多级鼓泡式加湿除湿型太阳能海水淡化装置研究

提出一种多级鼓泡式加湿除湿型海水淡化装置。该装置主要由多曲面太阳能聚光系统、加湿层和除湿层以及相应的泵和管路组成。经聚光器加热后的高温空气在风机驱动下分别进入加湿层和除湿层,热风穿过各级筛板及筛孔,产生气泡,增大了空气与水的接触面积,强化了传热传质过程。在不同天气下对装置进行实验研究,结果表明：在晴朗天气下,装置的太阳能利用率最高可达0.41,淡化装置效率最大可达1.23,最大产水速率为3.66 kg/h,全天产水量为17.08 kg;在非晴朗天气下,装置产水量为12.43 kg。     

叠置式太阳能加湿除湿海水淡化系统的稳态性能研究

介绍一种基于空气加湿除湿技术的太阳能海水淡化装置,装置中除湿腔叠置在加湿腔的上部,以此缩小装置的占地面积并利用热湿空气自然上升的浮力,形成一种新结构。详细说明装置的结构和运行原理,并研究控制海水运行温度、流量、循环空气流率等参数对装置产水性能的影响。实验结果表明,装置产水量随进水流量和运行温度增加而增加,当温度为90℃时,进水流量为420 kg/h,装置的最大产水量达到10.38 kg/h,装置性能系数GOR最大为1.33。系统在类似条件下的理论产水率达到约15.6 kg/h,性能系数达到1.90。对生化小球和加湿帘2种填料及不同填料厚度的产水性能进行测试,结果表明填料的选择,要结合装置体积和传质效率来综合考虑。     

多效竖管降膜蒸发太阳能海水淡化装置性能研究

设计一种由平板太阳集热器和海水淡化单元组成的多效同轴竖管降膜蒸发式太阳能海水淡化装置。研究装置的能量流动情况,并在实际天气条件下对装置进行性能测试,给出该装置的产水量和运行温度随运行时间、辐照度的变化曲线。结果表明,装置在实际天气条件下,日产水量最高达到9.92 kg,最大产水速率为2.0 kg/h,是一种理想的太阳能海水淡化器。     

带肋片多效管式海水淡化装置的实验研究

设计一种带肋片多效管式海水淡化装置并利用模拟热源对装置进行实验研究。实验中对系统稳态产水性能进行测试,给出系统在不同运行温度、压力下的产水速率和性能系数。实验结果表明:装置小时产水量随运行温度升高而增大,80℃时小时产水量为0.59 kg/h;对装置进行抽真空后装置的小时产水量增加明显,在运行温度为70℃压力为0.31 k Pa时,小时产水量最大为1.19 kg/h;装置的性能系数最高达1.5,定功率运行10 h,产水量最高为8.58 kg。     

聚光直热式加湿除湿型太阳能海水淡化装置性能测试与经济性分析

对一种聚光直热式加湿除湿太阳能海水淡化装置进行实验测试,根据其产淡水速率和经济成本,对其长期运行的经济性进行分析。在室内稳定条件下,测试给出海水喷淋温度、加热功率等对产水速率的影响曲线。结果表明,采用双层加湿小球作为加湿层材料的系统产水效果最好,在喷淋温度为73℃时,其产水速率为1.12 kg/h。在实际天气下,也测试给出装置内部的工作温度和产水性能随时间的变化曲线。实验结果表明,在平均太阳直射辐照度为692 W/m~2时,最大产水速率达到0.52 kg/h,装置的平均性能系数达到0.84。     

多效增湿除湿太阳能海水淡化装置的性能试验

文章提出了一种具有规模灵活、操作简单、维护运行成本低廉、易于和可再生能源结合等优点的新型多效增湿除湿太阳能海水淡化装置;介绍了装置的结构和运行原理,进行了海水运行温度、进水流量等影响产水性能的参数的实验研究。研究结果表明,装置产水量随进水流量和运行温度增加而增大,当进水流量为906 kg/h时,装置产水量达到58.14 kg/h。该多效增湿除湿海水淡化系统具有较大的性能提升空间和广阔的应用前景。     

一种新型家用太阳能海水淡化装置

设计了一种具有折皱底面的多级迭盘式家用太阳能海水淡化装置。该装置由热管式真空集热管和多级海水淡化器两部分组成。在实际天气条件下,对该装置性能进行了测试,给出了该装置每0.5 h的产水量、累计产水量以及各级水盘的水温随运行时间的变化曲线。实验结果表明,在测试当天累计太阳辐射量22.46 MJ/（m^2.d）条件下,该装置产水量可达9.34 kg/（m^2.d）,单位太阳辐射能产水量为1.50 kg/kWh;该装置的性能系数达到0.956,是传统单级盘式太阳能蒸馏器性能系数的2.7倍。该装置使用简便,运行可靠,维护费用低,在淡水缺乏的岛屿或偏远的咸水湖地区,是一种较为理想的家用太阳能海水淡化装置。     

