海水蒸馏模组、海水蒸馏装置、海水蒸馏系统及蒸馏方法

1.本发明的实施例属于海水淡化技术领域，特别涉及一种海水蒸馏模组、海水蒸馏装置、海水蒸馏系统及蒸馏方法。


背景技术：

2.淡水短缺是当今世界普遍关注的问题。地球上97.5％的水资源都是海水，特别是在岛礁地区，淡水不易得，海水是淡水生产的理想原料。偏远岛屿通常缺乏集中能源供应，大规模的商用海水淡化系统，如反渗透、多级闪蒸、多效蒸馏等几乎不可行。


技术实现要素：

3.本发明实施方式的目的在于设计一种海水蒸馏模组、海水蒸馏装置、海水蒸馏系统及蒸馏方法，可通过吸收热能的方式对海水实现蒸馏，从而可满足岛礁地区的淡水的生产。
4.为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种海水蒸馏模组，包括：
5.料液层；所述料液层具有引导海水进入进液侧、引导海水流出的出液侧；
6.气隙层，与所述料液层彼此相对设置；
7.透气层，设置于所述料液层和所述气隙层之间，用于隔开所述料液层和所述气隙层；所述透气层用于进入所述料液层内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入所述气隙层；
8.冷凝层，用于对进入所述气隙层的水蒸气进行冷凝，使水蒸气冷凝产生淡水。
9.在一种具体实施方式中，所述进液侧和所述出液侧朝着彼此相互远离的方向设置，所述海水蒸馏模组还包括：隔开部件，设置于所述料液层内，并沿所述进液侧至所述出液侧的方向，将所述料液层分隔成连续的s形流道。在一种具体实施方式中，所述隔开部件由所述透气层有部分朝所述料液层内凸出形成。在一种具体实施方式中，所述透气层为具有光热转化性能和透气性能的光热膜；或者，所述透气层为具备透气性能的疏水薄膜。在一种具体实施方式中，所述冷凝层为具有导热性能的金属板件。
10.另外，本发明的实施例还提供了一种海水蒸馏装置，包括：若干个如上所述的海水蒸馏模组，各所述海水蒸馏模组依次堆叠设置；
11.其中，至少位于最上层的所述海水蒸馏模组的所述透气层为光热膜，由所述光热膜吸收光能，并将吸收的光能转化为热能，对通过该所述海水蒸馏模组的所述料液层的海水进行加热，使海水受热时产生的水蒸气进入该所述海水蒸馏模组的所述气隙层。
12.在一种具体实施方式中，各所述海水蒸馏模组沿堆叠方向并联设置；或者，各所述海水蒸馏模组沿堆叠方向依次串联连接。在一种具体实施方式中，最上层的所述海水蒸馏模组还包括：封闭该所述海水蒸馏模组的所述料液层的透光盖板。
13.另外，本发明的实施例还提供了一种海水蒸馏系统，包括：
14.存储容器，用于储存海水；
15.如上所述海水蒸馏装置；
16.输送装置，用于将所述存储容器内存储的海水，送入所述海水蒸馏装置的至少一个所述海水蒸馏模组的所述料液层；
17.盐水收集容器，用于收集从至少一个海水蒸馏模组的所述料液层排出的盐水；
18.淡水收集容器，用于收集各所述海水蒸馏模组的各所述气隙层内的淡水；
19.主控装置，与所述输送装置电连接，用于控制所述输送装置向所述海水蒸馏装置输送海水的速率。
20.在一种具体实施方式中，所述海水蒸馏系统还包括：储能加热装置，所述储能加热装置用于吸收太阳能，并用于对进入各所述海水蒸馏模组的所述料液层内的海水进行加热；其中，所述储能加热装置还与所述主控装置电连接，所述主控装置用于所述检测模块检测到的光照强度低于预设值时，打开所述储能加热装置，使所述储能加热装置对进入各所述海水蒸馏模组的所述料液层内的海水进行加热。在一种具体实施方式中，所述储能加热装置包括：储能模块，与所述主控装置电连接，用于吸收太阳能，并将吸收的太阳能转化为电能进行存储；若干个加热模块，均与所述主控装置电连接；所述加热模块的数量与所述海水蒸馏模组的数量相同，且唯一对应，各所述加热模块均设置于唯一对应的所述海水蒸馏模组的所述料液层内；其中，所述主控装置用于所述检测模块检测到的光照强度低于预设值，获取所述储能模块能的电能，并将获得的电能输出至各所述加热模块，使各所述加热模块对进入各所述料液层内的海水进行加热。
21.另外，本发明的实施例还提供了一种海水蒸馏方法，所述海水蒸馏方法应用于如上所述的海水蒸馏系统，所述海水蒸馏方法包括如下步骤：
22.由所述主控装置控制所述输送装置，使所述输送装置将所述存储容器内的海水，送入海水蒸馏装置的至少一个海水蒸馏模组的所述料液层；
