本發(fā)明屬于制水機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空氣制水系統(tǒng)，具體地說涉及一種太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

水是生命之源，也是人身體的重要組成要素，從全球范圍講，水是連接所有生態(tài)系統(tǒng)的紐帶，水在自然環(huán)境中對于生物和人類的生存來說有著決定性的意義，也是經(jīng)濟發(fā)展、社會進步不可缺少的重要自然資源。但隨著工業(yè)化進程不斷推進、氣候變化，水的問題變得復雜多變，尤其是水資源緊缺、水污染嚴重、水環(huán)境惡化，人類對水資源的需求以驚人的速度擴大，但同時不斷有干凈的水資源被污染，世界水論壇提供的聯(lián)合國水資源世界評估報告顯示，全世界每天約有200噸垃圾倒進河流、湖泊和小溪，每升廢水會污染8升淡水，缺水已直接威脅到人類的生存和發(fā)展。

如何解決世界性缺水問題，不少國家科學家對此不懈研究，試圖找到最適合的方法治水，比如從化學實驗室通過化學反應(yīng)制水，或通過高科技手段將海水淡化提取水。上述方法中，化學方法制水存在成本高、風險大的問題，而海水淡化裝置結(jié)構(gòu)復雜，水運輸成本較高。

為解決這些問題，科研人員逐漸關(guān)注到一般不易察覺的事物—空氣，并逐漸對空氣制水進行開發(fā)，由于地面的水分蒸發(fā)到空氣中使得空氣也含有一定水分，尤其是在許多南方地區(qū)，降雨量豐富、空氣濕度較大，空氣中含有大量水分，如能將這些水分加以充分利用，將會極大緩解各種災(zāi)難地區(qū)、野外、偏遠地區(qū)以及淡水資源匱乏地區(qū)缺少飲用水的問題，可以直接打破地域性的限制，只要有空氣即可制得水源。目前已有的一些空氣制水裝置通常采用電力作為能源，不夠節(jié)能環(huán)保，對于電力緊缺的地方應(yīng)用較受限制，并且現(xiàn)有空氣制水裝置功能較為單一，僅能夠制水，對于電力緊缺的地區(qū)和野外，難以保障能源來源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有空氣制水裝置通常由電力驅(qū)動，不夠節(jié)能環(huán)保，且不利于電力緊缺的區(qū)域或也外使用，從而提出一種集制水與發(fā)電功能的利用太陽光的太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供一種太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括順次連接的光熱單元、發(fā)電單元和制水單元，所述光熱單元同時與所述制水單元連接，所述光熱單元和制冷單元均連接于一冷卻循環(huán)單元。

作為優(yōu)選，所述光熱單元由順次設(shè)置的光線反射裝置、集熱裝置、蓄熱裝置和冷凝裝置組成，所述集熱裝置與所述蓄熱裝置的一端連接，所述蓄熱裝置的另一端連接于所述冷凝裝置。

作為優(yōu)選，所述發(fā)電單元由順次連接的汽輪機、發(fā)電機、穩(wěn)壓裝置、蓄電裝置和逆變器組成。

作為優(yōu)選，所述制水單元包括順次連接的制冷裝置、冷凝制水裝置、散熱裝置和引風裝置，所述冷凝制水裝置還連接有一水凈化裝置。

作為優(yōu)選，所述蓄熱裝置和所述冷凝裝置均與所述汽輪機連接，使光熱單元與發(fā)電單元連接；所述汽輪機與所述制冷裝置連接，使發(fā)電單元與制水單元連接；所述蓄熱裝置和冷凝裝置同時與所述制冷裝置連接，使光熱單元與制水單元能連接。

作為優(yōu)選，所述集熱裝置與所述蓄熱裝置之間設(shè)置有加熱泵；所述蓄熱裝置與所述冷凝裝置之間設(shè)置有冷凝器泵；所述制冷裝置與所述冷凝制水裝置之間設(shè)置有循環(huán)泵。

作為優(yōu)選，所述制冷裝置為吸收式制冷機，所述冷凝制水裝置為翅片式冷凝制水機，所述散熱裝置為翅片式散熱器或殼管式散熱器，所述引風裝置為引風機。

作為優(yōu)選，所述水凈化裝置包括順次連接的循環(huán)水泵、濾芯組和紫外殺菌燈。

作為優(yōu)選，所述光線反射裝置為定日鏡，所述定日鏡的數(shù)量至少為一個；所述集熱裝置為太陽能集熱器；所述蓄熱裝置為蓄熱式熱交換器；所述冷凝裝置為殼管式冷凝器。

