大学毕业论文-—风能和太阳能联合驱动的小型苦咸水淡化系统研究.doc

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1、学校代号 10731 学 号082080702004 分 类 号 TK51 密 级 公 开 硕士学位论文风能和太阳能联合驱动的小型苦咸水淡化系统研究学位申请人姓名 培 养 单 位 能源与动力工程学院 导师姓名及职称 学 科 专 业 热能工程 研 究 方 向 先进可再生能源系统 论文提交日期 Study on the Small-scale Brackish Water Desalination System Driven by Combined Wind and Solar PowerbyZHUO RanB.E. (Henan University of Science and Technol

2、ogy) 2007A thesis submitted in partial satisfaction of theRequirements for the degree ofMaster of EngineeringinThermal Engineeringin theGraduate Schoolof Lanzhou University of TechnologySupervisorProfessor Li JinpingJune,2011兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注

3、引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公众提供信息

4、服务。作者签名： 日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日目 录摘 要IAbstractIII第1章绪 论11.1课题背景及意义11.2苦咸水淡化技术概述21.2.1反渗透法(RO)31.2.2多级闪蒸(MSF)41.2.3增湿去湿(HD)51.2.4多效蒸馏(MED)61.3国内外发展及研究现状71.3.1苦咸水淡化发展现状71.3.2国内外研究现状91.4国内外研究发展现状总结及对本课题的启示131.5本课题研究的目标、内容和方法131.5.1研究目标131.5.2研究内容131.5.3研究意义14第2章 风能和太阳能联合驱动的小型苦咸水淡化系统152.1淡化技术原理152.1.1

5、横管降膜蒸发152.1.2水蒸汽的发生过程162.1.3水蒸气发生过程中的能量关系182.2风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统物理模型192.2.1系统设计192.2.2系统优点202.3风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统数学模型212.3.1蒸发器的数学模型212.3.2冷凝器数学模型242.3.3太阳能集热器数学模型252.4本章小结26第3章 风能和太阳能联合驱动的小型苦咸水淡化系统装置设计273.1引言273.2冷凝器的设计选型273.2.1冷凝器的功率计算：283.2.2冷凝器的结构参数计算293.3集热器的设计选型293.3.1集热器的设计计算293.4蒸发器的设计选型293.

6、5风力机的设计选型293.5本章小结29第4章 风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统性能分析294.1热力性能评价准则294.1.1基于热力学第一定律的热力性能评价准则294.1.2基于热力学第二定律的热力性能评价准则294.2系统热力性能分析294.2.1基于热力学第一定律的热力性能分析294.2.2基于热力学第二定律的热力性能分析294.3系统经济性能分析294.3.1投入效益294.3.2产出效益294.3.3计算方法294.3.4经济性能评价总结294.4系统的生态效益评价294.5本章小结29结论与展望291 结论292 创新点293 展望29参考文献29致 谢29附录A 攻读学位期

7、间获得的成果29附录B 程序编程29附录C 主要设计部件附图29硕士学位论文摘 要淡水资源是极其重要的生命资源，但是目前世界上将近四分之一人口还面临着淡水供给不足，在我国的西北各省区缺水问题尤为突出。苦咸水淡化虽然是解决人类缺水的有效方法，但是传统的苦咸水淡化技术，都需要消耗大量化石能源与电力，是典型的以不可再生能源换取水源的技术方法。而且，大部分淡水紧缺的地区都是能源资源相对缺乏的偏远地区以及海岛地区，交通、电力十分不便，淡水资源的获取不能以消耗不可再生的能源为代价。结合我国西北地区能源分布状况和能源利用现状，本文提出了将太阳能集热技术、风能利用和传统的苦咸水淡化系统有机结合的风能和太阳能联

8、合驱动的苦咸水淡化系统，并建立了系统的物理模型和数学模型；依据系统设计目标，对系统进行了选型设计计算；基于热力学第一定律和热力学第二定律建立了系统的热力学模型，并对系统进行能分析和火用分析，随后，对系统的经济性能和生态效益进行评价。本课题的主要研究内容和成果如下：1、以横管降膜蒸发技术原理为基础，结合我国西北地区能源分布状况和能源利用现状，提出将太阳能集热技术、风能利用和传统苦咸水淡化系统有机结合的风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统装置的设计方案，并建立了系统的蒸发器、冷凝器和太阳能集热器的数学模型。2、依据系统的设计目标，在物理模型和数学模型基础之上，对太阳能苦咸水淡化系统的各个部件进行了

