[发明专利]一种海岛区域基于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

一种海岛区域基于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。为了解决海岛区域空气取水产水效率低、无法直接饮用的问题。系统由制冷机系统、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。制冷机为冷源和热源，向以吸湿剂构建的溶液聚湿器提供聚湿冷量、同时通过冷凝热和吸附热回收，向空气聚湿器提供溶液再生。通过两级聚湿过程形成高湿空气；通过吸附式取水器对水分富集，解吸释放水蒸气至蒸发器进行冷凝取水。并且利用太阳能加热海水蒸发器形成海水蒸气有效提升空气取水能效，本发明同时复合多种热回收装置可同步实现吸附热、冷凝热的回收利用和净化。

技术领域

本发明涉及一种海岛区域聚湿取水系统及方法。

背景技术

海水淡化是解决海岛区域淡水资源缺乏的主要途径，但以离子交换、反渗透膜过滤及多级蒸馏为核心的海水淡化技术存在能耗高，离子交换树脂的再生和反渗透膜污染控制的成本较高等不足。除直接对海水进行淡化外，海岛区域潮湿的海洋空气为从空气中获取淡水提供了丰富的资源，也可实现海岛区域淡水资源的供给。

但常规的通过电制冷技术的空气冷凝取水技术仍存在能源消耗量大、取水成本高、水质盐分较高、不适合直接饮用等不足。因此，开发一种适用于海岛区域空气取水的节能绿色型空气取水技术具有重要的应用价值。

发明内容

本发明为了解决现有海岛区域空气取水技术存在产水效率低、无法直接饮用的问题，提出一种海岛区域基于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。

本发明海岛区域基于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、2#溶液循环泵B-4和太阳能加热海水蒸发器B-9；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；