周博+朱品光+王亚迪+权全
摘要：淡水资源稀缺是21世纪咱们所面对的重大问题之一，因此开展高效环保的海水淡化工程显得尤为重要。本海水淡化设备选用传统的蒸馏法，结合增湿除湿原理，完成海水的淡化。设备的规划原理归纳了余热运用、吸热、蒸腾、气压平衡以及冷凝五个方面的要素，对设备的产水率进行进步。结构规划上，本设备分为水蒸气分级发生室、太阳能集热部分、冷凝及淡水会集室、气压平衡循环管道四部分，整个循环进程满意：水量平衡方程和热传导方程。本设备的立异特征表现在对中心传热介质一导热油的运用、余热的运用、以及内置风机等方面。在运用远景方面，可作为小型家用海水淡化设备，或工业锅炉补水，因此运用远景宽广，是一种高效节能，绿色环保的海水淡化设备。
关键词：海水淡化；太阳能集热；节能；绿色环保
1研讨布景
1.1海水淡化工程
地球上水资源总量有13.8亿立方公里，其间海水占97.5%，淡水只占2.5%，可供人类直接运用的淡水仅有0.01%。跟着全球人口的急速添加和生态环境的日益恶化，咱们面对的淡水要挟愈加严峻。将目光转向海洋，开展海水淡化技能，必定成为一种趋势。海水淡化即运用海水脱盐出产淡水，是完成水资源运用的开源增量技能，能够添加淡水总量。而在很多海水淡化技能中，运用太阳能淡化海水是最为经济环保和具有开展远景的办法之一。
1.2现在国内外海水淡化工程的开展现状
我国海水淡化开展首要是自主研制和国外引进相结合。通过国家科技部的接连3个五年计划（“九五”、“十五”、“十一五”）支撑，我国海水淡化工程得到了必定程度的开展。但从整体局势来看，国内具有自主知识产权的海水淡化技能还比较少，相关设备研制和制作技能还不行老练。在海水淡化的研讨与开展中，逐步以反渗透法、多级闪蒸法和低温多效法为干流研讨办法。（1）反渗透法是在海水淡化中运用的一种膜分离技能，通过对特别资料的加工，制成具有半透膜功能的反渗透膜。它能使水溶液在外加压力效果下选择性透过，以抵达海水淡化的意图。（2）多级闪蒸法是通过加热海水抵达必定温度，然后在压力逐步下降的容器中闪蒸汽化，最终冷凝得到淡水。（3）低温多效法是为了下降能耗，将二次蒸汽作为加热蒸汽运用于下一级海水加热中，然后充沛运用蒸腾耗用的热能。
现在世界通用办法有蒸馏法、电渗析法、膜法和冷冻法。国外首要运用的办法也不尽相同，如西班牙、阿联酋首要用槽形抛物面集热器和MED技能，德国、科威特首要用槽形抛物面集热器和MSF技能。但海水淡化工程建造本钱高规划大，依然是各个国家所面对的难题之一。
2规划原理
2.1规划思路
余热运用：传统的蒸腾设备，不能运用水循环进程中的余热，构成动力的丢失。本设备具有多级运用余热的蒸腾设备及冷凝设备。蒸腾设备能够将用于上级蒸馏所剩余的热水，流入下一级，并在下一级持续蒸腾，蒸腾部分总共有三级。水蒸气冷凝时所放出的热量，被冷凝管中的海水所吸收，这部分预热的海水，将被用于加热，再发生水蒸气。这两个进程使水中的余热得到充沛运用。
吸热功率：水的比热容大，运用太阳能来直接加热水，不只水温升高的慢，并且部分的温度高，受热不均匀。与水比较，导热油的比热容小，相同热量下单位质量的导热油上升的温度大，因此传热功率明显。以此来加热水，能够使水受热均匀，温度上升更快。
蒸腾功率：海绵具有杰出的吸水性以及保水性，热水流转过花洒喷附在海绵的外表，能够减缓水流的速度，添加水与海绵的触摸面积，使单位时刻发生更多的水蒸气，蒸腾的功率进步。
气压平衡：坚持整个设备的气压平衡，从冷凝的箱体里引出三根管道，别离与蒸馏设备的三级相连，坚持整个设备气循环杰出。