9、设计选型计算。3、设定了日产水量、单位淡水热耗率、系统性能系数(COP)、火用效率和热力学完善度等系统性能评价指标，建立了基于热力学第一定律和热力学第二定律的热力学模型，对系统进行了热力性能分析，得到了太阳能辐射量对系统淡水产量、单位淡水热耗率等指标的影响，及系统及各部件的火用效率。研究表明：本文所设计系统在兰州地区太阳辐照条件下，1月至12月都可以有连续的淡水产出，日淡水产量和日辐照强度的变化趋势基本一致；在太阳辐射比较好的5、6、7和8月四个月，系统的产水率虽然非常高，产水率最高可达到2.0kg/m2h，但浓缩比也很高。因此在这4个月份中，应适当增加苦咸水喷淋量，以减少结垢的形成，并可增加

10、一定的淡水产量。系统大部分月份的性能系数都在0.5以上，可知系统在大部分月份都有较好的运行效果。对系统的黑箱模型火用分析显示，系统热力学完善度为34.7，可见系统还是有很大的改进空间的；对系统的灰箱模型火用分析显示，系统的火用损失主要集中在蒸发器上，因此开发高效的蒸发器是系统效率提高的关键。3、采用动态经济分析方法对整个系统的经济性做出分析。通过计算本系统的的财务净现值NPV(i=10%)、内部收益率IRR、益本比和投资回收期这四项指标，验证本系统得经济可行性，分析结果表明四项评价指标均符合要求，动态投资回收期为4.5年，本套装置的推广可以产生良好的经济效益，具有很好的发展前景。4、对系统二氧

11、化碳减排等生态效益进行了分析，结果表明装置具有良好的生态效益和环境友好度。本课题的创新点及意义：本课题所设计风能和太阳能联合驱动的小型苦咸水淡化系统，是一套供单户人家使用的小型、稳定、环保的，而且完全由可再生能源驱动运行的苦咸水淡化系统，这是在国内外的苦咸水淡化系统中还没有过的新的设计思想。海水和地下苦咸水在我国分部广泛；在我国的部分地区，人们的饮用水现状是喝浅井的苦咸水或是喝深井的高氟水，长期饮用严重危害人民的身体健康；向海洋等苦咸水资源索取淡水，也逐渐成为世界沿海国家的共识。本文设计的风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统，旨在结合西北地区能源分布状况及人力、财力等因素，实现由太阳能产生的低

12、品位热能到高品质、低成本、无污染的淡水饮用水供应的提升。此外，本装置可以完全应用于这些地区的工业技术领域，且可以达到产水量稳定高效及水质优良的效果。关键词：风能；太阳能；苦咸水淡化；热力性能；经济性能AbstractFreshwater resources are important life resources extremely, however, a quarter of the population are also facing the shortage of fresh water supply in the world at present, which is the most

13、prominent in the various provinces in northwest of China.Though the brackish water desalination is the effective method to solve human water shortages, the traditional desalination technology needs lots of fossil energy and power, which is the typical way with non-renewable energy in exchange for wa

14、ter, moreover, most of the fresh water shortage regions are remote or island regions where lack of energy resources relatively, the transportation, the power also very inconvenience, the obtain of freshwater resources can not consume at the cost of non-renewable resources. According to energy distri

15、bution and energy utilization in our countrys northwest, the desalination system which drive by wind and solar united is put forward in this paper, and organic combine with solar technology, wind energy and traditional desalination system, the physical model and mathematical model also established;

16、based on the design goal of system, the design calculation of selection is made for system; the thermodynamics model is established which based on the first law of thermodynamics and the second law, and make energy analysis and exergy analysis; then, the economic performance and ecological benefits

