[发明专利]一种沙漠、干旱区吸附制冷系统驱动的溶液-空气聚湿取水系统及方法

说明书

一种沙漠、干旱区吸附制冷系统驱动的溶液‑空气聚湿取水系统及方法，涉及一种聚湿取水系统及方法。为了解决沙漠干旱区域空气取水产水效率低、无法直接饮用的问题。系统由吸附式制冷机系统、溶液型空气聚湿系统、空气取水及净水系统、热回收及换热系统和太阳能集热系统构成。吸附式制冷机为冷源和热源，向溶液聚湿器提供聚湿需要的冷量、通过冷凝热和吸附热回收向空气聚湿器提供溶液再生及强化空气聚湿所需的热量。通过溶液聚湿+空气聚湿两级聚湿过程形成高湿空气；然后通过空气吸附式取水器水分富集，加热解吸释放水蒸气至取水蒸发器进行冷凝取水，并进行水质深度净化处理。本发明同时复合多种热回收装置可同步实现吸附热、冷凝热的回收利用。

技术领域

本发明涉及一种溶液-空气聚湿取水系统及方法。

背景技术

从空气中取水是为沙漠、干旱区域提供淡水资源的重要方法。通过电动压缩式制冷系统从空气中进行直接冷凝取水是干旱、沙漠地区常用的空气取水方式；但存在制冷系统耗电量大和产水效率低等问题。与直接冷凝取水技术相比，太阳能吸附式取水技术可在一定程度上降低电能消耗，但因其难以实现连续运行，从而限制了该技术的产水效率和应用范围。利用金属盐溶液吸收取水技术在一定程度上提高了空气取水效能，但存在水质不适合直接饮用的问题，从金属盐溶液提取淡水同样需要消耗大量的能源。因此，高能效、产率高、可直接饮用的绿色节能型空气取水技术与装置的研发具有重要的应用价值。

发明内容

本发明为了解决现有沙漠或干旱区域空气取水技术存在产水效率低、无法直接饮用的问题，提出一种沙漠、干旱区吸附制冷系统驱动的溶液-空气聚湿取水系统及方法。

本发明采用绿色节能型吸附式制冷机为冷源和热源，通过冷凝热和吸附热的回收利用，分别为以氯化锂或氯化钙等溶液吸湿剂构建的溶液聚湿器提供聚湿需要的冷量、向空气聚湿器提供溶液再生及强化空气聚湿的热量(来自于吸附制冷系统的冷凝热)。通过溶液聚湿+空气聚湿的两级聚湿过程，形成高湿空气；然后通过连续运行的固体吸附材料为吸附床的空气吸附式取水器进行水分的第三级吸附富集后，再经过加热解吸过程释放水蒸气至取水蒸发器(冷量由吸附制冷系统提供)进行冷凝取水。

本发明同时耦合了水质深度净化装置，实现饮用水的净化处理。本发明同时复合了多种类型的热回收装置，可同步实现吸附热、冷凝热的回收利用，以及空气冷/热能的交互换热过程。

本发明沙漠、干旱区吸附制冷系统驱动的溶液-空气聚湿取水系统由吸附式制冷机系统A、吸附式制冷机驱动的溶液型空气聚湿系统B、空气取水及净水系统C、热回收及换热系统D和太阳能集热系统F构成；

吸附式制冷机系统A包括1#吸附式制冷机A-1、2#吸附式制冷机A-2、空气聚湿系统蒸发器A-3、空气聚湿系统冷凝器A-4、制冷剂储液器A-5、节流装置A-6、1#制冷剂分配泵A-7和2#制冷剂分配泵A-8；吸附式制冷机驱动的溶液型空气聚湿系统B包括溶液聚湿器B-1、空气聚湿器B-2，1#溶液循环泵B-3和2#溶液循环泵B-4；空气取水及净水系统C 由1#吸附式取水器C-1、2#吸附式取水器C-2、取水系统蒸发器C-3、水质净化装置C-4和储水器C-5构成；热回收及换热系统D包括1#吸附热回收器D-1、2#吸附热回收器D-2、空气间壁式换热器D-3、空气冷却器D-4和溶液换热器D-5；太阳能集热系统F由太阳能集热装置F-1、热媒循环泵F-2、1#热媒循环管线R1、2#热媒循环管线R2、3#热媒循环管线R3、4#热媒循环管线R4、5#热媒循环管线R5、6#热媒循环管线R6、7#热媒循环管线 R7、8#热媒循环管线R8、9#热媒循环管线R9、10#热媒循环管线R10、11#热媒循环管线 R11、12#热媒循环管线R12、5#电控阀门组V5和6#电控阀门组V6构成；