一種新型太陽能自然真空海水淡化系統(tǒng)性能研究.pdf

1、為了解決偏遠地區(qū)、孤島、海上平臺等地淡水資源不足問題，小型海水淡化技術應運而生。結合太陽能技術的小型海水淡化系統(tǒng)，可以降低煤炭、石油等不可再生資源的使用，在節(jié)能減排和保護環(huán)境方面有重要意義。
　　本文設計了一種新型的利用太陽能的自然真空機械壓縮(NVD-MVC)海水淡化系統(tǒng)，結合自然真空技術(NVD)能節(jié)省電能和機械壓縮技術(MVC)能提高系統(tǒng)熱效率的特點，得到新型太陽能NVD-MVC海水淡化系統(tǒng)。建立了該太陽能NVD-MVC海水

2、淡化系統(tǒng)的物理模型和數學模型，具體數學模型包括:集熱過程模型、蓄/供熱過程模型、海水供給過程模型、預熱過程模型、蒸發(fā)過程模型、壓縮過程模型和冷凝過程模型。在MATLAB軟件環(huán)境下，對其數學模型進行了編程和求解。
　　利用計算結果，分析了蓄熱水箱出口供熱水流量和濃鹽水管道與海水管道高度差對系統(tǒng)月代表日和全年系統(tǒng)性能參數的影響。當濃鹽水管道與海水管道高度差一定時，隨蓄熱水箱出口供熱水流量的增加，日造水量和單位集熱器面積日造水量增加;單

3、位造水電耗先降低后增加，存在一個最低值;日單位造水量換熱器面積逐漸降低。當蓄熱水箱出口供熱水流量一定時，隨著濃鹽水管道與海水管道高度差的增大，日造水量和單位集熱器面積日造水量逐漸降低，單位造水電耗和日單位造水量換熱器面積逐漸增大。
　　根據NVD-MVC系統(tǒng)的在每個月代表日的最佳蓄熱水箱出口供熱水流量和最佳濃鹽水管道與海水管道高度差，得到了系統(tǒng)在全年的最佳運行方案。當集熱器面積為200m2，蓄熱水箱容積為70m3時，最佳運行方案下

4、的年平均日造水量為9.33t/d，單位造水電耗為11.52kW·h/t。最佳運行方案與蓄熱水箱供熱水流量和濃鹽水管道高度差均固定不變的方案相比，每年可多產277.4t淡水，當兩種運行方案的造水量均為最佳方案下的造水量時，最佳運行方案每年可節(jié)省715.14kW·h的電能。
　　將本文設計的新型太陽能NVD-MVC系統(tǒng)與傳統(tǒng)太陽能NVD系統(tǒng)的性能進行了對比分析，在本文計算條件下的結果顯示，NVD-MVC系統(tǒng)年平均日造水量較大，耗熱量較