一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法，属于太阳能干燥技术领域，包括太阳能供热系统、干燥系统、交替式吸湿解吸系统、强制液冷系统及供电系统，具体的；所述太阳能供热系统、所述干燥系统、所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧依次连接组成干燥环路；所述太阳能供热系统还与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧及强制液冷系统依次连接组成取水环路；所述供电系统为装置供电。本发明专利技术示例的循环干燥取水装置及方法，将对流式干燥、辐射式干燥、吸湿解吸式空气取水技术相结合，执行协同运行策略，装置各环节实现了有机结合，可大幅提高太阳能利用率及装置工作效率，并能有效延长装置连续稳定运行的时长。延长装置连续稳定运行的时长。延长装置连续稳定运行的时长。

【技术实现步骤摘要】
一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法


[0001]本专利技术涉及太阳能干燥
，特别是涉及一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法。

技术介绍

[0002]太阳能干燥技术是利用太阳能对各种物料进行干燥，太阳能干燥装置类型主要有温室型、集热器型、集热器与温室结合型、太阳能集热器与热泵系统联合型等。
[0003]吸附式空气取水技术是采用液体或固体干燥剂吸收湿空气中的水分后，通过干燥剂的再生过程获得淡水的技术形式。其中，液体吸收法存在装置结构复杂、体积庞大、单次循环时间长、具有一定腐蚀性及化学试剂不够安全等诸多缺陷，因此，通过该方法获得的淡水不宜作为安全饮用水。此外，相比于制冷结露法，利用固体干燥剂的吸附式空气取水技术具有不需要电能或机械能输入、占地面积小、运动部件少、运行噪声低、装置结构简单、运行成本低、寿命长、能利用太阳能集热装置除湿等诸多优点。
[0004]半导体制冷技术是通过帕尔贴效应达到制冷目的的一种新型制冷技术。当电流通过由半导体组成的闭合回路时，能在半导体制冷片两侧表面产生吸热或放热效应，会使半导体制冷器冷端的热量流向热端，使冷端温度不断降低，热端温度不断升高，即可实现制冷降温目的。
[0005]大多数现有太阳能干燥系统的功能较为单一，只局限于对干燥物料进行脱水干燥，不能实现对干燥物料脱出水分的回收再利用。此外，当前主流的太阳能吸附式取水装置的吸湿解吸周期较长，仅局限于“夜间吸附、白天解吸”的运行模式，且大多数吸附剂容易达到吸水饱和状态，导致无法进一步除湿干燥，故该类太阳能干燥系统的太阳能利用率及运行效率均很低。

