10、太阳能蒸馏净化农业污水及相关系统研究

太阳能蒸馏净化农业污水及相关系统研究

1. 太阳能水蒸馏原理及类型

自然界利用太阳能，通过水文循环将海洋、湖泊、河流等大型水体中的盐水转化为淡水。受此启发，人工构建的太阳能蒸馏系统也能实现类似效果，收集冷凝水用于日常使用。太阳能蒸馏是为农村小社区供水的一种有前景的替代方法。

太阳能水蒸馏系统的主要组件是太阳能蒸馏器，其内部涂有黑色涂料以提高太阳能吸收，玻璃顶部（透明盖）允许短波长阳光进入，同时阻挡水面反射的长波红外辐射，从而提高蒸馏器内部温度。水吸收辐射升温后，通过辐射、对流和蒸发三种方式将热量传递到玻璃顶部，蒸发的水在玻璃内表面冷凝，沿收集管流下成为蒸馏水。

太阳能蒸馏器有单坡和双坡两种类型：
- 单坡太阳能蒸馏器：玻璃顶部向一侧倾斜，在无太阳能跟踪机制时，半天效率较高。
- 双坡太阳能蒸馏器：玻璃顶部向两侧倾斜，全天效率较为稳定。

2. 主动和被动太阳能蒸馏

根据太阳能利用方式，太阳能蒸馏器可分为主动和被动两类：
- 被动太阳能蒸馏器：仅依靠直接进入蒸馏器的太阳能使水蒸发。可通过内部和外部反射器将阳光反射到吸收板上，有效利用太阳能提高盆内水温。
- 主动太阳能蒸馏器：连接外部设备，如平板太阳能集热器、倒置吸收器或附加冷凝器，以获取更多太阳能，保证更快的蒸发速率。外部加热可通过平板集热器、太阳能聚光器、热管和小型太阳能池塘实现。

影响太阳能蒸馏器生产率的因素众多，包括太阳能强度、风速、环境温度、水与玻璃的温差、自由水表面积、吸收板面积、玻璃角度、水深和进水温度等。太阳能蒸馏器还可根据设计和配置分为盆式、芯式以及半球形、球形、凹形、V形、管状锥形和金字塔形等特殊设计类型。 </