水是生命之源，是人类生存所必须的基本物质。随着全球经济的发展，人口的增加，世界范围内面临越来越严重的淡水危机。为了解决淡水短缺问题，人类采取“开源节流”的方法，一方面节约用水，另一方面大力推进海水淡化。同时，人类社会面临着能源短缺，环境恶化的严重威胁，采用新能源进行海水淡化，尤其是利用太阳能进行海水淡化迫在眉睫。响应国家号召，浙江省提出大力发展海洋经济的规划，太阳能海水淡化是其中的重要一环。为了解决舟山等地沿海岛屿的缺水问题，本文设计一种高效太阳能海水淡化装置，采用太阳能聚光集热、板式换热、低温多效海水蒸馏相结合，并在该装置上添加控制系统，控制工作过程中工质的流动，实现对太阳能海水淡化过程热量的控制，提高装置的热利用率和海水淡化效率。首先，设计了一种高效太阳能海水淡化装置，采用太阳能槽式集热，二级板式换热，低温多效海水蒸馏器相结合，加上储热油罐和储热水罐等储能装置，实现太阳能收集、存储和利用，设计并定制小型低温多效蒸馏器来进行海水淡化。并为该项目在杭州的实施建设做了前期规划。其次，在该太阳能海水淡化装置的平台上，添加整套控制系统，控制装置运行过程中工质的流动。在装置上布置温度、流量等仪表，检测工质的状态，并通过控制器改变工质的流速，实现对工作过程中热量循环的控制。采取分层控制的策略，底层太阳能集热，换热，海水淡化三个过程独立控制，上层控制器实现对三个底层控制的优化调度。最后，对于底层三个控制系统，依据其控制要求完成底层控制器设计，并分析采用PID控制和预测控制时的控制效果，并给出了仿真结果。对上层控制器，分析高效太阳能海水淡化装置工作的状态，并给出了控制策略。从控制的角度来分析太阳能海水淡化的过程，实现整个系统的自动化运行，提升装置的热利用率和海水淡化效率，改变了以往单纯从热工视角研究太阳能海水淡化技术的局面，为今后太阳能海水淡化技术发展提供了一个新的思路。