技术实现思路

[0006]为了解决上述现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法，本装置将对流式干燥、辐射式干燥、吸湿解吸式空气取水技术相结合，并将太阳能集热技术、半导体制冷技术、相变蓄热技术、管壳式风冷设计、电动流道交换设计与太阳能干燥取水技术进行耦合，执行协同运行策略，装置各环节实现了有机结合，可大幅提高太阳能利用率及装置工作效率，并能有效延长装置连续稳定运行的时长。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0008]提供了一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，包括太阳能供热系统、干燥系统、交替式吸湿解吸系统、强制液冷系统及供电系统，具体的：
[0009]所述太阳能供热系统、所述干燥系统、所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧依次连接组成干燥环路；
[0010]所述太阳能供热系统还与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧及强制液冷系统依次连接组成取水环路；
[0011]所述供电系统为装置供电。
[0012]进一步的，所述太阳能供热系统包括第一供热系统及第二供热系统，所述第二供热系统出风口与所述干燥系统进风口连接，用于为所述干燥系统持续提供热风；所述第一供热系统出风口与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧进口连接，用于为所述交替式吸湿解吸系统解吸侧除湿解吸；
[0013]所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧与所述第二供热系统及干燥系统连接，用于为所述干燥系统排出的湿空气除湿并将除湿后的空气输送至第二供热系统进风口；所述交替式吸湿解吸系统解吸侧还与所述第一供热系统连接，利用所述第一供热系统为交替式吸湿解吸系统的解吸侧除湿解吸；
[0014]所述强制液冷系统进口与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧出口连接，且第一供热系统进风口连接所述强制液冷系统出口，所述强制液冷系统用于冷却高温湿空气，以形成淡水，并将冷凝脱水后的干燥冷空气输送至第一供热系统进风口。
[0015]进一步的，所述第一供热系统及第二供热系统均由真空管式太阳能集热器组成，所述真空管式太阳能集热器包括真空集热管，所述真空集热管内设有储热套件，所述真空集热管的上方与汇流腔连通，还包括用于固定的固定管及固定支架；
[0016]所述第一供热系统中的真空管式太阳能集热器数量多于所述第二供热系统中的真空管式太阳能集热器数量。
[0017]进一步的，所述干燥系统包括干燥箱及物料架，所述干燥箱内设有安装在物料架上的物料托盘；所述干燥箱的上端面倾斜设置，所述干燥箱的上端面处设有玻璃盖板，位于所述玻璃盖板较低一侧的下方设有汇水槽，所述汇水槽出口连接淡水收集瓶；所述干燥箱位于所述玻璃盖板较高一侧的下方设有湿空气出口，所述湿空气出口与所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧连通。
[0018]进一步的，所述物料架的下方设有导气器，所述导气器与所述第二供热系统出风口连接。
[0019]进一步的，所述交替式吸湿解吸系统包括第一吸附床、第二吸附床、第一电动流道交换器及第二电动流道交换器，所述第一吸附床及第二吸附床的进口端分别通过第一电动流道交换器与所述湿空气出口及第一供热系统出风口连接；所述第一吸附床及第二吸附床的出口端分别通过第二电动流道交换器与所述强制液冷系统进风口及第二供热系统进风口连接。
[0020]进一步的，所述强制液冷系统包括蒸汽冷凝单元、管壳式风冷单元、冷却液循环驱动单元及半导体冷却单元。
[0021]进一步的，所述蒸汽冷凝单元进风口与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧出风口连接，所述蒸汽冷凝单元出风口还与所述第一供热系统的进风口连接；
[0022]或者，所述管壳式风冷散热单元包括对流腔，所述对流腔内设有换热管束及竖直设置的折流肋片；所述换热管束延伸至所述蒸汽冷凝单元；所述对流腔的上方另一侧设有风冷单元出风口，所述风冷单元出风口通过三通阀接入所述第一引风风机；
[0023]或者，所述冷却液循环驱动单元包括分别与所述换热管束两端连通的半导体冷却仓及转接仓，所述转接仓连通循环水箱，所述循环水箱通过循环泵与所述半导体冷却仓连通；
[0024]或者，所述半导体冷却单元包括依次连接的冷却器、半导体制冷片及散热器，所述半导体冷却单元的出风口通过管道与所述第一引风风机连接。
[0025]一种基于太阳能的一体式循环干燥取水方法，其特征在于，使用如权利要求2
‑
8任一项所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，具体的，包括以下步骤：
[0026]S1：冷空气通过所述第一供热系统及第二供热系统加热；
[0027]S2：从所述第二供热系统中流出的高温干空气在干燥系统中对物料进行干燥，产生湿空气，大部分湿空气通过湿空气出口排出，一小部分湿空气在干燥系统的顶部玻璃盖板内表面凝结为水滴并流入淡水收集瓶；
[0028]S3：步骤S2排出的湿空气流入所述交替式吸湿解吸系统的吸湿侧，通过交替式吸湿解吸系统为湿空气除湿，除湿后的气体重新进入第二供热系统完成下一次干燥脱水循环；
[0029]S4：当步骤S3中的交替式吸湿解吸系统吸湿侧达到吸水饱和状态时，原吸湿侧快速切换为新解吸侧，原解吸侧快速切换为新吸湿侧，实现了吸湿过程和解吸过程的连续快速切换及同步运行，第一供热系统中的高温干空气进入交替式吸湿解吸系统的新解吸侧，并对交替式吸湿解吸系统的新解吸侧进行除湿取水；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，包括太阳能供热系统、干燥系统、交替式吸湿解吸系统、强制液冷系统及供电系统，具体的：所述太阳能供热系统、所述干燥系统、所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧依次连接组成干燥环路；所述太阳能供热系统还与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧及强制液冷系统依次连接组成取水环路；所述供电系统为装置供电。2.根据权利要求1所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，所述太阳能供热系统包括第一供热系统及第二供热系统，所述第二供热系统出风口与所述干燥系统进风口连接，用于为所述干燥系统持续提供热风；所述第一供热系统出风口与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧进口连接，用于为所述交替式吸湿解吸系统解吸侧除湿解吸；所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧与所述第二供热系统及干燥系统连接，用于为所述干燥系统排出的湿空气除湿并将除湿后的空气输送至第二供热系统进风口；所述交替式吸湿解吸系统解吸侧还与所述第一供热系统连接，利用所述第一供热系统为交替式吸湿解吸系统的解吸侧除湿解吸；所述强制液冷系统进口与所述交替式吸湿解吸系统解吸侧出口连接，且第一供热系统进风口连接所述强制液冷系统出口，所述强制液冷系统用于冷却高温湿空气，以形成淡水，并将冷凝脱水后的干燥冷空气输送至第一供热系统进风口。3.根据权利要求2所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，所述第一供热系统及第二供热系统均由真空管式太阳能集热器组成，所述真空管式太阳能集热器包括真空集热管，所述真空集热管内设有储热套件，所述真空集热管的上方与汇流腔连通，还包括用于固定的固定管及固定支架；所述第一供热系统中的真空管式太阳能集热器数量多于所述第二供热系统中的真空管式太阳能集热器数量。4.根据权利要求2所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，所述干燥系统包括干燥箱及物料架，所述干燥箱内设有安装在物料架上的物料托盘；所述干燥箱的上端面倾斜设置，所述干燥箱的上端面处设有玻璃盖板，位于所述玻璃盖板较低一侧的下方设有汇水槽，所述汇水槽出口连接淡水收集瓶；所述干燥箱位于所述玻璃盖板较高一侧的下方设有湿空气出口，所述湿空气出口与所述交替式吸湿解吸系统吸湿侧连通。5.根据权利要求4所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，所述物料架的下方设有导气器，所述导气器与所述第二供热系统出风口连接。6.根据权利要求2所述的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置，其特征在于，所述交替式吸湿解吸系统包括第一吸附床、第二吸附床、第一电动流道交换器及第二电动流道交换器，所述第一吸附床及第二吸附床的进口端分别通过第一电动流道交换器与所述湿空气出口及第一供热系统出风口连接；所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭枭，邱云峰，田瑞，银浩江，陈娅瑄，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：发明
国别省市：