实际条件下带肋片管式海水淡化装置性能研究

设计一种带肋片多效管式海水淡化装置。该淡化装置上表面设有纵向肋片,可强化淡化装置表面的热量传递。在实际天气条件下研究该淡化装置的产水性能,实验结果表明该淡化装置全天累计产水量为2.00 kg,其中夜晚产水量为0.32 kg,为全天累计产水量的16%。该淡化装置全天的性能系数为0.81,与传统盘式淡化装置相比提高了18%。通过对该淡化装置进行经济性分析得到该淡化装置的年产水成本为300.7$/m~3,与传统盘式相比年产水成本降低了30%。     

一种新型太阳能海水淡化系统的实验研究

介绍了一种新型的太阳能海水淡化方法,即结合太阳能空气集热器和太阳能热管、利用空气增湿除湿来实现海水淡化。分别进行了电吹风模拟太阳能空气集热器的蒸发器实验,以及结合3m2太阳能空气集热器和热管集热器的实际装置实验。结果表明,影响蒸发量的主要因素为热空气温度、热空气流量、初始水量、水温、出气孔直径和数量。实验结果表明,装置可获得的最大冷凝量为790g/h,计算出系统的产水率和热力学效率分别为5.59×10-5kg/kJ和12.4%。     

小型太阳能海水淡化装置

基于空气增湿-除湿海水淡化技术,采用热海水与空气逆流对喷的空气加湿器,设计了结合太阳能集热器的小型太阳能海水淡化系统。试验结果表明,该结构的空气加湿器具有很好的加湿效果,出口空气相对湿度可达到98%以上。当喷水温度为60℃、空气流量为11.8 L/s时,该小型海水淡化装置产水率可达3.42 kg/h。     

不凝气体对竖管太阳能海水淡化装置性能的影响

针对太阳能海水淡化装置内不凝气体抑制气水混合物冷凝换热的问题,设计一种竖管太阳能海水淡化装置,通过分别填充氦气和空气作为蒸发冷凝腔工作介质,研究2种不凝气体对装置产水速率、蒸发冷凝温差、热扩散系数以及竖直温度梯度分布等性能的影响机理。结果表明,该淡化装置加热温度为80℃时,填充氦气的装置产水速率为245 g/h,比填充空气的装置产水速率增加15%,填充氦气的装置上测点温度与下测点温度相差约0.1℃,基于试验数据给出不凝气体为氦气运行条件下装置内Nu与Ra的经验关联式,二者呈指数函数关系,决定系数为0.9926。     

小型管式降膜太阳能海水蒸馏装置性能分析

为了利用分布式小型海水脱盐装置生产淡水,文章提出了一种新型管式降膜太阳能海水蒸馏装置,并分析了该装置的产水性能,以及进料海水盐度、进水流量等对该装置的产水速率、冷凝温度、排浓海水温度等的影响。研究结果表明:产水速率随着进料海水盐度的增加而减小,在运行温度为80℃的情况下,当进料海水盐度为3.5%时,产水速率为151.02 g/10 min,比进料海水盐度为10.5%时增加了20.33%;产水速率随着进水流量的减少而增加,在运行温度为80℃的情况下,当进水流量为0.44 kg/h时,产水速率为0.907 kg/h,比进水流量为0.68 kg/h时增加了21.42%;通过管式降膜太阳能海水蒸馏装置的模块化组合,可以满足用户不同的淡水需求量。     

两种聚光器联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统实验研究

设计一个由太阳能空气集热器和曲面菲涅尔透镜联合驱动的鼓泡加湿除湿型太阳能海水淡化系统,介绍该系统的结构和运行原理,对多曲面聚光器的聚光特性进行光学仿真分析,对装置各部件的能量进行平衡计算,测试系统在实际天气条件下的产水性能,给出太阳辐照度、装置运行温度和产水效率随时间的变化关系。当太阳辐照度平均为795 W/m2时,该装置集热管出口温度最高为64.8℃,产水量约为9.48 kg/d,整体系统热效率为43.5%。     

漂浮式聚光升膜多效太阳能蒸馏器的性能研究

提出一种漂浮在海面上进行淡化产水的聚光升膜多效太阳能蒸馏器，该淡化装置包含一个抛物面聚光镜和多个垂直布置的蒸发-冷凝单元。采用吸水芯作为蒸发器，利用毛细吸力使海水形成上升的液膜，有效减少了加热损失。建立理论模型分析装置内部的传热传质过程。通过实验研究不同运行参数对装置温度、产水量和比能耗的影响。室内稳态研究结果表明，当太阳辐照度为900 W/m²时，蒸馏器内部温差为56.9℃，产水率可达到2.64 kg/(m²·h)。在户外平均太阳辐照度为603.7 W/m²的条件下，装置一天产水量为5.3 kg/(m²·d)，日平均比能耗为1591.6 kJ/kg。     

