Análisis y optimización del rendimiento del sistema compuesto de recolección de agua por condensación reforzado con deshumidificación por rueda rotativa

Guo Zihao ,  

Chen Liu ,  

Zhang Yuanyuan ,  

Chen Sihao ,  

摘要

La baja temperatura del punto de rocío del aire ambiental en áreas secas reduce significativamente la eficiencia de los sistemas de recolección de agua por condensación. Para mejorar el rendimiento de la tecnología de recolección de agua condensada en zonas áridas, este artículo propone un sistema compuesto de recolección de agua por condensación reforzado con deshumidificación mediante rueda rotativa. Aprovechando la alta capacidad de adsorción y la fuerte capacidad de desorción de la rueda rotativa, se logra un aumento significativo de la temperatura del punto de rocío del aire ambiental, lo que fortalece la eficiencia de la recolección de agua por condensación. Se estableció un modelo matemático de transferencia de calor y humedad para el sistema compuesto, y mediante simulación numérica se analizó la influencia de la cantidad de humedad ambiental, la temperatura ambiental, la temperatura de regeneración y la temperatura de la fuente fría en el rendimiento de recolección de agua de tres estructuras diferentes de rueda rotativa por zonas (WFS-1, WFS-2, WFS-3). Los resultados muestran que la cantidad de humedad ambiental está positivamente correlacionada con la cantidad de agua producida. Cuando la humedad es superior a 3 g/kg (aire seco), el rendimiento del sistema WFS-1 es óptimo, y cuando la humedad es inferior a 3 g/kg, WFS-3 es más ventajoso. El aumento de la temperatura ambiental inhibe significativamente el rendimiento del sistema, y WFS-3 muestra un rango más amplio de adaptación a la temperatura. La temperatura de regeneración tiene un rango óptimo; más allá de 80 ℃, el incremento en la producción de agua es limitado, y WFS-3 presenta el mayor rendimiento de agua por unidad de energía térmica bajo condiciones de regeneración de alta temperatura. La reducción de la temperatura de la fuente fría puede ampliar el límite de recolección de agua del sistema en ambientes de baja humedad. Este estudio proporciona una referencia teórica para el diseño y la optimización de sistemas de recolección de agua desde el aire eficientes y de bajo consumo energético en zonas áridas.

关键词

Recolección de agua del aire; deshumidificación por rueda rotativa; recolección de agua por condensación; zonas áridas

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