冷凝功率：为使水蒸气能够及时通过管道，抵达冷凝管冷凝，在传导蒸汽的管道里边参加小功率风机，开动风机后，整个设备的气流循环加速，水蒸气的循环加速，然后使冷凝的功率大大进步，产水量也会相应的进步。
2.2结构规划
本设备水的流向为：
①冷水通过冷凝管由喷头喷洒至榜首级水蒸气发生室的缓水资料上，然后逐级流到第三级水蒸气发生室，在第三级通过热油管道加热水，接着由热水泵将水泵送至榜首级水蒸气发生室。②一部分水在前一级发生室中进行蒸腾，剩余部分流向后一级进行蒸腾，一起每一级发生的水蒸气通过输气管道由风机鼓入冷凝体系。未蒸腾的水再由第三级泵送至榜首级，往复循环。③以蒸汽方式进入冷凝设备的水，通过液化构成所需求的蒸馏水。④冷凝管中的水通过吸收水蒸汽的热量，温度上升，然后通过管道，进入第三级水蒸气发生室，充沛加热后，再进入榜首级水蒸气发生室开端循环。
本设备分为四个结构部分：水蒸气分级发生室、太阳能集热部分、冷凝及淡水会集室、气压平衡循环：
水蒸气分级发生室：此结构分为三个分级箱体，由上到下依次为第①、②、③室。泵送至一室的热水和冷水，通过水流涣散器均匀散开并混合。运用增湿除湿原理，冷热温差大的水在彼此喷洒的进程中发生很多水蒸气。余下的水参加第②、③室的喷洒与蒸腾。
太阳能集热部分：运用自然界清洁动力太阳能作为整个设备的热源，为海水的蒸腾供给动力。图中④部分为太阳能集热部分：槽式太阳能集热器：在箱体外部，用于高效搜集太阳能热量，以加热油循环。加热油箱：在油循环下，集热器搜集的热量循环到水蒸气发生室中的加热油箱，进行热传递，将热量从油传导给待蒸腾海水，使海水被加热，之后热海水被泵送至水蒸气第①发生室。
冷凝及淡水会集室：将水蒸气从分级发生室中引出至冷凝室，热的水蒸气遇冷进行热交换，液化成纯洁水，在室壁凝聚最终搜集在纯洁水箱中。
气压平衡循环：在冷凝室与水蒸气发生室之间选用循环式导气结构，选用内置风机循环，使空气带动水蒸气在设备内部进行活动，而热量丢失比较小，冷凝效果比外界引进冷空气效果好。
3立异特征
（1）选用导热油为传热介质：导热油具有抗热裂化和化学氧化的功能，传热功率好、热安稳性好，加热均匀，调温操控精确，操作便利等长处，使海水加热速率比一般介质快；
（2）充沛运用余热：上一级蒸腾设备冷热水混合剩余的水具有必定的热量，流到下一级设备，蒸腾时运用了余热，然后削减热量丢失和糟蹋：
（3）内置风机：防止引进外部冷空气，防止水蒸气在气体流转管道内液化：
（4）涣散水流：增大海水與空气触摸面积，加速蒸腾；
（5）用缓冲资料：减缓水流速，延伸水在蒸腾室停留时刻，充沛蒸腾。
综上，结构简略、易于拼装、本设备产出纯洁水功率高，易于推行。
4运用远景
（1）太阳能是取之不尽的清洁可再生动力，海水淡化则是从海洋取得淡水的首要技能，两者彼此结合是完成水资源运用的开源增量技能，能够添加淡水总量，且不受时空和气候影响。一起通过淡化的海水，水质好、价格渐趋合理，能够保证沿海居民饮用水和工业锅炉补水等安稳供水。因此本设备可作为小型海水淡化设备可为沿海居民供给饮用水，若批量出产该设备，还可为工业锅炉补水等安稳供水。
（2）太阳能海水淡化与惯例的现代海水淡化技能严密结合起来，先进的制作工艺和强化后的传热技能，则是树立高效节能的太阳能海水淡化工程的首要出路之一。建造环境友好型和资源节约型社会是对我国未来开展的要求，而太阳能海水淡化工程则是这一开展规划下的热门之一。本新式海水淡化设备，可作为海岛供水，战略储藏用水。在社会经济开展、民生建造起重要的效果。
称谢：在本研讨中，感谢国家级大学生立异创业训练项意图赞助。感谢在此期间，校园给我这次名贵的学习时机，权全部教授对我尽心的辅导，以及队友和同学提出的定见和主张。
