一种基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法

1.本发明涉及太阳能干燥技术领域，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。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。
5.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。


技术实现要素：

6.为了解决上述现有技术中的不足，本发明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。
7.本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
8.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：
9.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；
10.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；
11.所述供电系统为装置供电。
12.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；
13.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；
14.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。
15.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；
16.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。
17.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。
18.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。
19.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。
20.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。
21.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；
22.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；
23.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；
24.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。
25.一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：
26.s1：冷空气通过所述第一供热系统及第二供热系统加热；
27.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；
28.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；
29.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；
30.s5：步骤s4产生的温度较高的湿空气流入强制液冷系统，在强制液冷系统中冷凝后形成淡水；经冷凝除湿后的干燥冷空气再次进入第一供热系统进风口开始下一次循环；当第一供热系统中的风压过高时，多余的干燥冷空气将自动排入大气环境。
31.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，且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。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
33.1、本发明示例的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，可大幅提升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；
34.2、本发明示例的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法，设计了一种电动流道交换器并提出了一种交替式吸湿解吸方法，相比传统的吸附式取水技术而言，实现了吸附过程与解吸过程的无缝连续切换及同步运行，解决了吸附剂吸水饱和后不吸水的弊端，进而有效提高了太阳能利用率及装置的运行效率；
35.3、本发明示例的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法，提出了一种双效冷却型强制冷凝机制，利用半导体制冷和管壳式热交换双冷却模式对循环冷却液进行强制冷却，极大地降低了循环冷却液的工作温度，提高了系统的取水量及取水效率；
36.4、本发明示例的基于太阳能的一体式循环干燥取水装置及方法，对干燥系统进行了匀/整流设计，大幅提升了干燥系统物料托盘处热气流的通流均匀性，有效降低了热气流在干燥系统中流动时的局部损失，同时也保证了干燥系统中物料的脱水品质，并提高了干燥效率。
附图说明
37.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
38.图1为本发明结构示意图；
39.图2为本发明储热套件结构示意图；
40.图3为本发明汇流腔结构示意图；
41.图4为本发明干燥系统结构示意图；
42.图5为本发明导气器结构示意图；
43.图6为本发明交替式吸湿解吸系统结构示意图；
44.图7为本发明第一、第二吸附床内部结构示意图；
45.图8为本发明第一、第二电动流道交换器结构示意图；
46.图9为本发明强制液冷系统后视图；
47.图10为本发明强制液冷系统内部结构示意图；
48.图11为本发明半导体散热单元结构示意图。
49.图中：1-太阳能供热系统，1-1-第一供热系统，1-2-第二供热系统，101-真空集热管，102-汇流腔，103-固定管，104-固定支架，105-法兰，106-储热套件，107-铜管，108-套筒，109-丁字形肋片，110-直板型肋片，111-外腔，112-内腔，113-内腔螺纹孔，114-真空管连接孔，2-干燥系统，201-干燥箱，202-物料架，203-物料托盘，204-导气器，205-湿空气出口，206-玻璃盖板，207-汇水槽，208-淡水收集瓶，209-整流栅格，210-进风匀气器，211-进风管道，3-交替式吸湿解吸系统，3-1-第一吸附床，3-2-第二吸附床，3-3-第一电动流道交换器，3-4-第二电动流道交换器，301-渐扩型整流腔，302-反应发生腔，303-出口汇流腔，304-正弦波式吸附板，305-电动转子，306-外部定子，307-直流流道，308-交叉流道，4-强制液冷系统，401-蒸汽冷凝仓，402-过滤器，403-接水槽，404-淡水收集器，405-干燥冷空气出口，406-第一引风风机，407-第二引风风机，408-对流腔，409-换热管束，410-折流肋片，411-转接仓，412-半导体冷却仓，413-循环水箱，414-单向阀，415-冷却器，416-半导体制冷片，417-散热器，418-高温热空气进口，419-风冷单元进风口，5-供电系统。
具体实施方式
50.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
51.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
52.如图1所示，本实施例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1、干燥系统2、交替式吸湿解吸系统3、强制液冷系统4及供电系统5，具体的：
53.所述太阳能供热系统1为真空管式太阳能供热系统1，由两套子系统构成，即第一供热系统1-1及第二供热系统1-2。
54.其中，第二供热系统1-2与干燥系统2连接，本实施例中，第一供热系统1-2由两台真空管式太阳能集热器串联而成，且在热风出口处装有一台轴流式引风风机，第二供热系
统1-2为干燥系统2持续提供热风。第一供热系统1-1出风口与交替式吸湿解吸系统3的解吸侧进风口连接，本实施例中，第一供热系统1-1由三台真空管式太阳能集热器串联而成，且在出风口处也安装有一台轴流式引风风机，第一供热系统1-1可将交替式吸湿解吸系统3解吸侧吸附的水分进行加热解吸，并将解吸后的湿热空气送入强制液冷系统4中进行冷凝取水。
55.本实施例中，真空管式太阳能集热器主体部分由7根真空集热管101、汇流腔102、固定支架104、固定管103、法兰105及管内储热套件106组成。
56.真空集热管101的内径为58mm、长度为1.5m，真空集热管101内置一根外径为50mm、长度为1.4m的储热套件106。