17、evaluation is analysed.Firstly, the principle of desalination system drive by wind and solar united is introduced, and physical model and mathematical model of the system is established; Then, take the design calculation for each parts of a small desalination equipment system based on system model,

18、finally, thermal performance analysis and economic performance analysis are made for this system. The research content and results of this topic are as follows:1. Based on the principle of horizontal pipe falling film evaporation, the desalination system which drive by wind and solar united is put f

19、orward in this paper, and organic combine with solar technology, wind energy and traditional desalination system, and mathematical model of evaporator, condenser and of the solar collectors are established.2. According to the design goal of system, the design calculation of selection is made for sys

20、tem, which based on the first law of thermodynamics and the second law.3. Based on the mathematical model, the evaluation index are set up, which include the water yield produced daily, unit heat consumption rate of freshwater, system performance factor (COP), exergy efficiency and thermodynamic pro

21、perties, the thermal performance of the system is analyzed based on the first law of thermodynamics and the second law of thermodynamics, the influence of the solar radiation to freshwater production and heat consumption rate was obtained. The research shows that: This system can have a continuous f

22、reshwater output from January to December with the condition of solar radiation in Lanzhou area, and daily freshwater production has same change trend with the radiation; in May, June, July and August which the solar radiation is better, the water production rate of this system is very high, the hig

23、hest water production rate of this system may achieve 2.0kg/m2h, but the concentration factor is also very high. In this four months , increased spray appropriately can reduce the amount of scaling formation, and freshwater production can also increase. The coefficient of performance of the system i

24、n most of the month is over 0.5, we can see the effects of system operating in most of the month are better. From the exergy analysis of the black box model, we can find that system thermodynamics sophistication is 34.7% and the system still has much space for improvement. From the exergy analysis o

25、f gray box model, we can find that the system exergy losses mainly occurred in the evaporator and the key of enhance the system efficiency is exploiting the high-efficient evaporator.4. Using the method of dynamic economic to appraise the entire system.The results showed that the four evaluation ind

26、ices, include the net present value, benefit, the internal returns ratio and the investment Recovery period are in line with the requirements. The promotion of this set of devices can generate good value for money, with good prospect of application and extension. 5. The emission of carbon dioxide is

27、 analyzed, and the device has good ecological benefits and environment friendly degrees.The innovations and significance of this topic:The desalination system drive by wind and solar united , which is a set of minitype, stable, environmental protection for single family use，and drive running by rene

28、wable energy completely, this is a new design thought of desalination system which still had been done in the domestic and international.The seawater and brackish water underground are distribute abroad in our country; Most of the region in China, the status quo of drinking water is shallow or the w

29、ater in deep wells where the fluorine content is high, which is harm for peoples health if have long-term drinking; to take fresh water from the ocean, also becomes consensus of the worlds coastal states. The desalination system aimed at combining human、financial resources and natural conditions of

30、northwest, to realize ascension from low grade by solar thermal energy to high quality, low cost, no pollution and sustainable freshwater supply. In addition, this device can be applied to industrial technology of these areas completely, and have effective and stable for water yield, and good water

31、quality.Keywords: Wind energy; Solar energy; Brackish water desalination; Thermal performance; Economic performance第1章绪 论1.1课题背景及意义淡水是人类赖以生存和发展最重要的，且不可替代的自然资源。地球表面2/3被水覆盖，水体总量达到14.45亿立方千米，但海水等苦咸水占了其中97.5%以上，在余下的不足2.5%的淡水中，又有87%是人类难以利用的两极冰盖、冰川和冰雪，人们实际可利用的淡水只占全球水总量的0.32%1。而随着经济和社会的发展以及环境污染对水资源的破坏，地球上本

32、已不甚丰富的淡水资源日益紧缺了。从全球范围来看，根据联合国统计，自20世纪初以来全球淡水消耗量增加了约6-7倍，比人口增长速度高2倍，全球目前有14亿人缺乏安全清洁的饮用水，即平均每5人中便有1人缺水2。估计到2025年，全世界将有近1/3的人口（23亿）缺水，波及的国家和地区达40多个。我国被联合国认定为世界上13个最贫水的国家之一，淡水资源人均占有量仅为世界平均值的l/4，位居世界第109位，而且水资源在时间和地区分布上很不均衡，有10个省、市、自治区的水资源已经低于起码的生存线，那里的人均水资源拥有量不足500m3，据专家估计，到2030年中国的缺水量将达到61011m33。目前我国有3

