[发明专利]一种冬季太阳能农用大棚加湿-增温型苦咸水淡化处理系统及处理方法

说明书

一种冬季太阳能农用大棚加湿‑增温型苦咸水淡化处理系统及处理方法，属于太阳能苦咸水淡化领域。该处理系统将太阳能苦咸水淡化技术和通风增温技术有机结合。太阳能集热装置加热产生的热源能够满足苦咸水喷淋液滴进行降膜蒸发的条件，能够在较为宽泛的温度范围内稳定运行，对温度波动比较大的太阳能供热系统有较好的适应性。热水循环系统采用自动循环，能耗低且能够充分的利用太阳能。该系统结构简单，部件较少，不需要复杂的盐水预处理过程，且各系统是分离的，可以采用具有针对性的技术，来强化苦咸水淡化中的各个过程，提高各过程的能量利用效率，器件的材料有很大的选择空间，成本较低且可控，经济效益好，可以很好的适应黄河流域冬季大棚种植。

技术领域

本发明涉及一种冬季太阳能农用大棚加湿-增温型苦咸水淡化处理系统及处理方法，属于苦咸水淡化和农业大棚技术领域。

背景技术

中国人均淡水占有量仅为1968立方米，为世界平均水平的 1/4，同时我国水资源分布极不平衡，超过的80%的水资源总量分布在南方地区，作为我国主要的产粮区的北方黄河流域成为我国水资源最为短缺的地区。我国可开采苦咸水资源也主要分布在黄河中下游的鄂尔多斯高原、银川平原和黄河三角洲，同时该地区也是我国太阳能辐射最充沛的地区。随着国家黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的实施，高效利用太阳能进行苦咸水淡化成为黄河流域生态高质量发展的必由之路。

现有的苦咸水淡化方法主要有蒸馏法、反渗透膜法、冷冻法、电渗析法、溶剂萃取法、水合物法、离子交换法、材料吸收与吸附法和空气加湿与除湿法等。目前应用于苦咸水淡化的技术主要有蒸馏法与反渗透膜法。苦咸水淡化现场没有余热或废热，使得蒸馏法淡化的能耗过高，苦咸水水质复杂容易引起膜污染从而导致水处理效率下降，更换反渗透膜使得水处理成本增大，其它苦咸水淡化方法的投资、运行和输送成本等较高。现有的苦咸水淡化技术没有因地制宜的结合当地的自然条件，因此难以在黄河流域推广使用。

通过有效利用太阳能，大棚种植农作物能够忽视季节和减弱外部环境影响而长期获得农作物。黄河流域的气候存在光照强、蒸发大、湿度小、温差大等特点，同时农作物的种植受季节、外界环境和水文条件等的影响，因此太阳能苦咸水淡化技术是一种解决黄河流域农业种植缺水和气候问题从而提高农作物产量的有效途径。

公布号为CN208639229U的中国专利公开了一种用于苦咸水淡化和无土栽培的光能大棚，采用太阳能光能集热系统和低温多效苦咸水淡化系统相结合，但集热器、储热器和换热器等的投资高，造成了系统的造水成本高无法应用于普通的农业灌溉。

公布号为CN108476823A的中国专利公开了一种农用大棚加湿-除湿型苦咸水淡化系统，将农用大棚、加湿-除湿分离技术和太阳能蒸发技术相结合，但仅依靠蒸发产生的湿热空气相对湿度低、单次循环时间长，产水效率低。 黄河流域风沙大的天气特征会造成系统采用的高透光薄膜材料易被沙土遮挡，导致太阳能蒸发苦咸水效率下降，因此该系统也不适用于黄河流域的农用大棚种植。

冬季是农用大棚种植农作物温度变化最为剧烈的时期。棚室早晚气温偏低，如遇晴好天气，白天气温则会迅速上升，温度的大幅度变化，会产生湿害、冻害，更为病害的发生创造了温床，因此冬季农用大棚需要做好保温通风工作。现有的用于冬季冬季太阳能农用大棚保温通风系统主要有太阳能集热器搭配强制通风系统、太阳能日光大棚热风压通风系统、设置缓冲室等。太阳能集热器搭配强制通风系统中太阳能集热器安装在大棚的墙壁上，太阳能集热器造价昂贵，成本高。对于太阳能日光大棚热风压通风系统，当温度过低的室外空气进入大棚后，由于换热不充分，接触农作物会冻伤农作物。设置缓冲室通风间隔时间较长，对湿害问题的减弱效果有限，不能连续有效的控制湿害问题，而且缓冲室占用额外的土地会挤占有限的土地种植资源。

现有的黄河流域冬季太阳能苦咸水淡化农用大棚存在以下问题：

（1）常用太阳能苦咸水淡化方式中集热器、储热器和换热器等投入成本过高，不适用于大规模经济作物的种植。