頂置加熱面太陽能蒸發(fā)技術(shù)是中國(guó)創(chuàng)造的最新專利技術(shù)。據(jù)此專利技術(shù)，頂置加熱面太陽能海水淡化試驗(yàn)裝置成功開發(fā)。妥善解決了太陽能海水淡化技術(shù)必須解決的光熱轉(zhuǎn)換、海水蒸發(fā)、蒸汽冷凝等問題。頂置加熱面太陽能海水淡化試驗(yàn)裝置可廣泛用于科研教學(xué)及太陽能海水淡化項(xiàng)目建設(shè)原理驗(yàn)證。現(xiàn)將裝置結(jié)構(gòu)、工作原理、使用方法逐一介紹。

1、裝置結(jié)構(gòu)

頂置加熱面太陽能海水淡化裝置自上而下是透光玻璃與光熱板之間的空氣隔熱層、蒸發(fā)室、蒸發(fā)室與冷凝室之間的聚氨酯隔熱層、冷凝室。海水罐置于蒸發(fā)室內(nèi)。光熱板下表面的棉布延伸到海水罐底部。連通海水罐底的海水管穿過聚氨酯隔熱層和冷凝室底面接通海水進(jìn)口和濃海水閥。冷凝室底面安裝淡水閥和淡水管。淡水管一端是淡水進(jìn)口。冷凝室底面安裝直通冷凝室上部空間的排空閥。冷凝室側(cè)面開淡水水位視窗。結(jié)構(gòu)圖中標(biāo)明了海水進(jìn)口、濃海水閥、淡水閥、淡水進(jìn)口、排空閥、淡水水位視窗。冷凝室長(zhǎng)1米寬0.5米高0.1米。蒸發(fā)室長(zhǎng)0.9米寬0.4米高0.1米。光熱板長(zhǎng)0.9米寬0.4米，集熱面積0.36平方米。隔熱層厚0.05米。

裝置結(jié)構(gòu)圖

2、工作原理

太陽光透過透光玻璃在光熱板上面轉(zhuǎn)換成熱量傳到光熱板下面加熱棉布所含海水使其變成蒸汽。隨著蒸汽量增多，蒸汽自發(fā)向溫度較低的冷凝室流動(dòng)，并在冷凝室內(nèi)表面冷凝或直接進(jìn)入淡水中放熱，冷凝室內(nèi)溫度升高。熱量經(jīng)冷凝室外表面散發(fā)到大氣層中。從光熱板經(jīng)冷凝室到大氣層，溫度由高到低。在海水管外下行的蒸汽加熱在海水管內(nèi)上行的海水，回收利用余熱。透光玻璃的透光度T是太陽光實(shí)際到達(dá)光熱板的比例。光熱板的光熱轉(zhuǎn)換效率η1是到達(dá)光熱板的太陽光轉(zhuǎn)換成熱量的比例。包裹蒸發(fā)室隔熱層的絕熱效率η2是光熱板轉(zhuǎn)換的熱量被蒸汽吸收的比例?；?zé)嵝师?是上行海水吸收下行蒸汽熱量的比例。太陽能利用率η是上述因素綜合作用的結(jié)果。η=Tη1η2 （1+η3）。為了獲得較好的冷凝效果，冷凝室內(nèi)盡可能多地儲(chǔ)存淡水。

3、使用方法

光熱板集熱面積0.36平方米，設(shè)計(jì)日產(chǎn)淡水2升，濃海水1升，日需海水3升。實(shí)際淡水產(chǎn)量由日照強(qiáng)度決定。海水一次或連續(xù)注入海水罐。海水一次注入操作簡(jiǎn)單，但余熱回收效果不如海水連續(xù)注入。海水連續(xù)注入更適合大型太陽能海水淡化裝置。海水連續(xù)注入操作規(guī)程如下：

1）水平安放海水淡化裝置，面積較大的兩個(gè)側(cè)面朝向南北方向。打開排空閥，打開濃海水閥，關(guān)閉淡水閥。從淡水進(jìn)口注入淡水，作為冷凝蒸汽的介質(zhì)。淡水水位視窗可觀測(cè)到淡水水位。

2）打開排空閥，關(guān)閉濃海水閥，從海水進(jìn)口注入3升海水。靜置6小時(shí)以上，保證海水充分潤(rùn)濕棉布。

3）早上日出以前，打開排空閥，打開濃海水閥，放出海水。關(guān)閉濃海水閥，先從海水進(jìn)口注入0..1升海水，然后將2.9升海水在5至8小時(shí)內(nèi)從海水進(jìn)口連續(xù)均衡注入。需要一套點(diǎn)滴輸液控制器。

4）裝置運(yùn)行平穩(wěn)后，關(guān)閉排空閥。

5）第二天早上日出以前，打開排空閥, 打開濃海水閥，放出濃海水，計(jì)量濃海水量，測(cè)算前一天淡水產(chǎn)量。前一日注入的3升海水減去濃海水量，就是蒸發(fā)的淡水量。

6）打開排空閥和淡水閥取用當(dāng)日所產(chǎn)淡水。取水結(jié)束，立即關(guān)閉淡水閥和排空閥。冷凝室內(nèi)儲(chǔ)存的淡水量可通過淡水水位視窗觀察。

延伸閱讀：

頂置加熱面太陽能海水淡化裝置設(shè)計(jì)理論及其應(yīng)用

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