23.由至少位于最上层的所述海水蒸馏模组的所述光热转化层，对进入该所述海水蒸馏模组的料液层内的海水进行加热，使被加热的海水形成进入该所述海水蒸馏模组的气隙层内的水蒸气，并将未蒸发的剩余盐水输出至与其相邻的所述海水蒸馏模组的所述料液层，或直接排出至所述盐水收集容器内；
24.由至少一个所述海水蒸馏模组的所述冷凝层，对进入该所述海水蒸馏模组的所述气隙层内的水蒸气进行冷凝，使水蒸气产生淡水；
25.由至少一个所述海水蒸馏模组的所述气隙层，将淡水排出至所述淡水收集容器。
26.本发明的实施例相对于现有技术而言，由于海水蒸馏模组包括：料液层、气隙层、透气层和冷凝层，其中，透气层设置于料液层和气隙层之间，并且，透气层可对进入料液层内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入气隙层，而进入气隙层内的水蒸气又可在冷凝层的冷凝作用下形成淡水，从而使得本实施方式的海水蒸馏装置可满足岛礁地区的淡水的生产。
附图说明
27.图1为本发明部分实施方式中，海水蒸馏模组的结构示意图；
28.图2为本发明部分实施方式中，海水蒸馏模组与另一海水蒸馏模组进行装配的结构示意图；
29.图3为本发明部分实施方式中，透气层上设置隔开部件时，海水蒸馏模组的结构示意图；
30.图4为图3中a-a处的剖视图；
31.图5为本发明部分实施方式中，海水蒸馏装置的各海水蒸馏模组采用并联时的结构示意图；
32.图6为本发明部分实施方式中，海水蒸馏装置的各海水蒸馏模组采用串联时的结构示意图；
33.图7为本发明部分实施方式中，海水蒸馏系统的结构示意图；
34.图8为本发明部分实施方式中，海水蒸馏系统的系统模块框图；
35.图9为本发明部分实施方式中，海水蒸馏方法的流程示意图；
36.图10为本发明部分实施方式中，主控装置控制输送装置时的流程示意图。
具体实施方式
37.为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
38.太阳能是可用的分布式能源，且岛屿上的水需求大多是分散的、少量的，因此，小型太阳能驱动的蒸馏海水淡化方式受到关注。
39.膜蒸馏是太阳能驱动的海水淡化的策略之一。选择性疏水膜只允许蒸汽分子透过孔隙，而液体和盐离子保留在给水侧。膜蒸馏所需的能源品位不高，可以利用太阳能热。为了提高整体性能，太阳能驱动的膜蒸馏通常侧重于三个方面：1)增强太阳能吸收；2)促进蒸汽渗透；3)优化能源管理。首先，太阳能吸收层对于增强系统能量输入来说至关重要，涉及到高效光热材料的研发。其次，优化膜的形态和性质(如厚度、孔径和孔隙率)可以改善跨膜蒸汽传输。第三，能量管理的优化包括界面蒸发、抑制热损失和回收潜热。界面蒸发意味着将太阳能限制在蒸发表面，可以减少加热大量水体引发的能量浪费；在顶部使用透明隔热材料可以抑制装置内的热损失；多级结构回收冷凝潜热可以提高蒸馏效率。
40.通过解决上述三个方面的问题可以实现高水产量，但盐的积累、结垢会导致蒸发层失效。通常蒸发层中会置入亲水材料，来泵送盐水，其纤维结构加剧了盐的积累。不使用亲水材料，让海水在蒸发通道中自由流动，可以实现更稳定的产水。
41.料液海水的流动模式(串联、并联)也会对装置性能产生影响。料液逐级串联增加了流道长度，可以使料液被加热得增加充分，能量利用效率高，但海水在流道中滞留时间长更易引发结盐现象。各层海水料液有独立流道的并联模式有助于盐分排出，但短流道使海水受热不充分，能量利用效率低。要解决该矛盾，需要使流动模式具备可调性，以对产水量和结盐问题进行优化和平衡。目前的光热膜海水淡化装置缺乏对上述问题的综合解决方案。
42.实施例一
43.为了克服上述问题，本发明的第一实施例涉及一种海水蒸馏模组，如图1所示，该海水蒸馏模组1包括：料液层11、气隙层12、透气层13和冷凝层14。其中，料液层11具有引导
海水进入的进液侧111、引导海水流出的出液侧112。
44.其次，如图1所示，气隙层12与料液层11彼此相对设置，同时，透气层13设置于料液层11和气隙层12之间，该透气层13用于隔开料液层11和气隙层12。其中，透气层13用于进入料液层11内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入气隙层12。最后，如图1所示，冷凝层14用于对进入气隙层12的水蒸气进行冷凝，使水蒸气冷凝产生淡水。
