所謂的太陽(yáng)能蒸汽主要是利用太陽(yáng)能將液體加熱產(chǎn)生蒸汽的過(guò)程。該項(xiàng)技術(shù)由于沒有消耗除太陽(yáng)能以外的能源,綠色環(huán)保,使得該項(xiàng)技術(shù)在海水淡化,污水提純,不同溶劑分離,熱蒸汽滅菌等方面的應(yīng)用成為人們追逐的熱點(diǎn)。太陽(yáng)能蒸汽在轉(zhuǎn)化過(guò)程中,吸收體接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能,主要有三部分去處,第一,將溶液轉(zhuǎn)化為溶液蒸汽,第二,通過(guò)熱傳導(dǎo)將部分熱量傳入到吸收體所處的溶液中,第三,吸收體本身溫度升高,有一部分熱量輻射出去。其中熱能的去處一是我們希望得到的利用形式,而二三的去處往往被稱為熱損耗。在熱損耗中,熱傳導(dǎo)所占的比例往往較大,只有有效的降低熱量傳導(dǎo)到塊體液面里的熱量,才能有效的提高太陽(yáng)能蒸汽的轉(zhuǎn)換效率。目前的研究主要是將吸收體直接漂浮在溶液表面,來(lái)進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)換,進(jìn)而產(chǎn)生溶液蒸汽。現(xiàn)有技術(shù)的局限性在于,吸收體和塊體液面直接接觸,吸收體和液面之間沒有很好的熱絕熱。吸收體所產(chǎn)生的熱量有較大一部分直接傳入到吸收體下的液體中,不能很好的起到局部加熱的效果,其結(jié)果直接造成液體蒸氣生成較慢,光熱轉(zhuǎn)化效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)光熱轉(zhuǎn)換效率低的問(wèn)題,需要提出一種不消耗額外能源,高效,低成本,可規(guī)?;恼羝a(chǎn)生裝置。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:一種基于光熱轉(zhuǎn)換產(chǎn)生蒸汽的裝置,包括吸收體、液體展開層、絕熱層和泵水體,液體展開層設(shè)置在吸收體和絕熱層之間,絕熱層設(shè)有若干小孔,泵水體穿過(guò)所述小孔將液體傳輸至液體展開層,其中液體展開層和泵水體均為多孔材料。吸收體優(yōu)選為氧化石墨烯薄膜。液體展開層優(yōu)選為紗布。絕熱層采用的材料密度小于水的密度,熱導(dǎo)率小于0.1W/mK,優(yōu)選發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫。泵水體優(yōu)選為棉芯。本實(shí)用新型中,液體在多孔材料的毛細(xì)管力作用下,到達(dá)絕熱層上的液體展開層,其中液體展開層讓液體更好的浸潤(rùn)到吸收體內(nèi),絕熱層增大吸收體與外部的熱阻,限制熱量的傳遞,減小熱量損失,將熱量會(huì)聚。當(dāng)太陽(yáng)光照射到吸收體上時(shí),吸收體將太陽(yáng)光吸收進(jìn)來(lái)轉(zhuǎn)化為熱量,而液體在毛細(xì)管力的推動(dòng)下經(jīng)泵水體將液體泵到液體展開層中,液體在液體展開層中通過(guò)毛細(xì)管力繼續(xù)傳遞,供應(yīng)給吸收體的每一個(gè)部位,進(jìn)而進(jìn)入吸收體內(nèi)。吸收體轉(zhuǎn)化來(lái)的熱量會(huì)加熱這部分通過(guò)毛細(xì)管力傳遞上來(lái)的液體,從而產(chǎn)生液體蒸汽。而在此過(guò)程中,吸收體所產(chǎn)生的熱量會(huì)匯聚在吸收體內(nèi),使其局部溫度較高,其原因是設(shè)計(jì)的絕熱層使熱量傳遞受阻。