33、00个城市缺水，其中110个城市严重缺水，他们主要分布在西北和沿海地区，水已经成为这些地区经济发展的瓶颈；同时许多地区由于严重缺水，当地人民不得不长期饮用苦咸水，但是长期饮用苦咸水会导致胃肠功能紊乱，免疫力低下，影响饮水者的身体健康。因此，为保证我国经济的可持续发展，以及人民群众的健康，解决淡水资源匮乏问题已迫在眉睫。解决淡水资源匮乏的问题，一般主要采用以下方法：1、就近引水或跨流域引水；2、在河口、海湾蓄积淡水或修建水库蓄水；3、淡化苦咸水。引流调水是水资源调剂和优化配置的一种重要方式，是解决我国水资源空间分布不均的重要手段之一。但是，远程调水是耗资巨大的水利工程，而且占用大量的土地，受到水

34、源区水资源量的制约，还存在对引水地区的环境危害和间接经济损失等问题，因此远距离调水正受到越来越多的质疑。并且据国外专家测算，当调水距离大于40公里时，调水成本将超过苦咸水淡化。通过建水库、修水坝、砌水柜、挖水窖和人工回灌地下等各种措施将雨水拦蓄起来的方法，既有利于防汛抗涝，又有利于水资源的利用。但这种方式受水的时空分布和气候变化的影响很大，并且还有蒸发、渗漏的损失与污染的威胁。最为重要的是以上措施并没有从根本上增加淡水资源的总量，我国淡水紧缺的问题依然十分严峻4。我国幅员辽阔，海水和地下苦咸水资源丰富，在其他淡水来源受到越来越多的条件限制的情况下，开发利用海水、地下咸水等苦咸水资源，进行苦咸水

35、淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。然而，大部分淡水紧缺的地区都是能源资源相对缺乏的偏远地区以及海岛地区，交通、电力十分不便。因此，利用当地风能、太阳能等可再生能源资源淡化苦咸水是解决淡水资源短缺的一种有效途径。另外，在沿海地区，风能和太阳能资源十分丰富，开发风能和太阳能联合驱动的海水即苦咸水淡化系统也有广泛用途5。传统的苦咸水淡化技术，如蒸馏法、膜法，都需要消耗大量化石能源与电力，是典型的以可再生能源换取水源的技术方法6。现有的太阳能苦咸水淡化技术，设备复杂，生产成本高，推广应用困难，而且电能的消耗同时也增加了淡化水的成本。水虽然是人类生存最重要的物质之一，但水又是

36、价廉的物质，所以淡化水的电能的消耗一直是限制太阳能苦咸水淡化技术的重要因素之一。在能源和水源同时拉响警报的今天，淡水资源的获取不能以消耗不可再生的能源为代价7。因此，本课题拟研制出一套完全由可再生能源风能和太阳能联合驱动的苦咸水淡化系统，并研究其热力性能和经济性能。1.2苦咸水淡化技术概述目前苦咸水还没有一个标准的定义，但一般把含盐量大于1000mg/L 的水称为苦咸水，也把含氯化物大于800mg/L 或硫酸盐大于400mg/L 的水称为苦咸水8。苦咸水在世界范围内广泛存在，海水、咸水湖湖水以及内陆浅井苦咸水或是深井的高氟水等都是典型的苦咸水。图1.1苦咸水淡化主要方法示意图Fig.1.1 M

37、ethods of desalination苦咸水淡化技术是将苦咸水中的盐分和水分分离的技术和过程，最终得到淡水和浓缩盐水。根据脱盐工程分类，现有的苦咸水淡化方法分为热分离法、膜分离法和化学分离方法三大类，简称热法、膜法和化学法，如图1.1。热法主要分为蒸馏法和结晶法，蒸馏法苦咸水淡化技术主要有多级闪蒸(MSFMulti-Stage Flash)、多效蒸馏(MEDMultiple Effect Distillation)、压汽蒸馏(MVC)和增湿-去湿(HDHumidification-Dehumidification)。膜法苦咸水淡化技术包含了反渗透法(ROReverse Osmosis)和