45.通过上述内容不难看出，由于海水蒸馏模组1包括：料液层11、气隙层12、透气层13和冷凝层14，其中，透气层13设置于料液层11和气隙层12之间，并且，透气层13可对进入料液层11内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入气隙层12，而进入气隙层12内的水蒸气又可在冷凝层15的冷凝作用下形成淡水，从而使得本实施方式的海水蒸馏装置可满足岛礁地区的淡水的生产。
46.具体地说，在部分实施例中，如图1所示，料液层11的厚度为2mm，因此，进入料液层11内的海水的量可得到一定控制，使得海水在进入料液层11内后，可快速实现对海水的蒸发。此外，在另一些实施例中，如图1所示，冷凝层14朝远离料液层11的方向，还与透气层13彼此相对设置，且冷凝层14与透气层13之间形成气隙层12，该气隙层12的厚度与料液层11的厚度相同均为2mm，由于气隙层12的厚度较窄，使得水蒸气在进入气隙层12内后可直接接触冷凝层14，从而即可实现对水蒸气的快速冷凝。
47.另外，为了提高气隙层12的密封性能，如图1所示，本实施方式的海水蒸馏模组还包括：第一密封垫圈15，并且，第一密封垫圈15设置于冷凝层14和透气层13之间，并分别与冷凝层14和透气层13相抵接，而第一密封垫圈15围成的区域为气隙层12，通过第一密封垫圈15可提高气隙层12的密封性能，使得冷凝层14可对进入气隙层12内的水蒸气具有更好的冷凝效果。并且，需要说明的是，在本实施方式中，第一密封垫圈15采用的是柔性垫圈，例如：硅胶垫圈或者橡胶垫圈，当然，在其它实施例中，第一密封垫圈15也可采用其它材质的垫圈，而在本实施例中不对第一密封垫圈15的材质作具体限定。
48.另外，值得一提的是，如图1所示，第一密封垫圈15上还设置淡水出液端151，通过淡水出液端151可将进入气隙层12内的水蒸气冷凝形成的淡水，引导至气隙层12外。并且，需要说明的是，淡水出液端151可以是设置在第一密封垫圈15上的淡水出液口，通过淡水出液口可顺利将气隙层12内形成的淡水排出，当然，在另一些实施例中，淡水出液端151也可以设置在第一密封垫圈15上的管接头。
49.其次，在本实施方式中，如图2所示，海水蒸馏模组1还用于与另一海水蒸馏模组1堆叠设置。从而使得冷凝层14可与另一海水蒸馏模组1的气隙层12之间，形成料液层11，同时，冷凝层15用于吸收进入另一海水蒸馏模组1的料液层11内的海水的冷量，并将该冷量与进入气隙层12内的水蒸气进行热交换，从而可进一步提高对水蒸气的冷凝效果，使得进入气隙层12内的水蒸气可快速产生冷凝水。
50.另外，如图1所示，本实施方式的海水蒸馏模组还包括：第二密封垫圈16，并且，结合图2所示，该第二密封垫圈16设置于海水蒸馏模组1的冷凝层14，与另一海水蒸馏模组1的透气层13之间，同时，该第二密封垫圈16围成的区域为料液层11，通过第二密封垫圈16可在提升料液层11密封性能的同时，还能使得海水在料液层11内蒸发后形成的水蒸气，不会受到外界冷空气的影响，防止水蒸气直接在料液层11内出现冷凝现象。并且，需要说明的是，在本实施方式中，第二密封垫圈16采用的是柔性垫圈，例如：硅胶垫圈或者橡胶垫圈，当然，
在其它实施例中，第二密封垫圈16也可采用其它材质的垫圈，而在本实施例中，不对第二密封垫圈16的材质作具体限定。此外，如图1所示，第二密封垫圈16上还设置与进液侧111连通的海水进液端161、与出液侧112连通的海水出液端162。并且，需要说明的是，在一些实施例中，海水进液端161可以是设置于第二密封垫圈16上的进液口，同时，海水出液端162可以是设置于第二密封垫圈16上的出液口，而在另一些实施例中，海水进液端161和海水出液端162也可以分别是设置在第二密封垫圈16上的管接头。
51.并且，为了能够对进入料液层11内的海水进行加热，透气层为具有光热转化性能和透气性能的光热膜，也可是具备透气性能的疏水薄膜。比如说，当海水蒸馏模组1与另一海水蒸馏模组1进行堆叠装配后，结合图2所示，由于位于最上层的海水蒸馏模组1中的透气层13直面阳光，因此，位于最上层的海水蒸馏模组1中的透气层13可采用光热膜，通过光热膜吸收光能，比如说太阳能，并将吸收的光能转化为热能，对通过该海水蒸馏模组1中的料液层11中的海水进行加热，而海水在被加热后形成的水蒸气又可通过该光热膜进入气隙层12内。由于下层模组不接受太阳光辐射，因此位于下层的海水蒸馏模组1中的透气层13可采用非光热疏水透气膜。结合图2所示，下层海水吸收上层气隙层12中冷凝蒸汽时释放的热量，使得该部分海水继续吸热蒸发，又可通过疏水透气膜进入下层水蒸馏模组1的气隙层12内。通过此种方式，使得本实施方式的海水蒸馏模组1在与另一海水蒸馏模组1进行装配后，可实现热回收，从而可提高淡水的生产效率。
