太陽能空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)的實驗研究.pdf

1、太陽能光熱-光電空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)是將太陽能與膜蒸餾系統(tǒng)相結(jié)合的新型苦咸水淡化技術(shù)，利用太陽能加熱工質(zhì)，使得熱工質(zhì)流經(jīng)膜面時，膜兩側(cè)有一定的溫差來推動膜蒸餾過程的進(jìn)行，以達(dá)到淡化苦咸水的目的。
　　本研究首先利用量綱分析方法對熱電制冷半導(dǎo)體膜蒸餾系統(tǒng)進(jìn)行分析并建立透水速度的預(yù)測模型。在熱電制冷半導(dǎo)體膜蒸餾系統(tǒng)中依靠電能來加熱工質(zhì)，所以把熱工質(zhì)從20℃加熱至實驗設(shè)定溫度所需的熱量當(dāng)作太陽能空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)中的太陽輻照度這一參數(shù)來處理。

2、在量綱分析過程中，主要從膜結(jié)構(gòu)、實驗操作條件和熱工質(zhì)的流體特性三個方面來分析透水速度的影響因子。利用spss軟件對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到多元回歸模型的決定系數(shù) R2為0.960，表明方程的擬合程度很高，標(biāo)準(zhǔn)誤差 t為0.0598523，表明實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性很高。通過實驗數(shù)據(jù)與模型預(yù)測結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，除個別點以外，預(yù)測誤差均小于20％。太陽能光熱-光電空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)搭建過程中，自主設(shè)計小型化的放置膜組件的箱體結(jié)構(gòu)以及冷循環(huán)水箱結(jié)構(gòu)。其中放置

3、膜組件的箱體主要包括箱體端蓋、膜腔體固定件、水箱隔板以及箱體上四個管路連接通道；冷循環(huán)水箱包括帶有旋轉(zhuǎn)噴頭的頂蓋、出水口、散熱板以及散熱板固定片。系統(tǒng)中膜面積為0.0416m2，選擇1.89m2的熱管式真空管集熱器、輸出功率為235W光伏板、兩臺額定功率為18W的直流泵；在光伏發(fā)電系統(tǒng)中選擇充電控制器與功率轉(zhuǎn)換器來調(diào)節(jié)電路，選擇兩臺電度表來觀察發(fā)電量與耗電量。實驗主要測試太陽能光熱-光電空氣隙膜蒸餾系統(tǒng)在呼和浩特10月份的日產(chǎn)水量、膜面

4、積與集熱面積的最優(yōu)匹配、光伏板實際輸出功率與系統(tǒng)消耗功率的最優(yōu)匹配、系統(tǒng)24小時連續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性及整套裝置的初投資預(yù)算。10月3日9個小時產(chǎn)水量最高為1807.9g，熱液流量為250L/h，冷循環(huán)水流量為300L/h，熱液溫度為8天中最高，溫度為66.2℃；10月30日~31日取得最高產(chǎn)水量為2993.12g，熱液最高溫度為76.2℃。通過實驗可知系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，要保證系統(tǒng)高產(chǎn)水量，理論上集熱器面積應(yīng)不小于2.85m2，光伏板實際輸出功率