双热质耦合加湿除湿海水淡化性能试验分析

基于加湿除湿海水淡化技术,采用直接接触式除湿方法,设计了双热质耦合加湿除湿海水淡化装置。构建了相关的试验系统,并对海水淡化装置的热力性能进行了试验测试,获得了双热质耦合加湿除湿海水淡化系统设计工况点下的热力性能,并对海水流量、空气流量和气体分布器与海水淡化系统性能的依变规律进行了研究。测试结果表明:在双热质耦合加湿除湿海水淡化系统设计工况下,装置造水量和单位体积造水量分别达到5.3 kg·h~(-1)和16.56 kg·m~(-3)·h~(-1);产水量随着海水流量增加先增加12.5%后减小20.6%;减小空气流量装置的造水量减小了9.7%;加湿器引入气体分布器,装置的产水量增加11.3%。     

叠置式增湿去湿太阳能海水淡化系统的稳态研究

设计了一台具有叠置结构的增湿去湿太阳能海水淡化系统,该系统可采用太阳能系统供热,也可利用其他余热系统供热。在稳态供热条件下,对系统的产水性能随热海水布水温度的变化进行了测试,并对该条件下性能系数进行了计算。结果表明:当喷淋海水温度为85℃时,系统的淡水产量可达到63.4 kg/h,单效时性能系数可达0.77;在关闭循环风机,仅依靠热湿空气自身升力的条件下,此温度下淡水产量约为37 kg/h,可达有风机时的58%,说明叠置式的分布设计是有效的。     

充水排气式自然真空太阳能海水淡化系统的实验研究及经济分析

提出了一种充水排气式的自然真空太阳能海水淡化系统,介绍了其结构及工作原理。当蒸发器内产生不凝气体时,利用水泵向蒸发器充水从而排出不凝性气体,具有能耗低、运行可靠等优点。搭建了实验样机,通过稳态实验研究了系统在不同运行温度时的产水性能。实验结果表明,产水量和性能系数随着热海水温度的增加而增加。当供热海水质量流量为0.1 kg/s、温度为60℃时,每周期产水量为13.73 kg,对应的性能系数为1.77。最后,对本装置的经济效益进行了分析。     

多效管式太阳能苦咸水淡化装置热质传递强化研究

针对管式太阳能蒸馏苦咸水淡化装置产水率低的问题,提出了一种多效管式太阳能苦咸水淡化装置。文章介绍了淡化装置的构造和运行原理,提出了两种强化管式太阳能苦咸水淡化装置内部传热传质效能的方法,测试了装置在定功率和定温度运行条件下蒸发温度、冷凝温度和产水量的变化,研究了对其第二效套筒风冷和水冷条件下,装置淡水产量随运行温度变化的规律。研究结果表明:在输入功率为335 W时,装置的性能系数达到1.37;当加热温度为80℃,对装置套筒进行风冷强化时,淡水产量为1.248 kg/h,比无风冷时的装置淡水产量增加了82.5%;当对装置套筒进行水冷强化时,淡水产量为1.556 kg/h,是无水冷时的装置淡水产量的2.28倍。     

多级等温加热增湿去湿海水脱盐系统的瞬态性能

对一组具有三级回热的串列式增湿去湿型太阳能海水淡化装置进行瞬态性能实验测试,介绍三级装置的结构和工作过程。研究上、中两级不同加热过程,测试研究系统瞬态特性,发现两级加热系统更易达到稳定;对两级额定温差加热模式下的运行过程进行测量。实验结果表明:90℃的供热条件下,两级加热模式时产水量达到稳定的时间约为70 min,近稳态产水率达到约15 kg/5 min。而同样温度单级加热模式下,产水量达到稳定的时间约为120 min,近稳态产水率达到约9 kg/5 min。两级加热具有较大优势。     

海岛小型太阳能海水淡化装置及产水量影响研究

以所研制的可用于海岛景观生态修复的小型太阳能海水淡化装置为研究对象,通过实地测量的方法,对装置性能及产水量影响因素进行了研究。结果表明:装置室内海水温度与透光面板内壁面温度之差ΔT是海水蒸发产水主要影响因素。在任何装置室内温度下,海水表面蒸发都可进行,但只有当ΔT为正值的时间段内,才可有效的产生淡水。装置内海水深度对产水效率具有影响,在本研究中,水深较浅时,产水量差异不大,但水深较大时,随着水深的增加,产水量增加。装置覆盖面板材质对产水量有一定影响,试验研究表明,相比普通玻璃面板,有机玻璃盖板有利于提高产水量。装置内增加黑色海绵等吸热物质,将起到延缓池内水温下降的效果,有利于显著提高产水量。