頂置加熱面太陽(yáng)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(yáng)能海水淡化試驗(yàn)裝置成功開(kāi)發(fā)。妥善解決了太陽(yáng)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(wèn)題。頂置加熱面太陽(yáng)能海水淡化試驗(yàn)裝置可廣泛用于科研教學(xué)及太陽(yáng)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(yáng)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(guò)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(kāi)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(yáng)光透過(guò)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(yáng)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(yáng)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。回?zé)嵝师?是上行海水吸收下行蒸汽熱量的比例。太陽(yáng)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(yáng)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(kāi)排空閥，打開(kāi)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(kāi)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(kāi)排空閥，打開(kāi)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(kāi)排空閥, 打開(kāi)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(kāi)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(guò)淡水水位視窗觀察。

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