[發明專利]一種沙漠、干旱區吸附制冷系統驅動的溶液-空氣聚濕取水系統及方法

有效

• 申請號: 202110814302.2
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113684890B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 公緒金;董玉奇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱商業大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種沙漠、干旱區吸附制冷系統驅動的溶液?空氣聚濕取水系統及方法，涉及一種聚濕取水系統及方法。為了解決沙漠干旱區域空氣取水產水效率低、無法直接飲用的問題。系統由吸附式制冷機系統、溶液型空氣聚濕系統、空氣取水及凈水系統、熱回收及換熱系統和太陽能集熱系統構成。吸附式制冷機為冷源和熱源，向溶液聚濕器提供聚濕需要的冷量、通過冷凝熱和吸附熱回收向空氣聚濕器提供溶液再生及強化空氣聚濕所需的熱量。通過溶液聚濕+空氣聚濕兩級聚濕過程形成高濕空氣；然后通過空氣吸附式取水器水分富集，加熱解吸釋放水蒸氣至取水蒸發器進行冷凝取水，并進行水質深度凈化處理。本發明同時復合多種熱回收裝置可同步實現吸附熱、冷凝熱的回收利用。

技術領域

本發明涉及一種溶液-空氣聚濕取水系統及方法。

背景技術

從空氣中取水是為沙漠、干旱區域提供淡水資源的重要方法。通過電動壓縮式制冷系統從空氣中進行直接冷凝取水是干旱、沙漠地區常用的空氣取水方式；但存在制冷系統耗電量大和產水效率低等問題。與直接冷凝取水技術相比，太陽能吸附式取水技術可在一定程度上降低電能消耗，但因其難以實現連續運行，從而限制了該技術的產水效率和應用范圍。利用金屬鹽溶液吸收取水技術在一定程度上提高了空氣取水效能，但存在水質不適合直接飲用的問題，從金屬鹽溶液提取淡水同樣需要消耗大量的能源。因此，高能效、產率高、可直接飲用的綠色節能型空氣取水技術與裝置的研發具有重要的應用價值。

發明內容

本發明為了解決現有沙漠或干旱區域空氣取水技術存在產水效率低、無法直接飲用的問題，提出一種沙漠、干旱區吸附制冷系統驅動的溶液-空氣聚濕取水系統及方法。

本發明采用綠色節能型吸附式制冷機為冷源和熱源，通過冷凝熱和吸附熱的回收利用，分別為以氯化鋰或氯化鈣等溶液吸濕劑構建的溶液聚濕器提供聚濕需要的冷量、向空氣聚濕器提供溶液再生及強化空氣聚濕的熱量(來自于吸附制冷系統的冷凝熱)。通過溶液聚濕+空氣聚濕的兩級聚濕過程，形成高濕空氣；然后通過連續運行的固體吸附材料為吸附床的空氣吸附式取水器進行水分的第三級吸附富集后，再經過加熱解吸過程釋放水蒸氣至取水蒸發器(冷量由吸附制冷系統提供)進行冷凝取水。

本發明同時耦合了水質深度凈化裝置，實現飲用水的凈化處理。本發明同時復合了多種類型的熱回收裝置，可同步實現吸附熱、冷凝熱的回收利用，以及空氣冷/熱能的交互換熱過程。

本發明沙漠、干旱區吸附制冷系統驅動的溶液-空氣聚濕取水系統由吸附式制冷機系統A、吸附式制冷機驅動的溶液型空氣聚濕系統B、空氣取水及凈水系統C、熱回收及換熱系統D和太陽能集熱系統F構成；

吸附式制冷機系統A包括1#吸附式制冷機A-1、2#吸附式制冷機A-2、空氣聚濕系統蒸發器A-3、空氣聚濕系統冷凝器A-4、制冷劑儲液器A-5、節流裝置A-6、1#制冷劑分配泵A-7和2#制冷劑分配泵A-8；吸附式制冷機驅動的溶液型空氣聚濕系統B包括溶液聚濕器B-1、空氣聚濕器B-2，1#溶液循環泵B-3和2#溶液循環泵B-4；空氣取水及凈水系統C 由1#吸附式取水器C-1、2#吸附式取水器C-2、取水系統蒸發器C-3、水質凈化裝置C-4和儲水器C-5構成；熱回收及換熱系統D包括1#吸附熱回收器D-1、2#吸附熱回收器D-2、空氣間壁式換熱器D-3、空氣冷卻器D-4和溶液換熱器D-5；太陽能集熱系統F由太陽能集熱裝置F-1、熱媒循環泵F-2、1#熱媒循環管線R1、2#熱媒循環管線R2、3#熱媒循環管線R3、4#熱媒循環管線R4、5#熱媒循環管線R5、6#熱媒循環管線R6、7#熱媒循環管線 R7、8#熱媒循環管線R8、9#熱媒循環管線R9、10#熱媒循環管線R10、11#熱媒循環管線 R11、12#熱媒循環管線R12、5#電控閥門組V5和6#電控閥門組V6構成；