52.另外，为了能够使海水在从进液侧111进入料液层11内后，能够使海水得到充分加热，如图1所示，料液层11的进液侧111和出液侧112可朝着彼此相互远离的方向设置，并且，作为一种较佳的实施例，在另一些实施例中，如图3和图4所示，海水蒸馏模组1还包括：隔开部件17，并且，隔开部件17设置于料液层11内，并沿进液侧111至出液侧112的方向，将料液层11分隔成连续的s形流道113。通过s形流道113可充分增加海水在料液层11内流动的路径和时长，因此，当海水在进入料液层11内后，可得到更为充分的加热，使得海水在被加热后可产生更多的水蒸气通过透气层13进入气隙层12内，从而使得气隙层12内可在对水蒸气进行冷凝后，可产出更多的淡水。
53.并且，值得注意的是，如图3所示，隔开部件17是由透气层13有部分朝料液层11内凸出形成，因此，隔开部件17可成为透气层13的一部分，并增大了透气层13对海水的加热面积，从而使得隔开部件17可同样被水蒸气通过，能够对海水实现更为充分的进行蒸发。需要说明的是，在本实施方式中，透气层13的厚度不易过大或过小，比如0.1mm-0.2mm，例如，透气层13的厚度可以是0.16mm，从而使得海水在蒸发后形成的水蒸气可迅速通过透气层13，并进入气隙层12内，且不至于发生严重形变。当然，作为一种替换的方案，在另一些实施例中，隔开部件17也可以是独立部件设置于料液层11内，而在本实施方式中，不对隔开部件17的结构作具体限定。
54.此外，值得一提的是，为了能够使水蒸气在通过透气层13进入气隙层12内后，可使冷凝层14对水蒸气进行冷凝。冷凝层14为具有导热性能的金属板件，比如说，冷凝层14可以是铝板、铁板、钢板等，由于金属板件具有较高的导热性能，可迅速将进入气隙层12内的水蒸气的热量与进入下层海水蒸馏模组1的料液层11内的海水的冷量进行热交换，从可进一步提高对水蒸气的冷凝效率，使得气隙层12内可产生更多的淡水。并且，为了能够在不增大海水蒸馏模组的体积的同时，又能够保持料液层11、气隙层12的刚性，避免变形，冷凝层14
不宜过厚，也不宜过薄，因此，冷凝层14的厚度应控制在0.8mm-1.5mm，比如说，在本实施方式中，冷凝层14的厚度为1mm，从而可在保证冷凝层14对进入气隙层12内的水蒸气具有较快的冷凝效率的同时，还能使得本实施方式的海水蒸馏模组1具有较小的体积。
55.实施例二
56.本发明的第二实施方式涉及一种海水蒸馏装置，如图5所示，包括：若干个如实施例一所述的海水蒸馏模组1，各海水蒸馏模组1依次堆叠设置。
57.另外，如图5和图6所示，位于最上层的海水蒸馏模组1的透气层13为具有透气性能的光热转化层13a，该光热转化层13a可采用如第一实施例中所述的光热膜，而其余各海水蒸馏模组1的各透气层13b可采用如实施例一种所述的疏水薄膜。
58.其中，结合图5和图6所示，光热转化层13a用于吸收光能，并将吸收的光能转化为热能，对进入该海水蒸馏模组1的料液层11的海水进行加热，并使海水受热时产生的水蒸气可通过光热转化层13a进入该海水蒸馏模组1的气隙层12中。
59.通过上述内容不难看出，由于位于最上层的海水蒸馏模组1中的透气层13为光热转化层13a，通过该光热转化层13a可以直面阳光，使得光热转化层可吸收光能，比如说太阳能，并将吸收的光能转化为热能，对通过该海水蒸馏模组1中的料液层11中的海水进行加热，而海水在被加热后形成的水蒸气又可通过光热转化层13a进入气隙层12内。而其余的海水蒸馏模组1中的料液层11可以吸收其上层的气隙层12中蒸汽冷凝释放的热量，形成的水蒸气，透过透气层13b，进入各自的气隙层12内，通过此种方式，使得本实施方式的海水蒸馏装置可实现热回收，从而可提高淡水的生产效率。
60.具体地说，在另一些实施例中，如图5和图6所示，海水蒸馏装置还包括：管路组件2，并且，管路组件2至少包括：若干进液管21和若干出液管22。其中，进液管21的数量与海水蒸馏模组1的数量相同，且唯一对应，且各进液管21均有部分从唯一对应的海水蒸馏模组1的进液侧111，插入该海水蒸馏模组1的料液层11内。其次，出液管22的数量与海水蒸馏模组1的数量相同，且唯一对应，且各出液管22均有部分从唯一对应的海水蒸馏模组1的出液侧112，插入该海水蒸馏模组1的料液层11内。比如说，如图5和图6所示，可将进液管21部分从各第二密封垫圈16的海水进液端161插入料液层11内，同时，可将出液管22部分从各第二密封垫圈16的海水出液端162插入料液层11内。
