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。     

热空气式加湿除湿海水淡化装置研究

基于喷淋水自循环与太阳能加热空气的方法,设计一种加湿除湿型海水淡化装置。首先对装置的结构及原理进行说明,然后对装置各部分的能量平衡进行分析,最后实验研究装置集热及产水性能。从实验结果可知,淡化装置所匹配的太阳能空气集热器效率在37%～50%之间,在循环风量为164.21 m~3/h、海水喷淋速率为971 kg/h以及淡水喷淋速率为896 kg/h的条件下,装置最大半小时产水量为2.2 kg。此外,研究结果显示,因喷淋水自循环,喷淋速率的变化对装置产水量的影响较小。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

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。     

横管式太阳能苦咸水淡化装置产水性能研究

提出一种新型横管式太阳能苦咸水淡化装置,介绍装置的工作原理,通过建立装置内传热传质关系,得到单效及两效横管式太阳能苦咸水淡化装置的淡水产量预测值。用电加热管代替太阳能集热系统,对单效和两效装置在稳态运行时测点温度变化和产水速率进行测试。结果表明:两个装置稳态运行时,蒸汽主要在套管内上部进行凝结,产水速率均随加热温度的升高而增大,两效淡化装置在加热温度为80℃时的淡水产量为0.728 kg/h,是单效装置的2.1倍,实验测试值与理论计算值随温度变化趋势一致,两效淡化装置性能系数可达1.67。     

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。     

太阳能中温闪蒸海水淡化系统产水性能研究

为提高系统产水性能并降低内部结垢,提出一种由非跟踪复合抛物面聚光器加热导热油至100 ℃以上作为供能热源,采用喷雾辅助闪蒸的海水淡化系统。实验研究实际天气中,不同太阳辐照度下进水口温度、进水流量对系统产淡水性能的影响。采用密封压力桶可将进水口温度升至沸点以上,最高可达123 ℃。太阳辐照度波动较大时,进水口温度保持稳定,系统可稳定运行。进水口温度对产水速率影响显著,平均进水口温度从100 ℃升至120 ℃时,产水速率提高47.61%。当进水流量为50 kg/h,压力维持在0.045 MPa时,系统产水速率最大,日累计淡水产量可达11.14 kg/（d·m²）,小时效率为81.45%,单级生产率为9.15%。     

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。     

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。     

负压对太阳能加湿除湿产淡水性能的影响

为提高淡水产量,设计一种太阳能负压式太阳能加湿除湿海水淡化系统,通过减小加湿腔体内压强来增加湿空气中含湿量,湿空气分别在液环真空泵和除湿腔内冷凝收集得到淡水。湿空气中含湿量上升,日产淡水总量增加。当湿空气温度70 ℃时,加湿腔压强从90 kPa减至70 kPa,含湿量增加154.9 g/kg;加湿腔压强70 kPa时,12：00—14：00可稳定产淡水1.8 kg/h以上,最高可达2.1 kg/h。装置性能系数GOR最高可达1.7。     

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。     

两效竖管式太阳能苦咸水淡化装置性能研究

提出了一种新型两效竖管式太阳能苦咸水淡化装置,介绍了该装置的结构和运行原理,对其性能进行了试验研究和分析,给出了装置在室内电加热试验中各测点温度变化曲线、淡水产量和室外测试结果,计算了装置在室内测试条件下的性能参数GOR。试验结果表明:在室内测试中,该装置在加热功率为305 W的条件下,淡水产量为0.39 kg/h,其性能系数为0.84;在室外试验中,该装置的淡水产量可以达到1.25 kg/h。     

不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器热性能分析

为提高小型太阳能海水蒸馏器热能利用效率和产水速率,设计一种管式降膜太阳能海水蒸馏器,基于小高径比环形封闭空间水蒸气传热传质特性,分析特征尺寸和运行温度对装置单位冷凝面积产水速率的影响机理,研究不同特征尺寸管式降膜太阳能海水蒸馏器蒸发冷凝温差、竖直方向冷凝温度梯度等变化规律。结果表明,运行温度为85℃时,特征尺寸为0.015 m的管式降膜太阳能海水蒸馏器单位冷凝面积产水速率为0.696 kg/(h·m~2),比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器增加10.48%,冷凝温度T_4为81.94℃,比特征尺寸为0.035 m的蒸馏器高3.83℃,在测试范围内蒸发冷凝温差最小为1.9℃,该研究可为强化管式太阳能海水淡化装置热质传递过程提供技术参考。     

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。     

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%。