太陽能低壓蒸餾海水性能研究

于博文，季 旭，閆磊磊，李吉淑，李秋玫，張海麟

(1.云南師范大學 物理與電子信息學院，云南 昆明 650500；2.云南師范大學 能源與環境科學學院，云南 昆明 650500)

目前全球有20多個國家和地區嚴重缺水[1]，18億人面臨淡水供應不足的問題[2]。太陽能海水淡化是增加淡水供應的途徑之一，將低壓與傳統海水淡化相結合是提高淡水產量的有效方法[3]。

低壓與海水淡化相結合的技術得到國內外學者的廣泛關注。Rahimi-Ahar Z[4]等人提出了一種在加濕器內進行低壓處理的加濕除濕海水淡化系統，研究發現降低加濕器壓力，淡水產量可達1.07 L/h·m2，GOR最高可達3.43。Tian[5]等人設計了一種微波供能的低壓蒸餾海水淡化系統，發現該系統對比傳統太陽能海水淡化系統，淡水產量有顯著提升。Rahimi-Ahar Z[6]等人用兩種不同的工藝進行低壓增濕除濕海水淡化實驗，當壓力從0.09 MPa降到0.01 MPa，兩種工藝淡水產量均可提高50%，蒸餾水的成本分別為0.034 S|/L和0.041 S|/L。

文章采用復合拋物聚光器(CPC)集熱的低壓蒸餾方式進行海水淡化。在低壓環境下，只需提供系統中低品位能源就能完成海水的淡化。為此，文章提出一種太陽能低壓蒸餾海水系統，為低壓式太陽能海水淡化系統的應用提供一定參考。

1 工作原理及系統建構

圖1是太陽能低壓蒸餾海水系統原理圖。

圖1 太陽能低壓蒸餾海水系統原理圖

系統主要由CPC、蒸餾室、冷凝器、真空泵組成。每組獨立的CPC通過U型導熱管連通，有效集熱面積為1.07 m2。系統將水作為傳熱工質。在運行時主要分為傳熱工質循環。海水汽化并冷凝成淡水、海水預熱三個部分。……