38、电渗析法，化学方法则由水合物法和离子交换法构成。在众多的苦咸水淡化方法中，水合物法所产淡水水质较差，离子交换法制水成本较高，因此化学方法的应用受到限制，而冷冻法苦咸水淡化由于冰晶的洗涤和分离较困难，造成装置复杂，运行可靠性不高，因而一直难以被大规模应用9。目前研究较多的是蒸馏法中的多效蒸馏(MED)、多级闪蒸(MSF)、增湿-去湿(HD)和膜法的反渗透法(RO)，而投入商业运行的主要是多效蒸馏(MED)、多级闪蒸(MSF)和膜法的反渗透法(RO)，表1.1归纳了这三种苦咸水淡化方法的特性10。表1.1 大型苦咸水淡化技术的比较Tab.1.1 Compares of different meth

39、odsMEDMSFRO预处理要求低低非常高结垢低中等中等腐蚀低低非常低操作性简单简单复杂投资高最高较低耗电量1.2 kWh/m33.5kWh/m34 kWh/m3蒸汽耗量(8:15)1GOR10:1GOR无浓缩系数1.51.51.5苦咸水顶温70110常温进水压力0.28MPa0.28MPa6.9MPa水质5ppm5ppm100-200ppm单装置容量大中型超大型中小型可靠性高很高依赖预处理主要能源蒸汽、电（热能、电能）蒸汽、电（热能、电能）机械能（电能）典型单机产水能力3000-36000 m3/d3000-70000 m3/d1-20000 m3/d1.2.1反渗透法(RO)反渗透是一种以

40、压力为驱动力的膜分离过程。自70年代后期发展出第一座反渗透法苦咸水淡化厂以来，逐渐成为具有竞争力的苦咸水淡化技术之一11。反渗透法是一种膜分离淡化法，该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜将苦咸水与淡水分隔开，若对苦咸水一侧施加一大于苦咸水渗透压的外压，那么苦咸水中的纯水将通过半透膜进入到淡水中，图1.2为反渗透法工艺流程图。图1.2 反渗透法工艺流程图Fig.1.2 Flow chart of RO反渗透苦咸水淡化法是二十世纪六十年代后期发展起来的一项新技术，其发展很快，由于反渗透法的设备系统模组化，安装容易，所以工程造价和运行成本有一定的降低。但是因为反渗透淡化过程需要加压，耗用

41、较大能量；同时RO技术对水质有较高要求，苦咸水必须经过各种形式预处理，工序复杂；而且膜组件又易损、易污染，需要定期清洗更换，成本仍然较高，设备也复杂；且产品水质较低，所以现有淡化容量的70%仍然是使用蒸馏法。1.2.2多级闪蒸(MSF) 图1.3多级闪蒸淡化装置流程示意图Fig.1.3 Flow chart of MSF多级闪蒸(MSF)技术，是1957年由英国学者R.S.SILVER发明的一种苦咸水淡化方法，它在降低能耗及防结垢问题方面有独到的优越性。闪蒸技术原理是：原料苦咸水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于闪蒸室内的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后立

42、即成为过热水而急速地部分汽化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。多级闪蒸就是以此原理为基础，使热盐水依次流经若干个压力逐渐降低的闪蒸室，逐级蒸发降温，同时盐水也逐级增浓，直到其温度接近（但高于）天然苦咸水温度，因而可连续产出淡化水，图1.3为多级闪蒸淡化装置流程示意图。多级闪蒸可用于以火电厂或核电厂的背压或抽汽式透平的低位蒸汽为热源的大型苦咸水淡化工程，为高中压锅炉提供优质脱盐水，也可提供生活用淡水12。多级闪蒸是针对多效蒸发结垢较严重的缺点而发展起来的，单机容量大，最大的可达到78万t/d；产品水盐度一般为310mg/l。具有设备简单可靠，运行稳定性高，防垢性能好