57.如图2所示，所述储热套件106包括内外同心设置的铜管107及套筒108，所述套筒108的外壁面处均匀分布了6个丁字形肋片109；所述套筒108的内侧设有直板型肋片110。具体的，加工时，先将一根长度为1.5m、外径为22mm、壁厚为2mm的铜管107的一端车出10mm长的螺纹，然后同轴心插入长度为1.4m、内径为38mm的铜制套筒108内部，套筒108上端出口处铜管107伸出10cm，套筒108下端与铜管107平齐；套筒108两端用外径为42mm、内径为22mm、厚度为2mm的圆环型铜盖封口，铜盖与套筒108或铜管107接触部分用气焊进行焊接；焊接完成后，在铜盖靠近边缘位置开设一处直径为5mm的螺纹孔，然后将处于熔融状态的低温相变储热材料经由螺纹孔注入；相变材料注入完毕后，采用密封堵头进行封堵。套筒108外侧及铜管107内侧的强化换热肋片，可用气焊焊接方式或直接铸造成型方式进行定位。套筒108外侧壁面处的丁字形肋片109比套筒108长5cm，上端与套筒108平齐，下端超出部分插入固定管103内的定位孔中；铜管107内侧也设有6个直板型肋片110，套件内外两侧的强化传热肋片均绕轴线等弧度一一对应。
58.如图3所示，所述汇流腔102整体为圆柱形，分为内外两层，均为铝合金材质。内腔112一端开口，一端封闭，其过轴线的半剖面为u字型，在其侧下方等间距开设7个内腔螺纹孔113，用于连接铜管107；开口端与法兰105内端面用钨极氩弧焊焊接。外腔111两端均开口，与内腔112同轴安装在法兰105端面处，两端与法兰105端面均用钨极氩弧焊焊接，在外腔111侧下方，正对内腔螺纹孔113处，开设7个直径略大于真空管外径的真空管连接孔114并安装密封硅胶垫。
59.整体装配真空管集热器时，先将7根储热套件106车有螺纹的一端穿过外腔111的真空管连接孔114，拧进内腔螺纹孔113；然后将真空集热管101依次套进储热套件106，并依次将真空管上端伸入外腔111的真空管连接孔114，随后将真空集热管101的下端安装进固定管103相应的定位孔中。两侧法兰105中心圆孔的直径与内腔112的内径相同。
60.所述干燥系统2为双效混合式干燥系统2。如图4所示，所述干燥系统2包括物料托盘203、物料架202、导气器204、玻璃盖板206、汇水槽207、淡水收集瓶208及用于承载上述部件的干燥箱201。
61.本实施例中，干燥箱201侧方位投影为梯形，由铝合金制成，维护结构外表面紧密包裹了保温性能优良的聚苯乙烯泡沫板，安装使用时，干燥箱201较矮的一侧朝南安装。箱体上端面的向阳面覆盖一块具有高透光率的玻璃盖板206，玻璃盖板采光面朝南。箱体内部，三层物料托盘203等间距安装在特制物料架202上，每层物料托盘203均由1mm厚的不锈钢板一次冲压成型，面向箱体北侧方向的托盘侧面均安装有推拉把手。物料架202靠南一
侧，设置了具有微小倾角的汇水槽207，用于收集玻璃盖板206处凝结的液滴；汇水槽207出口处通过特制细管连接淡水收集瓶208，滴入汇水槽207中的液滴将在重力作用下流入淡水收集瓶208中。湿空气出口205设置在干燥箱201北部侧面的上端位置。
62.根据主要干燥物料的外观形状和尺寸分布，在物料托盘203底板上均匀布置若干密集通气孔。装置运行过程中，为避免干燥对象堵塞通气孔，进而导致出现干燥不均现象，可在通气孔周围用压模机均匀压制出若干凸起。
63.如图5所示，导气器204主要由整流栅格209、进风匀气器210和进风管道211组成，安装在干燥箱201底部，整流栅格209出口正对物料托盘203。进风匀气器210整体为渐扩型热风通道，为保证热风均匀流入整流栅格209，在匀气器腔体内部装有若干匀流导气肋片，进风匀气器210出口端与整流栅格209底部进风端连通，进风匀气器210进口端与第二供热系统1-2出风口通过进风管道211可拆卸式密封连接。
64.如图6所示，所述交替式吸湿解吸系统3包括并排设置的第一吸附床3-1、第二吸附床3-2及第一电动流道交换器3-3、第二电动流道交换器3-4，两吸附床进出口处均通过管道接入对应的电动流道交换器接口，接口处采用螺纹连接。所述第一吸附床3-1及第二吸附床3-2的进口端分别通过第一电动流道交换器3-3与所述湿空气出口205及第一供热系统1-1出风口以可连续切换连通口方式连接；所述第一吸附床3-1及第二吸附床3-2的出口端分别通过第二电动流道交换器3-4与所述强制液冷系统4的进风口及第二供热系统1-2的进风口以可连续切换连通口方式连接。
65.如图7所示，吸附床由渐扩型整流腔301、反应发生腔302及出口汇流腔303三部分组成。根据腔体结构和尺寸，渐扩型整流腔301内部安装有特制的多通道渐扩整流栅格，栅格用铝合金材料制作而成；渐扩型整流腔301出口端连接反应发生腔302进口，反应发生腔302内横向装有特制的正弦波式吸附板304，吸附板的主要成分为聚丙烯酸钠纤维，纤维直径约为30μm，15秒左右吸收的水分质量为其自身质量的70～100倍，极限氧指数(loi)为10，且具有良好的阻燃性；反应发生腔302出口端连接出口汇流腔303，其整体外形为四棱锥体，腔体维护结构材料宜为铝合金。
