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膜蒸馏是利用疏水微孔膜允许蒸汽通过而液态料液无法穿过膜壁的特性,实现料液中易挥发组分与其他组分的分离;膜蒸馏组件工作时,料液侧需要热源用于料液中水分汽化,冷凝液侧需要冷源冷却蒸汽,整个过程需要消耗大量的能量;热泵膜蒸馏装置是利用热泵消耗少量电能即可制取多倍热能和冷能的特性,由热泵为膜蒸馏组件提供热能和冷能;光伏型太阳能热泵膜蒸馏装置是利用光伏板将太阳能转化为电能,再由光伏电能驱动热泵压缩机进而实现整套装置的运行,在缺电地区淡化水制取、废液处理、农副产品料液浓缩等方面有广阔的应用前景,本文对其进行了较为系统的理论和实验研究。为实现太阳能光伏发电、热泵和膜蒸馏三个单元进行合理的技术耦合,分别对三个单元进行分析研究,给出了三个单元之间相互匹配的方案,构建了太阳能热泵膜蒸馏装置的物理模型。以利用海水制取淡化水为背景建立了太阳能热泵膜蒸馏装置的数学模型,给出了各单元的基本方程,编制了太阳能热泵膜蒸馏装置性能模拟软件,分析太阳光照强度、海水和淡化水流量、膜孔直径、膜面积等对于装置性能的影响,确定了太阳能热泵膜蒸馏装置工作的典型参数取值范围是:海水和淡化水流量宜取70g/s～100g/s;中空纤维膜孔直径宜取0.25μm～0.4μm;中空纤维长度宜取400mm～550mm,中空纤维根数宜取400根～550根;淡化水进膜组件温度适当取较高值。研制了太阳能热泵膜蒸馏实验装置,测试了不同时段光伏板的输出功率和不同转数下热泵压缩机的输入功率及装置性能;结果表明,压缩机的最佳转数为3500转/min-4000转/min,在这个范围内,热泵的制热系数可达到4以上,膜组件膜通量为1.3kg/(m2.h),热效率为27.5%,装置造水比为0.35,产水速率为0.0678kg/h,光照产水比为0.13g/kJ。