作為優(yōu)選，所述冷卻循環(huán)單元為冷卻循環(huán)蓄水池，所述冷凝裝置與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述冷凝裝置與所述冷卻循環(huán)單元間設(shè)置有第一冷卻水泵；所述制冷裝置與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述制冷裝置與所述冷卻循環(huán)單元之間設(shè)置有第二冷卻水泵；所述散熱裝置與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述散熱裝置與所述冷卻循環(huán)單元之間設(shè)置有第三冷卻水泵。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所述的太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括順次連接的光熱單元、發(fā)電單元和制水單元，所述光熱單元同時與所述制水單元連接，所述光熱單元和制冷單元均連接于一冷卻循環(huán)單元。本系統(tǒng)利用太陽能驅(qū)動制冷機進行制水，同時將太陽能與熱電系統(tǒng)結(jié)合，還能產(chǎn)生電能，制水的過程中使空氣中的水分冷凝結(jié)露，直接達到由空氣中取水的目的，制得的電能不但能夠滿足空氣制水的用電需要，還可將剩余的電能用于其它作業(yè)。本系統(tǒng)集太陽能空氣制水與太陽能發(fā)電功能于一體，利用自然資源為動力，一站式解決了飲水和用電的問題，節(jié)能環(huán)保，特別適用于地表水和電力緊缺且日照充足的地區(qū)。制得的水可直接飲用，也適用于野外作業(yè)的場合。

附圖說明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明，其中

圖1是本發(fā)明實施例所述的太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例所述的水凈化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標記表示為：1-光線反射裝置；2-集熱裝置；3-蓄熱裝置；4-冷凝裝置；5-加熱泵；6-冷凝器泵；7-汽輪機；8-發(fā)電機；9-穩(wěn)壓裝置；10-蓄電裝置；11-逆變器；12-制冷裝置；13-冷凝制水裝置；14-散熱裝置；15-引風裝置；16-水凈化裝置；161-循環(huán)水泵；162-濾芯；163-紫外殺菌燈；17-循環(huán)泵；18-冷卻循環(huán)蓄水池；19-第一冷卻水泵；20-第二冷卻水泵；21-第三冷卻水泵。

本發(fā)明可以以多種不同的形式實施，不應(yīng)該理解為限于在此闡述的實施例，相反，提供這些實施例，使得本公開是徹底和完整的，并將本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將由權(quán)利要求來限定。在附圖中，為了清晰起見，會夸大各裝置的尺寸和相對尺寸。本發(fā)明說明書和權(quán)利要求書及附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當情況下可以互換。此外，術(shù)語“包括”、“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。

具體實施方式

實施例

本實施例提供一種太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括順次連接的用于將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能的光熱單元、用于以熱能發(fā)電的發(fā)電單元和用于從空氣中取水的制水單元，所述光熱單元同時與所述制水單元連接，用于為制水單元提供能量，所述光熱單元和制冷單元均連接于一冷卻循環(huán)單元。

具體地，如圖1所示，所述所述光熱單元由順次設(shè)置的光線反射裝置1、集熱裝置2、蓄熱裝置3和冷凝裝置4組成，所述集熱裝置2與所述蓄熱裝置3的一端連接，所述蓄熱裝置3的另一端連接于所述冷凝裝置4。所述集熱裝置2與蓄熱裝置3之間設(shè)置有加熱泵5，將蓄熱裝置3中經(jīng)熱交換被冷卻的液體再次泵入集熱裝置2中加熱。且蓄熱裝置3與冷凝裝置4之間設(shè)置有冷凝器泵6，其中，所述光線反射裝置1為一組定日鏡，所述定日鏡的數(shù)量至少為一個，所述定日鏡以一定角度固定且可隨光線角度改變變換固定角度，將太陽光線反射到集熱裝置2上，所述集熱裝置2為太陽能集熱器，內(nèi)部具有加熱工質(zhì)，本實施例中所述加熱工質(zhì)為水，所述蓄熱裝置3為蓄熱式熱交換器，同時起到熱交換和蓄熱的作用，積蓄的熱量可以在無陽光時對發(fā)電和制水持續(xù)提供能量，所述冷凝裝置4為常規(guī)殼管式冷凝器。

所述發(fā)電單元由順次連接的汽輪機7、發(fā)電機8、穩(wěn)壓裝置9、蓄電裝置10和逆變器11組成。汽輪機7在蓄熱裝置3排出的蒸汽作用下工作并帶動發(fā)電機8運轉(zhuǎn)發(fā)電，發(fā)電后產(chǎn)生的電能進入穩(wěn)壓裝置9進行整流、濾波和穩(wěn)壓，所述穩(wěn)壓裝置9為常規(guī)穩(wěn)壓器，具有整流、濾波、穩(wěn)壓電路，穩(wěn)壓后的電力進入蓄電裝置10進行蓄能，以便在無光的情況下對制水單元供電，蓄電裝置10為常規(guī)直流蓄電系統(tǒng)，蓄電裝置10內(nèi)的電力又進入逆變器11由整流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，交流電的一部分用于制水單元制水，另一部分并網(wǎng)后發(fā)電用于其它作業(yè)或為外部供電產(chǎn)生收益。