61.并且，由于各海水蒸馏模组1是依次堆叠的，因此，在一些实施例中，如图5所示，各海水蒸馏模组1可沿堆叠方向并联设置，而海水蒸馏装置的各料液层11的进液侧111均同侧设置，同时，各料液层11的出液侧112均同侧设置，因此，使得进入各海水蒸馏模组1的料液层11的进液方向和出液方向相同。或者，各海水蒸馏模组1的进液侧111，也可和与其相邻的海水蒸馏模组1的出液侧112同侧设置，从而使得每相邻两组的海水蒸馏模组1的料液层11的进液方向和出液方向均相反。由此不难看出，各海水蒸馏模组1通过并联的方式，可使料液在各自的料液层11内快速流入流出，减少流道长度，从而降低盐结晶风险。
62.另外，作为一种替换方案，在另一些实施例中，如图6所示，各海水蒸馏模组1沿堆叠方向也可依次串联连接，因此，当各海水蒸馏模组1采用串联连接时，各海水蒸馏模组1的进液侧111，和与其相邻的海水蒸馏模组1的出液侧112同侧设置。此外，本另一些实施例中，如图6所示，管路组件2还包括：若干连接管23。其中，插入各海水蒸馏模组1的料液层11的进液管21，均和插入与其相邻的海水蒸馏模组1的料液层11的出液管22之间连接一根连接管
23。使其在应用时，如图6和图7所示，可将插入最上层的海水蒸馏模组1的料液层11的进液管21，接入存储海水的存储容器3内，同时，将插入最下层的海水蒸馏模组1的料液层11的出液管22，接入用于存储盐水的盐水收集容器4。当然，在另一些实施例中，也可将插入最下层的海水蒸馏模组1的料液层11的进液管21，接入存储海水的存储容器3内。同时，将插入最上层的海水蒸馏模组1的料液层11的出液管22，接入用于存储盐水的盐水收集容器4。由此不难看出，通过此种连接方式，可增加海水流动的路径，使料液水被充分地加热和蒸发，从而提高淡水的产量。
63.并且，为了保证海水蒸馏装置的密封性能，如图2和图6所示，最上层的海水蒸馏模组1还包括：封闭该海水蒸馏模组1的料液层11的透光盖板18，通过透光盖板18可在保证光热转化层13a吸光性能的同时，还能对最上层的海水蒸馏模组1的料液层11进行密封，使得光热转化层13在加热料液层11内的海水时可具有更高的加热效率。并且，需要说明是，在部分实施例中，透光盖板18可采用具有透光性能的亚克力板、玻璃板或塑料板，从而使得阳光可直接透过透光盖板18射入料液层11内，并被光热转化层13a接收，使得光热转化层13a可将光能转化为热能对进入该料液层11内的海水进行加热。
64.实施例三
65.本发明的第三实施例涉及一种海水蒸馏系统，如图7所示，包括：存储容器3、如第二实施例所述的海水蒸馏装置100、输送装置5、盐水收集容器4、淡水收集容器6和主控装置200。
66.其中，如图1所示，存储容器3用于储存海水，输送装置5用于将存储容器3内存储的海水，送入海水蒸馏装置100的至少一个海水蒸馏模组1的料液层11中。另外，如图7所示，盐水收集容器4用于收集从至少一个海水蒸馏模组的料液层11排出的盐水，而淡水收集容器6用于收集各海水蒸馏模组1的各气隙层12内的淡水。
67.最后，结合图8所示，主控装置200与输送装置5电连接，主控装置200用于控制输送装置向海水蒸馏装置100输送海水的速率。
68.通过上述内容不难看出，由于输送装置5可将存储容器3中存储的海水送入海水蒸馏装置100的各料液层11中，并且，主控装置200可控制输送装置5在输送海水时的速率，从而可满足海水蒸馏系统对淡水的自动化生产。
69.具体地说，在本实施方式中，输送装置5采用的是蠕动泵输送装置，并且，在另一些实施例中，如图7所示，海水蒸馏装置100倾斜设置，因此，借助海水蒸馏装置100的倾斜角度，可使得各料液层11的出液侧112高于进液侧111。或者，各料液层11的出液侧112低于进液侧111。因此，当各海水蒸馏模组1的料液层11依次串联后，通过海水蒸馏装置100的倾斜设置，在便于冷凝水流出的同时，还可减缓海水通过的速率，使得海水在料液层11内能够更为充分的实现蒸发。
70.另外，值得一提的是，在另一些实施例中，如图8所示，海水蒸馏系统还包括：检测模块8，并且，检测模块8设置于海水蒸馏装置1上，并与主控装置200电连接，该检测模块8用于检测光照强度，使得主控装置200可根据检测模块8检测到的光照强度，对输送装置5的输液速率进行控制。比如说，当检测模块8检测到的光照强度逐渐变大时，即说明此时光热转化层13a对海水的加热温度越来越高，此时，为了保证淡水稳定的生产效率，避免过快产生盐结晶，可由主控装置200加快输送装置5输送海水的速率。反之，当检测模块8检测到的光
