目前我国低温余热的排放量大,缺少有效的利用方式,尤其是低于100℃的低品位余热,基本通过循环冷却水排放到环境中。低温余热的排放不仅造成能量浪费,同时消耗了大量的水。吸附净水制冷技术作为一种利用低温热源的新型净水技术,与反渗透、多效蒸发、多级闪蒸等广泛使用的传统净水技术相比,具有低能耗、低运行成本、结垢腐蚀程度小等优点。因其在对海水或含盐废水净化过程中可以产生制冷效果的独特优势,吸附净水制冷技术得到了广泛关注。目前制约吸附净水制冷技术的主要因素是能量利用率较低,设备较为庞大,初始投资较高,吸附剂传热性能及吸附性能有待提高。因此寻找更高效的循环方式、研究更高效紧凑的吸附床、改善吸附剂的吸附与传热性能是目前吸附净水制冷技术的主要研究方向。本文设计了连续运行的吸附净水制冷系统,系统具有两种循环方式:可以同时进行制冷与净水过程的吸附净水制冷循环以及专用于净水过程的吸附净水循环。吸附净水制冷系统采取两床回热循环的方式,设置了蒸发器-冷凝器回热回路对吸附净水循环进行了改进,将冷凝热回收至蒸发器中,达到提高蒸发温度,降低冷凝温度,节约水泵电耗的效果。以吸附净水制冷循环为基准对系统主要部件进行了设计,根据设计结果对蒸发器、冷凝器及吸附床进行了传热系数计算与热力计算,以此对设计结果进行校核。为了提高吸附床的传热效果,采用翅片管式换热器扩大与硅胶的传热面积。蒸发器采用水平管降膜蒸发的形式,提高蒸发过程的传热系数。冷凝器采用管壳式冷凝器,由于冷凝器中的水蒸气在蒸发器、吸附床中经过两次蒸发效果的净化后已十分洁净,冷凝器中发生腐蚀的可能性较小,可以使用碳钢等廉价金属制造。使用集总参数法对设计的吸附净水制冷系统建立了数学模型,对吸附净水制冷循环和吸附净水循环的循环特性以及换热流体流速及温度、循环时间等参数对循环性能的影响进行了数值分析,为系统实际运行提供指导方案。系统两种循环下表现出良好的稳态性,各换热器工作温度及换热流体的温度-时间变化曲线、硅胶吸附量及吸附速率变化曲线均呈周期性变化。对比了不同运行温度下的制冷性能,提出了最小循环温差的估算公式。对蒸发器-冷凝器回热循环的有效性进行了分析,确定了该循环方式的适用条件。在前期设计的基础上建立了一台吸附净水制冷实验系统,系统包括控制系统、测试系统及热力系统三个子系统。系统在制定的控制方案下自动运行。对吸附净水制冷循环与吸附净水循环的运行特性进行了实验研究,吸附床的温度、压力变化曲线呈稳定的周期性变化。探究了热水温度、冷却水温度、蒸发温度对吸附净水制冷循环的影响,研究了系统在常规循环和蒸发器-冷凝器回热循环下的产水量,通过实验结果验证吸附净水制冷系统设计方案与数值计算的准确性与适用性,实验结果表明,吸附净水制冷循环在不同运行温度下均可以满足设计要求,最小循环温差估算公式准确性良好,可为不同气温下运行温度的设定提供指导依据。