所述制水單元包括順次連接的制冷裝置12、冷凝制水裝置13、散熱裝置14和引風裝置15，所述冷凝制水裝置13還連接有一水凈化裝置16，所述制冷裝置12與冷凝制水裝置13之間設(shè)置有循環(huán)泵17。其中制冷裝置11為吸收式制冷機，本實施例中，所述吸收式制冷機采用溴化鋰吸收式制冷機，用溴化鋰作為工質(zhì)，其中水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，其在蓄熱裝置3產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動下降溫、制冷；所述冷凝制水裝置13為翅片式冷凝制水機，所述散熱裝置14為翅片式散熱器或殼管式散熱器，所述引風裝置15為引風機。

所述水凈化裝置16為過濾、紫外殺菌凈化裝置，如圖2所示，其包括順次連接的循環(huán)水泵161,、一組濾芯組和紫外殺菌燈163，所述濾芯組由至少一個濾芯162組成，本實施中為4個濾芯，順次將水過濾后由紫外殺菌燈163殺菌。經(jīng)過水凈化裝置16凈化處理后的水可直接作為飲用水飲用。

參照圖1，所述蓄熱裝置3的一端與所述汽輪機7連接，另一端與所述冷凝裝置4的一端連接，冷凝裝置4的另一端與汽輪機7連接，使得光熱單元與發(fā)電單元連接；所述汽輪機7同時與制冷裝置12連接，使發(fā)電單元與制水單元連接；所述蓄熱裝置3與汽輪機7連接的一端還同時與制冷裝置12連接，冷凝裝置4與汽輪機7連接的一端還同時與所述制冷裝置12連接，從而使光熱單元與制水單元能連接。

本實施例中，所述冷卻循環(huán)單元為冷卻循環(huán)蓄水池18，所述冷凝裝置4與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述冷凝裝置4與所述冷卻循環(huán)單元間設(shè)置有第一冷卻水泵19；所述制冷裝置12與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述制冷裝置12與所述冷卻循環(huán)單元之間設(shè)置有第二冷卻水泵20；所述散熱裝置14與所述冷卻循環(huán)單元連接，且所述散熱裝置14與所述冷卻循環(huán)單元之間設(shè)置有第三冷卻水泵21。

本實施例所述的太陽能空氣制水發(fā)電系統(tǒng)的工作過程如下：

(1)光熱過程：太陽光經(jīng)過以特定角度設(shè)置的定光鏡被反射到集熱裝置2上，太陽光的熱能將集熱裝置2中的工質(zhì)(如水)加熱使之變?yōu)檎羝?，水蒸汽進入蓄熱裝置3后進行熱交換，熱交換完成后的工質(zhì)再次變?yōu)橐后w，被加熱泵5輸送回集熱裝置2，完成一個加熱循環(huán)，蓄熱裝置3同時將部分熱能儲存以使后續(xù)無陽光時可持續(xù)用于后續(xù)發(fā)電、制水，熱交換后的熱工質(zhì)。

(2)發(fā)電過程：在蓄熱裝置3中將經(jīng)軟化處理的水加熱成為水蒸汽，蒸汽的熱能一部分供給汽輪機7，一部分供給制冷裝置12，供給汽輪機7的蒸汽熱能帶動汽輪機7工作，進而由汽輪機7帶動發(fā)電機運轉(zhuǎn)進行發(fā)電，發(fā)電得到的電能經(jīng)過穩(wěn)壓裝置9的整流、濾波和穩(wěn)壓作用后進入蓄電裝置10，進行蓄能，以保證在沒有陽光的情況下不影響持續(xù)供電，同時電流經(jīng)逆變器11轉(zhuǎn)換為交流電后一部分用于系統(tǒng)自身供電，一部分并入電網(wǎng)用于產(chǎn)生收益。

(3)制水過程：制冷裝置12在蓄熱裝置3產(chǎn)生的蒸汽驅(qū)動下產(chǎn)生冷量，冷量由冷媒水帶進冷凝制水裝置13，進行冷凝制水，經(jīng)過熱交換后的冷媒水由循環(huán)泵輸送回制冷裝置12，完成一個循環(huán)?？諝庠谝L裝置15的作用下被引入散熱裝置14，遇冷，凝結(jié)為水珠被收集到冷凝制水裝置13中，冷凝制水裝置13中的水大部分進入水質(zhì)凈化裝置中依次經(jīng)過4級過濾和紫外殺菌后可以直接飲用，少部分水進入冷卻循環(huán)單元作為循環(huán)冷卻水損耗補充。而且冷凝裝置4產(chǎn)生的冷空氣進入到散熱裝置14中后，在散熱裝置14中進行熱交換，降低散熱裝置14中的水溫，散熱裝置14內(nèi)的冷卻后的水進入冷卻循環(huán)單元后由可以降低冷卻循環(huán)單元內(nèi)水的溫度，實現(xiàn)了能量的綜合利用。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。