66.如图8所示，所述电动流道交换器包括电动转子305及外部定子306。电动转子305呈圆柱形，内设两条直流流道307及两条交叉流道308，各流道直径相同。两条直流流道307的中心线关于转子中心线呈轴对称分布，两条交叉流道308的中心线关于转子中心线呈中心对称分布，各流道在两端面对应的圆形接口绕端面圆心按等半径、等弧度形式分布。转子靠近吸附床的一端称为内端面，另一端称为外端面，外端面圆心处开设有一个可安装平键的圆孔，用于连接电机转轴。电动转子305由3d打印机打印而成，其主要材料是由高分子材料组成的胶状光敏树脂。外部定子306整体形状为一带法兰的套筒，法兰与套筒采用螺纹连接。外部定子306内外两端面各开设有与电动转子305流道直径相同的两个螺纹孔，用于连接管道，两螺纹孔关于端面圆心对称，且螺纹中心距与内部流道端面圆孔的中心距相同，可精准确保转子流道和对应螺纹孔之间形成流畅的气流通路。定子外端面圆心位置开设一圆孔，圆孔内嵌滚子轴承，轴承内径与转子外端面中心孔直径相同。
67.如图9所示，所述强制液冷系统4为双效冷却型强制液冷系统4，包括半导体冷却单元、管壳式风冷单元、冷却液循环驱动单元及蒸汽冷凝单元及承载各单元的箱体。
68.如图10所示，所述蒸汽冷凝单元与所述交替式吸湿解吸系统3的出风口连接，所述
蒸汽冷凝单元包括高温热空气进口418及蒸汽冷凝仓401，所述蒸汽冷凝仓401内设有过滤器402，所述过滤器402的下方设有接水槽403，所述接水槽403下方设有淡水收集器404；所述蒸汽冷凝仓401体壁上设有位于所述过滤器402上方的干燥冷空气出口405，所述干燥冷空气出口405通过电动三通阀分别接入第一引风风机406出口端的三通阀和第二引风风机407的进口端；所述第一引风风机406出口端的三通阀通过管道与所述第一供热系统1-1的进口端连接，所述第二引风风机407出口接入大气环境。
69.本实施例中，高温热空气进口418与所述交替式吸湿解吸系统3的出风口连接，管道呈渐扩形，下端连接蒸汽冷凝仓401，出口正对换热管束409，管道与箱体间固定式连接；过滤器402由五层平板陶瓷膜组成，五层平板陶瓷膜平行安装于箱体内部设定的卡槽中；干燥冷空气出口405略高于过滤器402，出口处安装有平板型疏水陶瓷膜；接水槽403位于过滤器402下方，整体呈倒三角型，底部连接淡水收集器404。干燥冷空气出口405通过电动三通阀分别接入第一引风风机406出口端的三通阀和第二引风风机407的进口端；第一引风风机406出口端的三通阀通过管道接入第一供热系统1-1的进口端；第二引风风机407出口接入大气环境。
70.所述管壳式风冷单元包括对流腔408，所述对流腔408的上方一侧设有风冷单元进风口419，所述对流腔408内设有换热管束409及竖直设置的折流肋片410，所述折流肋片410设有多块并分别与所述对流腔408的顶部、底部交替连接；所述换热管束409延伸至所述蒸汽冷凝单元；所述对流腔408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406进口。
71.本实施例中，风冷单元进风口呈渐扩形，设置在对流腔408顶部，进风口正对换热管束409最左侧；折流肋片410共五块，肋片的前后向长度与箱体的前后向宽度相同，上下向宽度略小于对流腔408高度，分别上下交替式安装于对流腔408顶部和底部位置指定的卡槽中，顶部位置设置三块、底部位置设置两块，均由铝合金材料制成，相邻肋片的间距约为10cm，肋片安装完毕后，将箱体放置于激光切割台处，然后用激光切割机在箱体左壁上侧位置从左至右均匀开设11组定位孔，激光束依次穿过箱体左侧壁面、折流肋片410、箱体内中间挡板及箱体右侧壁面，从而形成整齐的定位孔束，定位孔直径均为17mm；换热管束409由11根铜制换热管组成，其长度与箱体的左右向长度相同，壁厚为1mm；散热单元安装前，将11根换热管分别从箱体右侧壁面定位孔插入，穿过中间隔板定位孔，然后使管束中各铜管107两端面与箱体左右壁平齐，端面连接处焊接固定并均匀涂抹耐高温防水材料；出风口位于对流腔408顶部右侧位置，通过三通阀接入第一引风风机406。
72.所述冷却液循环驱动单元包括分别与所述换热管束409两端连通的半导体冷却仓412及转接仓411，所述转接仓411连接循环水箱413，所述循环水箱413通过循环泵与所述半导体冷却仓412连通。
