驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及吸附式海水淡化技術領域，具體涉及利用太陽能和地熱能等可再生能源作為低溫驅動熱源的吸附式海水淡化技術的驅動熱源系統。
【背景技術】
[0002]隨著人口的增長和水資源的日益短缺，海水淡化引起了世界各國的普遍重視。然而，傳統的海水淡化技術基礎投資和運行費用均十分高昂。現階段世界上實現商業化的海水淡化方法主要分為兩大類:一是熱處理過程，主要包括多級閃蒸(MSF)、多效蒸餾(MED);二是膜處理過程，包括電滲析(ED)和反滲透(SWRO)等。沙特阿拉伯等西亞國家采用的多級閃蒸技術以及歐美國家廣泛采用的反滲透技術的單位制水能耗均遠高于以地表水和地下水為水源的能耗。利用傳統能源進行海水淡化會消耗大量的資源，增加溫室氣體的排放。太陽能、風能和地熱等新興能源由于其可再生和綠色無污染等特性，將是海水淡化驅動力新的發展方向。
[0003]利用太陽能進行海水淡化，一個明顯缺點是它只能在白天有陽光的時候提供熱能輸入，如果脫鹽設備需要連續不間斷運行，則需要大量的熱源儲備。風能驅動的海水淡化技術在沿海高風能地區有很好的應用前景，但風能和太陽能一樣，也具有間歇性的特點，難以支持海水淡化設備的持續運行。相比太陽能和風能，地熱的優點是可以24小時不間斷地提供能源，地熱系統的持續工作依賴于合理的設計。將太陽能與地熱結合起來，不僅可以解決夜間的能源儲備問題，也有利于地熱能的恢復。
[0004]在利用太陽能進行吸附式淡化水制備方面，文獻《新型吸附式太陽能海水淡化技術》介紹了利用太陽能進行多效吸附式海水淡化的系統及其原理，專利《一種太陽能海水淡化裝置及其操作方法》公開了一種利用太陽能進行吸附式海水淡化的裝置和方法，專利《太陽能吸附式雙功能制淡裝置》提供了一種利用太陽能從各種水質的原料水中制取淡水和從空氣中獲取淡水的雙功能制淡裝置，它們在節能方面有一定參考性，但是無法解決夜間無太陽輻射時淡化水制取的問題，對于需要24小時不間斷供應淡水的地區，該種方法顯然無法滿足需求。

【發明內容】

[0005]本實用新型的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種最大限度的利用低溫可再生能源，提高產水效率的同時保證系統可以連續24小時運行的驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統。
[0006]本實用新型所采用的技術方案是:
[0007]本實用新型的驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統，它包括地熱水井系統，所述的地熱水井系統包括地熱供水井和地熱回水井，供水循環管路依次連接所述的地熱供水井、第一級熱栗機組的蒸發器側的進水口、第一級熱栗機組的蒸發器側的出水口以及地熱回水井，低溫水循環管路依次連接所述的第一級熱栗機組的冷凝器側的出水口、低溫熱水箱以及第一級熱栗機組的冷凝器側的進水口，太陽能集熱器的進水口、回水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱的第一出水口和第一進水口相連通;第二級熱栗機組的蒸發器側的進水口、出水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱的第二出水口和第二進水口相連通，第二級熱栗機組的冷凝器側的進水口、出水口分別通過管道與高溫熱水箱的第一出水口和第一進水口相連通，所述的高溫熱水箱的第二出水口和第二進水口分別通過管道與水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統相連通。
[0008]本實用新型的有益效果是:采用太陽能和地熱作為能源，具有可再生，環保無污染的特點；通過合理調配太陽能和地熱的使用，可以實現設備24小時連續運行，保持較高的效率;采用水蒸氣吸附/解吸海水淡化技術，相比于其它海水淡化技術具有工作溫度低，初級能源消耗低的特點，有利于設備的安全運行，同時節能降耗。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型的驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型加以說明。