照强度逐渐变小时，说明此时光热转化层13a的加热温度越来越低，此时，为了保证海水能够在光热转化层13a的加热下充分在料液层11内实现蒸发，可由主控装置200降低输送装置5输送海水的速率。并且，需要说明的是，在部分实施例中，检测模块8可采用光线感应器，通过光线感应器感应外界的光照强度。
71.然而，作为一种较佳的实施例，如图8所示，海水蒸馏系统还包括：储能加热装置9，并且，储能加热装置9用于吸收太阳能，并用于将吸收的太阳能转为电能进行存储，同时，储能加热装置9还对进入各海水蒸馏模组1的料液层11内的海水进行加热。具体地说，结合图8所示，储能加热装置9可与主控装置200电连接，并且，主控装置9用于检测模块8检测到的光照强度低于预设值时，打开储能加热装置9，使储能加热装置9对进入各海水蒸馏模组1的料液层11内的海水进行加热。也就是说，由于光热转化层13a是将接收到的太阳能转化为热能对海水进行加热，但在无阳光的情况下，比如夜晚，或阴雨天气，此时，由于光照不足，使得光热转化层13a无法实现对海水的加热，因此，通过设置储能加热装置9，由储能加热装置9吸收太阳能，并将太阳能转化为电能进行存储，一旦出现光照不足时，主控装置200即可打开储能加热装置9，使储能加热装置9对进入各料液层11内的海水进行加热，从而满足了海水蒸馏系统在阴雨、夜晚等光照不足时，对淡水的生产需求。
72.并且，为了能够使储能加热装置9可实现对太阳能的吸收，并可将吸收的太阳能转化成电能存储，同时，还能够使储能加热装置9可实现对海水的加热。在另一些实施例中，如图8所示，储能加热装置9包括：储能模块91和若干加热模块92。其中，储能模块91可与主控装置200电连接，该储能模块91可用于吸收太阳能，并将吸收的太阳能转化为电能进行存储。比如说，该储能模块可以是由若干光伏面板和蓄电池组合构成，通过光伏面板吸收太阳能，并将吸收到的太阳能转化为电能，同时通过蓄电池对转化得到的电能进行存储。
73.另外，各加热模块92可采用热电阻，并且，各加热模块92还与主控装置200电连接。同时，加热模块92的数量与海水蒸馏模组1的数量相同，且唯一对应，各加热模块92均设置于唯一对应的海水蒸馏模组1的料液层11内。因此，当检测模块8检测到的光照强度低于预设值，主控装置200可获取储能模块能的电能，并将获得的电能输出至各加热模块92，使各加热模块92可对进入各料液层11内的海水进行加热，以保证淡水的持续生产。
74.实施例四
75.本发明的第四实施例涉及一种海水蒸馏方法，该海水蒸馏方法应用于如实施例三所述的海水蒸馏系统，并且，如图9所示，该海水蒸馏方法包括如下步骤：
76.步骤910，由主控装置200控制输送装置5，使输送装置5可将存储容器3内的海水，送入海水蒸馏装置100的至少一个海水蒸馏模组1的料液层11。
77.步骤920，由至少位于最上层的海水蒸馏模组1的光热转化层13a，对进入该海水蒸馏模组1的料液层11内的海水进行加热，使被加热的海水形成进入该海水蒸馏模组1的气隙层12内的水蒸气，并将未蒸发的剩余盐水输出至与其相邻的海水蒸馏模组1的料液层11，或直接排出至盐水收集容器4内。
78.步骤930，由至少一个海水蒸馏模组1的冷凝层14，对进入该海水蒸馏模组1的气隙层12内的水蒸气进行冷凝，使水蒸气产生淡水。
79.步骤940，由至少一个海水蒸馏模组1的气隙层12，将淡水排出至淡水收集容器6。
80.通过上述内容不难看出，将本实施方式的海水蒸馏方法应用于实施例三种的海水
蒸馏系统中，可满足岛礁地区的淡水的自动化。
81.并且，为了稳定及提高淡水的生产质量和生产效率，在主控装置200控制输送装置5，使输送装置5将存储容器3内的海水，送入海水蒸馏装置100的至少一个海水蒸馏模组1的料液层11的步骤中，即步骤910，如图10所示，具体包括：
82.步骤9101，由检测模块8检测光照强度，并将检测到的光照强度输送至主控装置200。
83.步骤9106,主控装置200根据检测模块8检测到的光照强度，控制输送装置5输送海水的速率。比如说，当检测到的光照强度不断增大时，主控装置200可控制输送装置5输送海水的速率不断提高。而当检测到的光照强度逐渐减小时，主控装置200又可控制输送装置输送海水的速率不断降低。由于输送装置5输送海水的速率与检测模块8检测到的光照强度有关，即输送装置5的输送速率随着光照强度的不断增大而提高，同时随着光照强度的不断减小而降低，从而使得本实施方式的海水蒸馏方法，即可在光照充足的情况下，加快料液流速以稳定淡水产量，同时，也可在光照不足的情况下，保证海水可得到充分加热实现蒸发，从而确保了淡水的生产品质。