因此,在吸收體局部產(chǎn)生高溫,從而高效的將溶液轉(zhuǎn)化為蒸汽,蒸汽走后,又有液體進(jìn)入吸收體內(nèi),不斷循環(huán)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)比較,具有以下突出優(yōu)點(diǎn):(1)本實(shí)用新型裝置只借助于太陽(yáng)能,在工作過(guò)程中,不消耗其它形式的能量。(2)本實(shí)用新型裝置采用多孔材料,利用多孔材料的毛細(xì)管力,結(jié)合絕熱層的設(shè)計(jì),得到獨(dú)特的“燈芯”結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將供水和傳熱有效的分離,實(shí)現(xiàn)了較高的光熱轉(zhuǎn)化效率。(3)本實(shí)用新型裝置所采用的材料價(jià)格低廉,而且加工過(guò)程簡(jiǎn)易,利于規(guī)?;苽?。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型去除吸收體和液體展開層后的裝置俯視圖。圖3為本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于污水處理的示意圖。圖4為本實(shí)用新型裝置應(yīng)用于海水淡化的示意圖。具體實(shí)施方式如圖1,本實(shí)用新型包括吸收體1、液體展開層2、絕熱層3和泵水體4,液體展開層2設(shè)置在吸收體1和絕熱層3之間,絕熱層3設(shè)有若干小孔,泵水體4穿過(guò)所述小孔將液體傳輸至液體展開層2,如圖2所示,其中液體展開層和泵水體均為多孔材料。下面通過(guò)污水提純和海水淡化的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施。實(shí)施例一:如圖3所示,對(duì)污水進(jìn)行提純,吸收體1采用氧化石墨烯薄膜,液體展開層2采用紗布,絕熱層3采用發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫,泵水體4采用棉芯,液體6為污水,裝在水池5中,污水通過(guò)棉芯,在毛細(xì)管力的推動(dòng)下,進(jìn)入紗布,在紗布內(nèi)繼續(xù)傳遞,進(jìn)而進(jìn)入整個(gè)氧化石墨烯薄膜。當(dāng)太陽(yáng)8照射到氧化石墨烯薄膜上時(shí),氧化石墨烯薄膜將照射來(lái)的太陽(yáng)能量轉(zhuǎn)化為熱量,進(jìn)而加熱進(jìn)入氧化石墨烯薄膜內(nèi)的污水,使水產(chǎn)生水蒸氣7,水蒸氣7進(jìn)入到大氣中,而剩余的溶解物沉淀下來(lái),起到污水提純處理的效果。在溫度為30度左右,濕度為30%的天氣下,從早上9點(diǎn)至下午16點(diǎn),污水的處理量為1.3Kg/m2h,在同等條件下,是正常揮發(fā)的5倍。實(shí)施例二:如圖4所示,進(jìn)行海水淡化,吸收體1采用氧化石墨烯薄膜,液體展開層2采用紗布,絕熱層3采用發(fā)泡的聚苯乙烯泡沫,泵水體4采用棉芯,液體6為海水,裝在水池5中,裝置外設(shè)有透光罩10,透光罩10內(nèi)即為淡水收集腔9。海水通過(guò)棉芯,在毛細(xì)管力的推動(dòng)下,進(jìn)入紗布,在紗布內(nèi)繼續(xù)傳遞,進(jìn)而進(jìn)入整個(gè)氧化石墨烯薄膜。當(dāng)太陽(yáng)8的光透過(guò)透光罩10照射到氧化石墨烯薄膜上時(shí),氧化石墨烯薄膜將照射來(lái)的太陽(yáng)能量轉(zhuǎn)化為熱量,進(jìn)而加熱進(jìn)入氧化石墨烯薄膜內(nèi)的海水,使水產(chǎn)生水蒸氣7,水蒸氣7在透光罩10的阻隔下匯集在淡水收集腔9內(nèi),在淡水收集腔9內(nèi)冷凝,即得到淡水,起到了海水淡化的效果。