[发明专利]一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统及方法

权利要求书

1.一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统，包括太阳能集热器(1)、第一循环泵(2)、第一换热水箱(3)、第二循环泵(4)、空气隙膜蒸馏组件(5)和第二换热水箱(6)，其特征是：所述第一换热水箱(3)包括箱体(3-4)，在箱体内的中下部设置有横向隔板(3-5)，所述隔板将箱体分隔为上下两部分，上部分为料液室(3-1)，下部分为热工质室(3-2)，热工质室内设置有第一种热工质，热管(3-3)竖向贯穿设置在隔板上，热管内设置有第二种热工质：所述空气隙膜蒸馏组件(5)包括壳体(5-8)，在壳体的顶部设置有热料液进口(5-1)和冷料液出口(5-4)，在壳体的底部设置有热料液出口(5-3)、冷料液进口(5-2)和产水出口(5-5)，在壳体内热料液进口(5-1)和热料液出口(5-3)之间连接有中空纤维微孔疏水膜(5-6)，在冷料液进口(5-2)和冷料液出口(5-4)之间连接有中空纤维冷凝管(5-7)；所述第二换热水箱(6)包括水箱体(6-2)，在水箱体内设置有毛细管(6-1)，毛细管的上端与配水管(6-3)连接，毛细管的下端与回水管(6-4)连接；水箱体上分别设置有冷水进口(6-5)和热水出口(6-6)；太阳能集热器(1)通过管路与第一换热水箱(3)热工质室连接；第一换热水箱(3)的热工质室通过管路依次与第一循环泵(2)、太阳能集热器(1)连接；第一换热水箱(3)的料液室通过管路依次与第二循环泵(4)和空气隙膜蒸馏组件(5)的热料液进口(5-1)连接，热料液出口(5-3)通过管路与第二换热水箱(6)的毛细管(6-1)的配水管(6-3)连接；第二换热水箱(6)的回水管(6-4)通过管路分别与空气隙膜蒸馏组件(5)的冷料液进口(5-2)和浓料液排放管(8)连接；冷料液出口(5-4)通过管路分别与第一换热水箱(3)的料液室(3-1)和料液补充管(7)连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统，其特征是所述中空纤维微孔疏水膜和中空纤维冷凝管的数量比为1:2～4。

3.根据权利要求1所述的一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统，其特征是所述第一种热工质为水或导热油。

4.根据权利要求1所述的一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统，其特征是所述第二种热工质为水、丙酮或甲醇。

5.一种高效同步制取纯净水和热水的淡化方法，包括如下步骤：

使用权利要求1-4之一所述的一种高效同步制取纯净水和热水的淡化系统；由料液补充管(7)注入预处理的海水、苦咸水或雨水至料液室(3-1)，生活用水从冷水进口(6-5)注入第二换热水箱( 6) 中；当太阳能集热器(1)与热工质室(3-2)的第一种热工质温差值大于5℃时，启动第一循环泵(2)，将太阳能集热器(1)的热量依次经热工质室(3-2)内第一种热工质和热管(3-3)的第二种热工质输送至料液室(3-1)；当太阳能集热器(1)与热工质室(3-2)的第一种热工质温差值小于2℃时，关闭第一循环泵(2)；当料液室(3-1)与第二换热水箱(6)的温差大于25℃时，启动第二循环泵(4)，将料液室(3-1)中的料液输送至空气隙膜蒸馏组件(5)的中空纤维微孔疏水膜(5-6)产生蒸汽，产生蒸汽后的料液输送至第二换热水箱(6)中的毛细管(6-1)；经毛细管(6-1)换热后的料液进入空气隙膜蒸馏组件(5)的中空纤维冷凝管(5-7)来吸收蒸汽潜热，吸收蒸汽潜热后的料液回流至料液室(3-1)进行二次加热，蒸汽冷凝产生的纯净水由空气隙膜蒸馏组件(5)的产水出口(5-5)流出；当料液室(3-1)与第二换热水箱(6)的温差小于15℃时，关闭第二循环泵(4)；当料液浓缩至盐的质量分数大于5％时，由浓料液排放管(8)排出浓料液；当料液室液位小于热管(3-1)的顶端高度时，由料液补充管(7)补充料液；当第二换热水箱(6)液位小于毛细管(6-1)的配水管高度或第二换热水箱(6)的温度高于60℃时，由冷水进口(6-5)补充冷水。