84.另外，作为优选地方案，在另一些实施例中，在由检测模块8检测光照强度，并将检测到的光照强度发送至主控装置200之后，即在步骤9101之后，并在主控装置200根据检测到的光照强度，控制输送装置5输送海水的速率之前，即在步骤9106之前，如图10所示，本实施方式的海水蒸馏方法还包括：
85.步骤9102，主控装置200根据检测到的光照强度，判断该光照强度是否小于预设值。
86.步骤9103，如主控装置200判定光照强度小于预设值，则主控装置200打开储能加热装置9，使储能加热装置9对进入各海水蒸馏模组1的料液层11内的海水进行加热。通过主控装置200对光照强度是否小于预设值的判断，可在光照不足时，即主控装置200在判定光照强度小于预设值时，主控装置200可通过打开储能加热装置9的方式，由储能加热装置9对进入各料液层11内的海水继续进行加热，从而满足了海水蒸馏系统在阴雨、夜晚等光照不足时，对淡水的生产需求。
87.如主控装置200判定光照强度未小于预设值，则继续执行步骤9106，即主控装置200根据检测到的光照强度，控制输送装置5的输送海水的速率。
88.此外，如主控装置判定光照强度未小于预设值之后，即在步骤9102之后，如图10所示，本实施方式的海水蒸馏方法还包括如下步骤：
89.步骤9104，主控装置200继续判断储能加热装置9是否被打开。
90.步骤9105，如主控装置200判定储能加热装置9被打开，则主控装置200关闭储能加热装置9，使储能加热装置9停止对进入各海水蒸馏模组1的料液层11内的海水继续进行加热。由此不难发现，当处于光照充足的情况下，即主控装置200判定光照强度未小于预设值时，可通过主控装置200对储能加热装置9的关闭，从而可在保证海水蒸发效率的同时，还能避免储能加热装置9能量的浪费，从而可保证海水蒸馏系统可在光照不足情况下对海水的蒸发，以满足淡水的持续生产。
91.通过上述内容不难看出，本实施方式为与第三实施例相对应的海水蒸馏系统的海水蒸馏方法的实施例，本实施方式可与第三实施例互相配合实施。第三实施例中提到的相
关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施例中。
92.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施方式，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

技术特征：
1.一种海水蒸馏模组，其特征在于，包括：料液层；所述料液层具有引导海水进入的进液侧、引导海水流出的出液侧；气隙层，与所述料液层彼此相对设置；透气层，设置于所述料液层和所述气隙层之间，用于隔开所述料液层和所述气隙层；所述透气层用于进入所述料液层内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入所述气隙层；冷凝层，用于对进入所述气隙层的水蒸气进行冷凝，使水蒸气冷凝产生淡水。2.根据权利要求1所述的海水蒸馏模组，其特征在于，所述冷凝层朝远离所述料液层的方向，与所述透气层彼此相对设置，且所述冷凝层与所述透气层之间形成所述气隙层。3.根据权利要求1或2所述的海水蒸馏模组，其特征在于，所述海水蒸馏模组还用于与另一所述海水蒸馏模组堆叠设置；其中，所述冷凝层，与另一所述海水蒸馏模组的所述气隙层之间，形成所述料液层，所述冷凝层用于吸收进入另一所述海水蒸馏模组的所述料液层内的海水的冷量，并将该冷量与进入所述气隙层内的水蒸气进行热交换，使进入所述气隙层内的水蒸气产生冷凝水。4.一种海水蒸馏装置，其特征在于，包括：若干个如权利要求1-3中任意一项所述的海水蒸馏模组，各所述海水蒸馏模组依次堆叠设置；其中，位于最上层的所述海水蒸馏模组的所述透气层为具有透气性能的光热转化层，所述光热转化层用于吸收光能，并将吸收的光能转化为热能，对进入该海水蒸馏模组的所述料液层内的海水进行加热，并使海水受热时产生的水蒸气进入该所述海水蒸馏模组的所述气隙层。5.