一种冬季太阳能农用大棚加湿-增温型苦咸水淡化处理系统及处理方法

文档序号:25543112发布日期:2021-06-18 20:39阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种冬季太阳能农用大棚加湿-增温型苦咸水淡化处理系统,它包括大棚(1)和种植于大棚(1)内部的农作物(2),大棚(1)的上方设置太阳能电池板(14),其特征在于:它还包括热水循环系统、苦咸水循环系统和空气循环系统;

所述热水循环系统包含设在大棚(1)外部的太阳能集热装置(3)和设在大棚(1)内部的水平管加湿装置(4),水平管加湿装置(4)和农作物(2)之间设置隔离墙(1a),水平管加湿装置(4)包含进水管(4a)、水平管(4b)和出水管(4c),水平管(4b)的进水口连接进水管(4a),出水口连接出水管(4c),太阳能集热装置(3)顶部的太阳能集热水箱(3a)的出水口连接进水管(4a)的热水进口,出水管(4c)的热水出口连接太阳能集热装置(3)底部的回水口,太阳能集热水箱(3a)的出口和进水管(4a)间的高度差至少为1米;

所述苦咸水循环系统包含苦咸水池(5)、苦咸水泵(6)、除湿冷却器(7)、喷淋装置(8)、二级加湿装置(9)、集水箱(10)和淡水池(11),水平管加湿装置(4)的正下方设置苦咸水池(5),正上方设置喷淋装置(8),二级加湿装置(9)和除湿冷却器(7)从左至右依次设在农作物(2)的右上方,苦咸水池(5)的苦咸水出水口(5a)通过苦咸水泵(6)连接除湿冷却器(7)底部的进水口,除湿冷却器(7)顶部的出水口一个支路通过喷淋阀(8a)连接喷淋装置(8)的进水口,另一个支路通过伸缩进水管(9a)连接二级加湿装置(9)顶部的进水口,二级加湿装置(9)底部的出水口连接集水箱(10)的进水口,集水箱(10)的出水口通过伸缩排水管(10a)连接苦咸水池(5)右侧的进水口,补水管(5b)连接设置在苦咸水池(5)内部的浮球阀(5c),苦咸水出水口(5a)上设置过滤网,除湿冷却器(7)的正下方设置淡水池(11),淡水池(11)的出水口通过淡水泵(11a)连接排水管道;

所述空气循环系统包含引风机(12)和气液分离筛(13),引风机(12)设置在大棚(1)的外侧底部,引风机(12)的进风管(12a)穿过大棚壁伸至大棚(1)內除湿冷却器(7)的侧下方,出风管(12b)穿过大棚壁伸至大棚(1)內水平管加湿装置(4)的侧下方,出风管(12b)上设有外排风口(12c)气液分离筛(13)设在隔离墙(1a)的上部,苦咸水回收盒(1b)设在隔离墙(1a)上气液分离筛(13)正下方的位置,大棚(1)上水平管加湿装置(4)左侧的位置设置进风口(1c);

所述太阳能电池板(14)电连接苦咸水泵(6)、淡水泵(11a)和引风机(12)。

2.根据权利要求1所述的一种冬季太阳能农用大棚加湿-增温型苦咸水淡化的处理方法,其特征在于,包含以下步骤:

在热水循环系统中,循环水在太阳能集热装置(3)中加热到50~70℃进入太阳能集热水箱(3a),热水在热虹吸的作用下,从太阳能集热水箱(3a)进入到水平管(4b)内,水平管(4b)内的热水放出显热加热管外的空气和苦咸水液膜,换热后35~45℃的水在重力作用下,通过出水管(4c)的热水出口返回到太阳能集热装置(3)中循环加热;

在空气循环系统中,经除湿冷凝器(7)除湿后20~30℃的干空气,在引风机(12)的驱动下,25~35%的干空气由外排风口(12c)向大棚外排出,剩余65~75%的干空气经出风管(12b)进入水平管加湿装置(4)的下方,与通过进风口(1c)进入大棚(1)内的外部-15~-5℃的冷空气混合,混合后的7~11℃的空气向上横掠过水平管加湿装置(4)的水平管束,空气在水平管(4b)外被管内热水加热,同时被管外的苦咸水液膜加湿,25~30℃相对湿度为85~90%的湿空气经气液分离筛(13)分离出苦咸水液滴后,进入隔离墙(1a)右侧的大棚内,流过农作物(2)上方时吸收太阳能辐射的热量,温度升高到30~35℃、相对湿度下降到65~70%的湿空气进入二级加湿装置(9)内被蜂窝纸填料(9b)二次加湿,变成温度为28~33℃相对湿度为90~95%的湿空气,二次加湿后的湿空气进入除湿冷凝器(7)除湿后得到20~30℃的干空气,干空气在引风机(12)的作用下返回至水平管加湿装置(4)的下方循环重复利用,除湿过程产生的冷凝淡水,在重力作用下汇集到淡水池(11);

在苦咸水循环系统中,苦咸水池(5)中5~10℃的苦咸水经苦咸水出水口(5a)上的过滤网过滤后进入除湿冷凝器(7)的冷凝管内,管内苦咸水吸收管外28~33℃湿空气放出的热量后,温度升高到13~18℃,13~18℃的苦咸水分成两部分,10~15%的13~18℃的苦咸水通过伸缩进水管(9a)进入二级加湿装置(9)中,对空气进行二次加湿后汇集到集水箱(10)中再返回到苦咸水池(5),剩余85-90%的13~18℃的苦咸水经喷淋阀(8a)进入喷淋装置(8),经喷淋装置(8)喷淋到水平管加湿装置(4)的水平管(4b)的外壁面形成均匀的苦咸水液膜,液膜吸收水平管(4b)内的热量发生降膜蒸发,生成的蒸汽被管外的空气吸收,未蒸发的苦咸水在重力的作用下返回苦咸水池(5);

当苦咸水池(5)中的水位下降到水位下限时,浮球阀(5c)开启向苦咸水池(5)中补充苦咸水到设定的上限液位,淡水池(11)的淡水由淡水泵(11a)抽出用于大棚(1)内农作物的灌溉。


技术总结
一种冬季太阳能农用大棚加湿‑增温型苦咸水淡化处理系统及处理方法,属于太阳能苦咸水淡化领域。该处理系统将太阳能苦咸水淡化技术和通风增温技术有机结合。太阳能集热装置加热产生的热源能够满足苦咸水喷淋液滴进行降膜蒸发的条件,能够在较为宽泛的温度范围内稳定运行,对温度波动比较大的太阳能供热系统有较好的适应性。热水循环系统采用自动循环,能耗低且能够充分的利用太阳能。该系统结构简单,部件较少,不需要复杂的盐水预处理过程,且各系统是分离的,可以采用具有针对性的技术,来强化苦咸水淡化中的各个过程,提高各过程的能量利用效率,器件的材料有很大的选择空间,成本较低且可控,经济效益好,可以很好的适应黄河流域冬季大棚种植。

技术研发人员:杨洛鹏;张林华;盖殿臣;李安桂
受保护的技术使用者:山东建筑大学
技术研发日:2021.03.15
技术公布日:2021.06.18
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