[0011]如圖1所示的本實用新型的驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統，它包括地熱水井系統，所述的地熱水井系統包括地熱供水井I和地熱回水井2，供水循環管路依次連接所述的地熱供水井、第一級熱栗機組3的蒸發器側的進水口、第一級熱栗機組3的蒸發器側的出水口以及地熱回水井，低溫水循環管路依次連接所述的第一級熱栗機組3的冷凝器側的出水口、低溫熱水箱4以及第一級熱栗機組3的冷凝器側的進水口，太陽能集熱器5的進水口、回水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱4的第一出水口和第一進水口相連通;第二級熱栗機組6的蒸發器側的進水口、出水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱4的第二出水口和第二進水口相連通，第二級熱栗機組6的冷凝器側的進水口、出水口分別通過管道與高溫熱水箱7的第一出水口和第一進水口相連通，所述的高溫熱水箱7的第二出水口和第二進水口分別通過管道與水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統8相連通。
[0012]本實用新型裝置的工作過程如下:
[0013]在晴朗白天時，與所述的低溫熱水箱4(約40°C)相連的太陽能集熱器5工作。根據太陽輻射強度情況，若所述的太陽能集熱器5所產40°C左右的低溫熱水，通過第二級熱栗機組6后，產生的80°C熱水量能夠滿足驅動水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統8中的解吸床解吸工況所需熱水量，則所述的地熱水井系統及所述的第一級熱栗機組3不運行，所述的太陽能集熱器5工作制得40°C左右的熱水;若所述的太陽能集熱器5所產40°C左右的低溫熱水，通過第二級熱栗機組6后，產生的80°C熱水量不能夠滿足驅動水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統8中的解吸床解吸工況所需熱水量，則所述的地熱水井系統及所述的第一級熱栗機組3開啟運行，與所述的太陽能集熱器5同時工作制得40°C左右的熱水至低溫熱水箱4中。在夜里及陰雨天時，所述的地熱水井系統及所述的第一級熱栗機組3運行，制得40°C左右的熱水至所述的低溫熱水箱4中。所述的低溫熱水箱4中的40°C左右熱水通過循環管路輸送至所述的第二級熱栗機組6的蒸發器側，經所述的第二級熱栗機組6，將冷凝器側熱水升溫至80°C后，通過循環管路輸送至所述的高溫熱水箱7。所述的高溫熱水箱7中的熱水(80°C左右)，經熱水循環管路，輸送至水蒸氣吸附和解吸脫鹽系統中的解吸床，加熱解吸床中的吸附劑使水蒸氣脫附，以驅動系統運行。
【主權項】
1.驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統，其特征在于:它包括地熱水井系統，所述的地熱水井系統包括地熱供水井和地熱回水井，供水循環管路依次連接所述的地熱供水井、第一級熱栗機組的蒸發器側的進水口、第一級熱栗機組的蒸發器側的出水口以及地熱回水井，低溫水循環管路依次連接所述的第一級熱栗機組的冷凝器側的出水口、低溫熱水箱以及第一級熱栗機組的冷凝器側的進水口，太陽能集熱器的進水口、回水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱的第一出水口和第一進水口相連通;第二級熱栗機組的蒸發器側的進水口、出水口分別通過管道與所述的低溫熱水箱的第二出水口和第二進水口相連通，第二級熱栗機組的冷凝器側的進水口、出水口分別通過管道與高溫熱水箱的第一出水口和第一進水口相連通，所述的高溫熱水箱的第二出水口和第二進水口分別通過管道與水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統相連通。
【專利摘要】本實用新型公開了驅動吸附式海水淡化的太陽能和地熱能聯合低溫熱源系統，它包括地熱水井系統，地熱水井系統包括地熱供水井和地熱回水井，供水循環管路依次連接地熱供水井、第一級熱泵機組的蒸發器側的進水口、第一級熱泵機組的蒸發器側的出水口以及地熱回水井，低溫水循環管路依次連接第一級熱泵機組的冷凝器側的出水口、低溫熱水箱以及第一級熱泵機組的冷凝器側的進水口，太陽能集熱器的進水口、回水口分別通過管道與低溫熱水箱的第一出水口和第一進水口相連通；第二級熱泵機組分別通過循環管路與低溫熱水箱以及高溫熱水箱相連通，高溫熱水箱通過循環管路與水蒸氣吸附和解吸海水脫鹽系統相連通。可以實現設備24小時連續運行，保持較高的效率。
【IPC分類】F25B41/00, F25B27/00, F25B30/06, C02F1/28
【公開號】CN205279513
【申請號】CN201521081838
【發明人】馬洪亭, 沈曉朋, 尹立輝, 盧文倩
【申請人】天津大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月22日