73.本实施例中，转接仓411设置在箱体左侧壁面顶部位置，转接仓411右侧端面的安装孔将11个定位孔完全覆盖，连接处焊接固定并做防水处理；转接仓411下端开孔，并通过管道可拆卸式连接至循环水箱413进水口；循环水箱413位于箱体左下方，出口处通过管道可拆卸式连接至循环泵轴向进口端，循环泵选用标准的304不锈钢离心式循环泵，型号为25wbs2-8，功率为250w，最大扬程为10m，可应用于酸碱性工作环境；循环泵径向出口端连接单向阀414，然后经管道接入半导体冷却仓412下方的进口处；半导体冷却仓412设置在箱体
右侧壁面顶部位置，半导体冷却仓412左侧端面安装孔将定位孔完全覆盖，连接处焊接固定，并做防水处理；为适应冬季低温环境，该系统所用的循环冷却液可选为防冻液。
74.如图11所示，所述半导体冷却单元包括冷却器415、半导体制冷片416及散热器417，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406连接。为降低半导体冷却单元的加工与安装难度，本实施例中，冷却器415和散热器417均选用统一规格的通用散热块，材质为6063铝材，长150mm、宽100mm、高36mm、齿厚0.8mm、齿间距2.93mm、底厚2mm；半导体制冷片416的外形尺寸为130mm
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80mm
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3.6mm，额定电压为12v，最大工作电流为10a，最大功率为120w；引风风道的外形尺寸为150mm
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100mm
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39mm，壁厚为1.5mm，材质为铝合金，侧面用激光切割机开设尺寸为130mm
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80mm的安装孔；出风口连接渐扩型汇气管道，连接处用氩弧焊焊接；安装时，将导热硅胶均匀涂抹在冷却器415和散热器417的接触面处，将其分别粘贴在半导体制冷片416的冷却侧和散热侧，冷却器415齿片按上下向安装、散热器417齿片按前后向安装，然后用热风对导热硅胶进行干燥。干燥完毕后，将粘接好的液冷模块的散热侧伸入引风风道安装孔，当散热器417齿端面与引风风道安装孔端面充分贴合时，在接触线处用氩弧焊焊接；此过程安装完成后，将冷却侧伸入箱体左侧壁面的半导体冷却仓412，接触面也用氩弧焊焊接；考虑到半导体冷却仓412内的流动工质为液体，因此，为防止泄露，在焊接处涂抹一层防水胶；为避免各接触面连接不牢而出现脱落现象，在半导体散热单元安装完成后，在其底部加装一直角型托架，托架上端与散热单元紧密接触，左端固定在箱体右侧壁面处。
75.供电系统5为光伏供电系统5，为整个装置供电。
76.基于太阳能的一体式循环干燥取水的方法，包括以下步骤：
77.s1：冷空气通过所述第一供热系统1-1及第二供热系统1-2加热；
78.s2：从所述第二供热系统1-2中流出的高温干空气在干燥系统2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205排出，一小部分湿空气在干燥系统2顶部玻璃盖板内表面凝结为水滴并流入淡水收瓶集208；
79.s3：步骤s2排出的湿空气流入所述交替式吸湿解吸系统3的吸湿侧，通过交替式吸湿解吸系统3为湿空气除湿，除湿后的空气重新进入第二供热系统1-2完成下一次干燥脱水循环；
80.s4：当步骤s3中的交替式吸湿解吸系统3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，进而第一供热系统1-1中的高温干空气进入交替式吸湿解吸系统3的新解吸侧，并对交替式吸湿解吸系统3的新解吸侧进行除湿取水；
81.s5：步骤s4产生的温度较高的湿空气气流流入强制液冷系统4，在强制液冷系统4中冷凝后形成淡水；经冷凝除湿后的干燥冷空气再次进入第一供热系统1-2进风口开始下一次循环；当第一供热系统1-1中的风压过高时，多余的干燥冷空气将自动排入大气环境。
82.具体的：
83.带相变蓄热的太阳能供热系统1的供热方法为：
84.系统运行时，常温空气首先从内腔112开口端进入，然后通过内腔112侧下方七个并排的螺纹孔流入储热套件106中的铜管107内部，低温相变储热材料通过铜管107壁及其内部的直板型强化换热肋片对流入的常温空气进行初级预热；预热后的气流在铜管107底
部发生180
°
