【摘 要】
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淡水资源是发展海岛经济的重要资源,对开发远洋经济有重要意义。人员零散分布的远海岛礁距离大陆较远,受到供能问题影响,不适合采用海水淡化法制取淡水,又受限于岛礁面积,地表和地下常规水资源难以满足生产生活需要,因此非常规水资源是远海小岛的主要淡水获得方式。太阳能空气制水技术可以利用热带远海岛礁丰富的太阳能资源,通过冷却空气到露点以下,获取空气中的水分,目前基于吸收式制冷的太阳能空气制水机的相关研究较少。
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淡水资源是发展海岛经济的重要资源,对开发远洋经济有重要意义。人员零散分布的远海岛礁距离大陆较远,受到供能问题影响,不适合采用海水淡化法制取淡水,又受限于岛礁面积,地表和地下常规水资源难以满足生产生活需要,因此非常规水资源是远海小岛的主要淡水获得方式。太阳能空气制水技术可以利用热带远海岛礁丰富的太阳能资源,通过冷却空气到露点以下,获取空气中的水分,目前基于吸收式制冷的太阳能空气制水机的相关研究较少。本文首先介绍了表面冷却结露制水和不同制冷系统的工作原理。吸收式制冷系统可以利用低品位的太阳能热,更加适合缺乏电力的海岛地区。南海和东海的海岛几乎全年露点温度都能超过10°C,适合溴化锂-水吸收式制冷系统冷却空气制水。接着提出了一种小型太阳能空气制水系统,该系统由太阳能集热器、吸收式制冷循环系统和空气循环系统构成,通过太阳能热驱动吸收式制冷循环冷却空气获得淡水。建立了小型空气制水机的热力学模型,根据文献验证了槽式太阳能集热器模型的可靠性。利用数学模型分析了空气温度、空气露点温度、太阳能辐射强度和风速对小型空气制水机性能的影响。根据2020年逐小时气象数据模拟了小型空气制水机在三亚、东沙岛、永兴岛、太平岛、彭佳屿和海洋岛的制水性能,结果表明小型空气制水机在纬度较低的永兴岛和太平岛的制水性能最佳。最后设计了小型太阳能空气制水机实验台架,实验系统包括吸收式制冷循环系统和空气循环系统构成,二者通过重力式热管传递热量。对实验各部分装置进行了选型和设计,介绍了小型空气制水机实验台架流量和压力控制方法和测量方案。
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