43、，操作弹性大，易于大型化以及可利用低位热能和废热等优点，一般是与热力发电厂联合建设与运行，以汽轮机低压抽气作为热源，以降低运行成本。但是，其工程投资高，为反渗透法的2倍；动力消耗大，设备的操作弹性小，是设计值的80110%，不适应于造水量要求可变的场合；其传热管腐蚀穿孔时将污染水质。在海湾国家，由于石油比较丰富，水温较高，盐度高等原因，多级闪蒸技术应用得比较多。MSF装置的优点是设备单机容量大、使用寿命长、出水品质好、热效率高。但由于装置浓缩苦咸水的最高操作温度在110左右，对传热管和设备本体的腐蚀性较大，必须采用价格昂贵的铜镍合金、特制不锈钢及钛材，因此设备造价高。另外，为了减轻结垢和腐蚀，

44、对进入装置的苦咸水加酸和进行脱气（脱除CO2和O2），因而也增加了造水成本。1.2.3增湿去湿(HD)增湿-去湿淡化方法由传统的蒸馏淡化发展而来，它是在蒸馏过程中引入流动的空气作为水蒸汽的载体，并将蒸发室与冷凝室分离，使其温度可以独立控制；载气在蒸发室中被盐水增湿成为湿空气，湿空气携带一定量的水蒸汽进入冷凝室，经过冷凝去湿得到淡水，并预热进料盐水使冷凝潜热得到回收13。增湿与去湿是指水蒸汽在空气中含量的增加与减少，即湿空气含湿量的增减。当空气中的水蒸气含量增加时，称为增湿，反之称为去湿。通常，气体增湿是通过空气与液体的直接接触，或者将空气与水蒸汽的直接混合而实现的。在空气与液体直接接触过程中，

45、空气中水蒸汽的分压趋于零，两者之间存在水蒸汽的分压差P，在这种推动力下，液体表面的组分吸收来自空气或液体的热量后，以气态形式进入空气中，这样空气体就被湿化了。增湿-去湿淡化法有三种不同的形式，第一、在同一空间内自然对流增湿-去湿；第二在同一空间内强制对流增湿-去湿；第三：蒸发和冷凝完全分离的增湿-去湿。自然对流增湿-去湿过程中，水蒸汽运动的驱动力为分子间作用力，水蒸汽颗粒的运动方式为布朗运动，其到达冷凝界面的时间较长，即淡化时间较短，产水量较低14。强制对流增湿-去湿过程，气体的对流循环不仅加速了液面水蒸汽的蒸发，还缩短了水蒸汽分子到达冷凝界面的时间，延长了淡化时间，产水量变大15。但是在同一

46、空间内进行增湿-去湿过程中，冷凝器与蒸馏器温差小，冷凝器的总传热系数小，为了充分回收冷凝潜热就需要增大冷凝面积，并且在为了避免操作压力过高，同一空间内强制对流的流速不能太高，因此增湿-去湿淡化过程进行不充分。为了克服这一缺点，人们将增湿器和冷凝器完全分离，即增湿过程和去湿过程分离。此举便于自主控制增湿器和冷凝器的温度，充分回收冷凝潜热16。图1.4增湿-去湿淡化装置流程示意图Fig.1.4 Flow chart of HD如图1.4所示，就是一个典型的蒸发器、冷凝器分离的增湿-去湿苦咸水淡化系统，它由蒸发器、冷凝器和集热器三个主要部分组成，且这三部分相互完全分离，系统工作流程主要包括闭式的空气循环和开式的苦咸水循环两个循环17。其原理是利用一个平板式太阳能集热器来加热苦咸水，用风机带动空气完成一个闭式循环，热苦咸水与常温空气混合得到湿空气，湿空气在一个表面积很大的冷凝器内冷凝，淡水凝结的大部分潜热用来预热苦咸水18。引入流动的空气虽然可以加快苦咸水的蒸发，但势必会带走系统的一部分热量，而且空气的去湿程度也必然影响系统淡水的产量，所以增湿-去湿法目前尚处于实验研究阶段。1.2.4多效蒸馏(MED)