According to the technical limitations of low temperature multi-effect distillation, such as complex equipment structure, large area of occupation, and difficult technical constraints on thermal efficiency, we devote ourselves to design a smaller sized desalination device with reliable performance, simple operation, and have connected seawater desalination with solar thermal technology to provide heat energy for this device with solar energy. Therefore, we develop a seawater desalination device in low temperature with high efficiency heat recovery function, which was driven by solar energy. The main parts of the whole operation process of the device are divided into four parts: preprocessing, collection of hot and cold water, heating by solar, condensation and collection.
项目组人员：
王姝欢 2018级环境工程专业，孙远鹏 2018级环境工程专业，张霖轩 2018级环境工程专业
项目指导教师：田秀君
项目级别：国家级
研究背景：
我国淡水资源存在不足且分布不均的问题，人均水量少，时间和地域分布不均衡；在这样的背景下，海水淡化技术受到国家及政府的广泛需求，并且，针对我们学校所在的威海市的特点：淡水资源可利用量偏少，但海岸线狭长、日照时间长、海水资源丰富，因此太阳能+海水淡化是十分顺应国家和市场需求的。面对上述情况，我们决定基于目前已有的海水淡化原理，结合利用太阳能这种清洁能源，研制实现主要以太阳能光热为能源，热回收与海水淡化为一体的低温淡化装置，并且能为企业提供低成本、高效率、环境友好的研究思路和实例。
实验过程：
项目前期，我们阅读了大量国内外有关文献，首先了解了现有海水淡化技术的研究现状，应用最广的传统海水淡化工艺主要有三种，分别是多级闪蒸法，低温多效蒸馏法和反渗透法，但它们都存在种种局限，因此我们选择了目前较为成熟的原理——低温多效蒸馏法，并根据低温多效蒸馏技术的缺陷，以研发实现性能可靠，占地小，操作简单的中小型便携海水淡化装置为目标进行设计，并结合太阳能光热技术，以太阳能为该装置提供热能。
项目中期，进行设计装置结构与各参数，用inventor和CAD等软件建立装置模型并购买一部分零件进行小试，并且根据每一版本装置的缺点，不断进行调整和优化。
图表 1 部分版本冷凝器设计模型图
后期确定最终装置结构与设计图纸，购买铝管、水阀等零件，寻找工厂加工制作装置核心设备——冷凝器，使用冷凝器进行实验室小试，得到淡化水后对其进行检验分析，证明淡化水质合格。目前该设备已申请实用新型专利的授权，专利已处于审核阶段。
图表 2 项目后期所作工作部分照片
图表 3 实用新型专利受理通知书
应用：
我们所研究的太阳能光热海水淡化装置可应用于：1、跆拳道类的体感游戏，2、弥补跆拳道电子护具存在的不足。而我们所研究的跆拳道动作截取算法可单独用于计量跆拳道运动量如计算动词次数，卡路里等。
未来展望：
进一步完善现有装置，实现全工艺流程有效循环。
项目创新点：
1：工艺流程和冷凝器的结构有效利用了未完全利用的热能，并减少了热能的损失。冷海水从冷凝器内部流出时，水蒸气-冷凝器内壁-冷海水之间发生热交换，不仅降低了冷凝器内壁的温度，保持冷凝器内壁与水蒸气之间存在温度差，还使海水初步吸收了一部分热能，可以在太阳能加热部分只需吸收比其他流程更少的热能即可达到所需温度。
2：冷凝器内部采用的材料为海绵，便宜易得，成本低廉
3：以太阳能这种可再生清洁能源为热源，具有无污染等优点
4：预处理要求低且操作简单
5：不涉及对压强的控制，装置更安全
项目成果：
1：与该海水淡化装置相搭配的具有热回收功能的海水淡化流程。
图表 4 该太阳能光热海水淡化装置工艺流程
2：为该海水淡化装置而独立设计了预处理装置，可有效去除海水中的固体沉淀物。
图表 5 预处理装置
3：设计了海水淡化装置图纸及inventor模型。
图表 6 太阳能光热海水淡化装置图纸及模型图（部分）
4：完成了冷凝器实物的制作并进行了实验。
图表 7 冷凝器
5：对实验所得淡化水进行了分析，证明该装置可达到海水淡化要求。
图表 8 阴离子色谱法分析结果（部分）