转向流动，然后沿套筒108外侧流出真空集热管101，在此过程中，气流直接外掠真空集热管101内壁，吸收大量辐射热后，温度快速升高并超过相变材料层的温度，进而将一部分热量通过套筒108壁和丁字形肋片109传递至低温相变储热材料；从各真空集热管流出的热空气，在外腔111中汇流，通过法兰105中心孔流入下一级集热器再升温。为降低热气流在外腔111中的热损失，在外腔111外表面设置有保温层。当装置在夜间运行时，储热套件106内的低温相变储热材料开始向外放热，进而为系统提供运行能源。
85.双效混合式干燥系统2的干燥方法为：
86.干燥系统2中的对流式干燥为第一效，原理是：从第二供热系统1-2流出的高温干空气首先从干燥箱201下方的进风口进入进风匀气器210，在导气器204的匀流作用下，均匀流入整流栅格209，经整流栅格209整流后的高温干空气均匀通过三层物料托盘203上的通气孔对干燥物料直接进行对流式干燥；此过程中，干燥物料所含水分源源不断的透过表皮与高温空气掺混形成湿空气，最后从箱体背板上方的湿空气出口205流出。第二效为辐射式干燥，太阳光线透过玻璃盖板206以闷晒方式直接干燥物料，进一步提升了干燥箱201内部的温度，加速了干燥物料内部水分的蒸发速度。箱体内部产生的大部分水蒸气将与热空气充分对流掺混形成湿空气，并从湿空气出口205流出，少部分水蒸气会在玻璃盖板206内侧壁面处发生凝结，再在重力作用下滚落至汇水槽207处，最后流入淡水收集瓶208。
87.交替式吸湿解吸系统3的吸湿解吸方法为：
88.系统启动初期，系统的气流通道为直流流道307；从干燥箱201湿空气出口205流出的湿空气首先通过第一电动流道交换器3-3进入其中一台吸附床(原吸附床)，湿空气在渐扩型整流腔301的整流作用下，均匀流入反应发生腔302；由于腔体及栅格均为渐扩型，故产生的局部损失很小；当湿空气进入反应发生腔302后，在正弦波式吸附板304的导流及扰流作用下，湿空气气流在吸附板304表面形成的热边界层和速度边界层均被破坏，进而湿空气与吸附板304表面可实现充分接触，在聚丙烯酸钠纤维高强度的吸湿作用下，湿空气中携带的水分将被吸附板304充分吸附，此过程可对干燥箱流出的湿空气进行彻底除湿；经除湿后的干空气在出口汇流腔303内汇集，然后通过第二电动流道交换器3-4流入第二供热系统1-2，进而开始下一次干燥-除湿循环。当吸附板304达到吸水饱和状态时，电动流道交换器将气流流道自动切换至交叉流道308，即原吸附侧切换为新解吸侧，另一台吸附床切换为新吸附侧。来自第一供热系统1-2的高温干空气经第一电动流道交换器3-3流入新解吸侧吸附床，由于第一供热系统1-1相比于第二供热系统1-2多一台集热器，因此由第一供热系统1-1输出的热空气温度高于干燥系统2输出湿空气的温度；高温干空气与新解吸侧吸附板充分接触，加热吸附板并使吸附的水分快速蒸发，进而与干空气掺混，形成湿空气气流；温度较高的湿空气气流经出口端的第二电动流道交换器3-4流入强制液冷系统4。此后，吸附过程与解吸过程同步进行，当吸附侧达到吸水饱和状态时，自动将原吸附侧切换为新解吸侧，同时将原解吸侧切换为新吸附侧。
89.双效冷却型强制液冷系统4的冷凝方法为：
90.装置运行时，循环泵驱动冷却液开始循环。交替式吸湿解吸系统解吸侧中流出的高温湿空气首先通过箱体上方的高温湿空气进口管道流入蒸汽冷凝仓401，然后通过管壁与换热管束409中的循环冷却液进行对流换热，进而使气流中的水蒸气冷凝并形成液滴；液滴在重力作用下滴入过滤器402，过滤器402可有效拦截气流中微量的杂质和细小颗粒；经
过滤器402过滤后的纯净水流入接水槽403，最后进入淡水收集器404。经冷凝除湿后的干燥冷空气经由出口流入第一引风风机406出口处的三通阀，然后流入第一供热系统1-1的进风口，并开始下一次循环；干燥冷空气出口405处的平板型疏水陶瓷膜能够阻挡细小液滴泄漏，只有空气和少量水蒸气可以通过，进一步提升了系统的产水效率；当第一供热系统1-1中的风压过高时，多余干燥冷空气将在电动三通阀的调控下经第二引风风机407排入大气环境。
91.半导体制冷片416接通直流电后，半导体制冷片416通过其左侧的冷却器415，吸收循环冷却液中的热量，进而对冷却液进行第一效冷却；在第一引风风机406的抽吸作用下，大气环境中的常温空气分别流入散热侧风道及箱体上方的风冷单元进风口，在风道中，冷空气与散热器417中的强制换热肋片及管壁发生对流换热，进而带走制冷片的热产；冷空气进入对流腔408后，在折流肋片410的作用下与换热管束409内的冷却液发生对流换热，进而实现第二效冷却，然后与半导体冷却单元流出的空气发生汇流，最终流入第一供热系统1-1的进风口。
92.本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。