一种新型太阳能自然真空海水淡化系统性能分析

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1、万方数据大连理工大学硕士学位论文条件下不能进行热传导的原理，极大程度的减小了吸热涂层至管道外壁的散热损失。为了保证较好的热力性能，～般要求该“真空”环境压力低于10。3Pa，吸热体的吸收率均大于0．9。ETC可以分为两大类：金属吸热体式和全玻璃真空管式，它们之间的主要区别是吸热材料不同b，。FPC在太阳能低温领域中，有着比较广泛的使用。FPC的透明盖板和吸热体之间为空气夹层，并且用保温材料来减小FPC壳体向四周的散热损失，其保温性能并不如真空管集热器，但是其有效采光面积相对较大。FPC结构示意图如图1．1所示，吸热板

2、底部与传热管道连接，集热器外壳为保温材料，顶部铺有透明盖板。太阳辐射通过透明盖板，最终至吸热板表面，使其温度升高。热媒体从传热管道内部流过，与吸热板换热，带走吸热板吸收的太阳能。图1．1FPC结构示意图Fig．1．1StructurediagramofFPCPC将太阳光聚集在某一个点、某一条线或者某个很小的范围内，获得远大于太阳光的能流密度，这样可以提高集热器的供热温度。PC在太阳能高温利用领域使用较多，例如在太阳能热力发电厂中的应用。PC可以分为点聚焦型和线聚焦型，它们之间的主要区别是聚焦形式不同；PC又可以分为旋

3、转抛物面型和槽型抛物面型，它们之间的主要区别是聚光器的结构不同。典型的槽型抛物面PC横截面为抛物线形，太阳光入射至槽型反光镜表面，反射后聚焦至槽型反光镜所在抛物线对应的焦点处。吸热管被支架支撑，置于抛物线的焦点位置，反光镜反射后的太阳光聚焦至吸热管处，太阳能被吸热管吸收转化为热能。吸热管为空心套管结构，传热介质流过吸热管，吸收热量并将其带走。AC的传热介质为空气，在太阳能采暖和干燥领域应用较广泛。AC不存在低温时候结冰和材料腐蚀的问题，其承压小，可以利用较薄的金属板制造，并且经过加热的空气可以被直接利用。根据吸热板结

4、构的不同，AC有非渗透型和渗透型，它们之间主要的区别是吸热板结构不同。非渗透型AC中，空气从吸热板2万方数据一种新型太阳能自然真空海水淡化系统性能研究表面直接略过，之后被加热成高温的空气；渗透型AC中，空气穿过网状或孔状吸热板，被加热成高温空气。非渗透型AC比较廉价，并且具有简单的结构，但是空气和吸热板之间接触面较小，换热不充分；渗透型AC的结构相对复杂，但是空气和吸热板之间接触面较大，换热更加充分，热效率也更高。SP不仅具有收集太阳能热量的功能，还能存储热量。SP中的盐水浓度自然分层，并且在竖直方向不断增高。盐水之

5、问的浓度差阻止了竖直方向上的对流传热，太阳辐射至SP底部盐水的热量被存储和利用。一般sP底部为黑色，具有很高的吸收比，这样可以增强池底对太阳辐射的吸收能力。泰伯对SP的实验研究表明，lm深的池底可以获得95℃的高温旧。SP构造简单，建造成本低，但是占地面积广，宜于在土地成本低的地区使用，多适用于大规模化。PVP是光电转换过程的关键设备，PVP一般可以用硅和其它材料参杂制备而成。一个PVP由N型材料和P型材料组成，可以在硅中参入磷或砷得到N型材料，在硅中参入硼等得到P型材料。受来自太阳辐射的光子能量的激发，N型材料中会

6、形成自由电子，P型材料中会形成自由空穴，当在N型材料和P型材料之间连接上导线时，就会在导线中形成电流。1．3小型太阳能海水淡化技术太阳能作为绿色能源，在热能和电能利用领域均适用，也可以与海水淡化技术结合。针对本文涉及到的小型海水淡化领域，下面给出几种典型的小型太阳能海水淡化技术。1．3．1RO海水淡化技术RO海水淡化技术是利用反渗透膜对海水进行过滤，使得海水浓度降低，最终达到使用标准。RO法淡化海水时，反渗透膜的一侧为较高温度和压力的海水，另一侧为较低压力和浓度的水，中间的反渗透膜起过滤作用。一般经过多层膜的过滤，海

7、水才能达到使用标准。R0技术中，对给水水质、压力和温度等的要求较高，对反渗透膜的性能要求也很高。反渗透膜的成本较高并且需要定期更换，这是该技术推广中面临的主要难题。R0技术与太阳能技术的结合主要是指其与太阳能发电技术的结合。1．3．2SS海水淡化技术最原始的ss海水淡化技术直接利用太阳能辐射的热量对蒸馏箱内部的海水进行加热，海水被加热后蒸发，产生的蒸汽在蒸馏箱内壁与周围环境换热，冷凝万方数据大连理工大学硕士学位论文成蒸馏水。这种方法的优点是，系统结构简单，操作方便，成本低，缺点是造水量低，热效率低。传统SS技术的蒸气

8、冷凝潜热直接排放至周围环境，而冷凝潜热非常巨大，对该部分热量的浪费，大大降低了系统的热力性能，一般情况下，传统Ss技术在1m2的太阳辐射下的造水量只有3-4L／d盯3。为了改善SS技术的热力性能，各种不同的SS装置被提出，例如通过改变蒸馏箱的形状并且增加反光镜，增大太阳光进入蒸馏箱的辐射量：通过蒸馏箱与太阳能集热器的结合，增大系统热效率；通过对