根据权利要求4所述的海水蒸馏装置，其特征在于，所述海水蒸馏装置还包括：管路组件，所述管路组件至少包括：若干进液管，所述进液管的数量与所述海水蒸馏模组的数量相同，且唯一对应；其中，各所述进液管均有部分从唯一对应的所述海水蒸馏模组的所述进液侧，插入该所述海水蒸馏模组的料液层内；若干出液管，所述出液管的数量与所述海水蒸馏模组的数量相同，且唯一对应；其中，各所述出液管均有部分从唯一对应的所述海水蒸馏模组的所述出液侧，插入该所述海水蒸馏模组的料液层内。6.一种海水蒸馏系统，其特征在于，包括：存储容器，用于储存海水；如权利要求4或5中任意一项所述海水蒸馏装置；输送装置，用于将所述存储容器内存储的海水，送入所述海水蒸馏装置的至少一个所述海水蒸馏模组的所述料液层；盐水收集容器，用于收集从至少一个海水蒸馏模组的所述料液层排出的盐水；淡水收集容器，用于收集各所述海水蒸馏模组的各所述气隙层内的淡水；主控装置，与所述输送装置电连接，用于控制所述输送装置向所述海水蒸馏装置输送海水的速率。7.根据权利要求6所述的海水蒸馏系统，其特征在于，所述海水蒸馏系统还包括：检测模块，设置于所述海水蒸馏装置上，并与所述主控装置电连接；所述检测模块用于
检测光照强度；其中，所述主控装置用于根据所述检测模块检测到的光照强度，对所述输送装置的输液速率进行控制。8.一种海水蒸馏方法，其特征在于，所述海水蒸馏方法应用于如权利要求6或7中任意一项所述的海水蒸馏系统，其特征在于，包括如下步骤：由所述主控装置控制所述输送装置，使所述输送装置将所述存储容器内的海水，送入海水蒸馏装置的至少一个海水蒸馏模组的所述料液层；由至少位于最上层的所述海水蒸馏模组的所述光热转化层，对进入该所述海水蒸馏模组的料液层内的海水进行加热，使被加热的海水形成进入该所述海水蒸馏模组的气隙层内的水蒸气，并将未蒸发的剩余盐水输出至与其相邻的所述海水蒸馏模组的所述料液层，或直接排出至所述盐水收集容器内；由至少一个所述海水蒸馏模组的所述冷凝层，对进入该所述海水蒸馏模组的所述气隙层内的水蒸气进行冷凝，使水蒸气产生淡水；由至少一个所述海水蒸馏模组的所述气隙层，将淡水排出至所述淡水收集容器。9.根据权利要求8所述的海水蒸馏方法，其特征在于，在由所述主控装置控制所述输送装置，使所述输送装置将所述存储容器内的海水，送入所述海水蒸馏装置的至少一个海水蒸馏模组的所述料液层的步骤中，具体包括：由检测模块检测光照强度，并将检测到的所述光照强度发送至所述主控装置；所述主控装置根据所述检测模块检测到的所述光照强度，控制所述输送装置输送海水的速率；在检测光照强度，并将检测到的所述光照强度输送至所述主控装置之后，并在所述主控装置根据检测到的所述光照强度，控制所述输送装置的输送海水的速率之前，所述海水蒸馏方法还包括：所述主控装置根据检测到的所述光照强度，判断所述光照强度是否小于预设值；如所述主控装置判定所述光照强度小于所述预设值，则所述主控装置打开所述储能加热装置，使所述储能加热装置对进入各所述海水蒸馏模组的所述料液层内的海水进行加热；如所述主控装置判定所述光照强度未小于所述预设值，则所述主控装置根据检测到的所述光照强度，控制所述输送装置的输送海水的速率；如所述主控装置判定所述光照强度未小于所述预设值之后，所述主控装置继续判断所述储能加热装置是否被打开；如所述主控装置判定所述储能加热装置被打开，则所述主控装置关闭所述储能加热装置，使所述储能加热装置停止对进入各所述海水蒸馏模组的所述料液层内的海水继续进行加热。10.根据权利要求9所述的海水蒸馏方法，其特征在于，在所述主控装置根据检测到的所述光照强度，控制所述输送装置输送海水的速率的步骤中，具体包括：当所述检测模块检测到的光照强度不断增大时，所述主控装置控制所述输送装置输送海水的速率不断提高；当所述检测模块检测到的光照强度逐渐减小时，所述主控装置控制所述输送装置输送
海水的速率不断降低。

技术总结
本发明的实施例属于海水淡化技术领域，特别涉及一种海水蒸馏模组、海水蒸馏装置、海水蒸馏系统及蒸馏方法，该海水蒸馏模组包括：料液层、气隙层、透气层和冷凝层。其中，料液层具有引导海水进入的进液侧、引导海水流出的出液侧；气隙层与料液层彼此相对设置，透气层设置于料液层和气隙层之间，透气层用于隔开料液层和气隙层，透气层用于进入料液层内的海水在受热后，使受热后的海水所产生的水蒸气通过，并进入气隙层；冷凝层用于对进入气隙层的水蒸气进行冷凝，使水蒸气冷凝产生淡水。同现有技术相比，本实施方式的海水蒸馏装置可满足岛礁地区的淡水的生产。区的淡水的生产。区的淡水的生产。


技术研发人员：王如竹 董益秀 马秋铭 坡勒多斯
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/8/24