CN101100866A - 利用太阳能从空气中提取水的装置 - Google Patents
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Abstract
一种利用太阳能从空气中提取水的装置。该装置由太阳能集热器、水分吸放材料、冷却收集器和集水管组成，水分吸放材料放入太阳能集热器中，太阳能集热器上的开口与冷却收集器连接，冷却收集器上有集水管。夜间，气温降低，水分吸放材料温度低于0℃～600℃中间的某一温度值时，吸收空气中的水分，白天，太阳能集热器内部的温度升高，所选水分吸放材料在温度高于0℃～600℃中间的某一温度值时，其内部的水分蒸发，在冷却收集器内凝结成水，由集水管导出，灌溉植物或供人饮用。
Description
所属技术领域 本发明涉及一种提取水的装置，尤其是一种利用太阳能从空气中提取水的装置。
背景技术 沙漠问题、干旱问题和缺水地区的饮用水问题，一直困扰着人类，其关键问题是水源匮乏，为了减少沙漠化、减少旱灾，常用的方法有：种植耐旱的植物；通过远距离输水灌溉，使沙漠和干旱地区的植物得以生长；利用保水剂使植物渡过干旱期，无论是哪种方法，最后都归结为水是否能持续维持植物的最低需水量，目前全球沙漠化加剧，也主要是因为沙漠和干旱地区的降雨量和输水量远远不能满足这些地区植物的需求，输水因距离遥远而难以实现，保水剂只是起一个短时的蓄水作用而难以解决长时间的植物干旱，对于缺水地区的饮用水问题，主要靠运输工具从远的地方运水来解决，目前，干旱地区的缺水问题尚无有效的解决方法。
发明内容 为了解决干旱地区植物的持续灌溉和饮用水问题，本发明提供一种利用太阳能从空气中提取水的装置，该装置能有效地为沙漠和干旱地区植物提供灌溉，为人提供饮用水。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置由主要由太阳能集热器、水分吸放材料、冷却收集器和集水管组成，水分吸放材料放入太阳能集热器的发热空间中，太阳能集热器上有开口与冷却收集器连接，冷却收集器上有集水管。夜间，气温降低，太阳能集热器内的热量向外散发，太阳能集热器内部的水分吸放材料温度降低，所选的水分吸放材料温度低于0℃～600℃中间的某一温度值时，水分吸放材料吸收或吸附空气中的水分，白天，阳光强度大，太阳能集热器吸收太阳光能量，太阳能集热器内部的温度升高，太阳能集热器内的水分吸放材料温度升高，所选水分吸放材料在温度高于0℃～600℃中间的某一温度值时，其内部的水分蒸发或析出，蒸发的水汽在冷却收集器的内表面凝结成水，当凝结水成为较大的水珠后，从冷却收集器的内表面滑下，由集水管导出，导出的水可以输送到植物的根部，灌溉植物，也可以收集后供人饮用。
太阳能集热器应选用光热转换效率高的结构和材料，吸收太阳能的材料应能增强光能的吸收并减少光的反射，太阳能集热器可以是太阳能真空集热管、太阳能热管、集热板、集热膜或集热袋中的一种或几种组合，太阳能集热器用太阳能真空集热管来实现时，把水分吸放材料放于太阳能真空集热管管内，用太阳能真空集热管来加热水分吸放材料；太阳能集热器用太阳能热管来实现时，水分吸放材料放入热管上的散热片中，用散热片加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热板来实现时，把水分吸放材料放在与集热板连接的散热片中，可以提高热量传入水分吸放材料的作用，用散热片加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热膜实现时，把水分吸放材料放在集热膜下方，集热膜产生的热量直接传入水分吸放材料，用集热膜直接加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热袋实现时，把水分吸放材料放在集热袋中，集热袋面向太阳的一面产生的热量直接传入水分吸放材料，用集热袋直接加热水分吸放材料。
水分吸放材料的吸水性越好，含水量越大，提取水的效果就越好，水分吸放材料可以采用带结晶水的化合物、硅胶、分子筛、水凝胶、纤维、活性碳、吸湿剂、矿石、土壤或空气等材料，由于利用了太阳能集热器，水分吸放材料的吸收和释放水分的转换温度可以在比较宽的范围内选择，该水分吸放材料在温度高于0℃～600℃中间的某一值时，其内部的水分挥发出来，如使用含结晶水的化合物作为水分吸放材料，则其内部的结晶水析出，在温度低于0℃～600℃中间的某一值时，水分吸放材料再从空气中吸收水分，选用无污染、无毒、无害材料制成的水分吸放材料，则收集的水可以供人饮用，如果水分吸放材料选择为外界持续进入的空气，则成本会降低，但是提取水的效果也将降低。
为了提高水分吸放材料夜间低温时吸收水分的能力，提高水分吸放材料白天高温时释放水分的能力，水分吸放材料的形状和形式应能最大限度地增加水分吸放材料与空气的接触面积，水分吸放材料要做成透气性结构，可以是蜂窝状、筛状、小球状、三角状、菱形状、多边体状等可以产生间隙的形状和结构；也可以把水分吸放材料装入透气的容器中，把该容器放入太阳能集热器中，该容器的外部尺寸应小于太阳能集热器的内部尺寸，四周并有凸出的支撑物，以保证内部空气的流动。
为了能让冷空气进入太阳能集热器内可以采取多种方式，如可以采取下端开口的太阳能集热器；也可以采用下端开口的开度能根据温度变化的太阳能集热器，下端开口可以用双金属片或热气球等材料制成，温度高时，双金属片或热气球膨胀，开口关闭或关小，温度低时，双金属片或热气球收缩，开口打开或开大；该进口也可以使用太阳能充电的电机控制开闭，该电机在夜间自动打开太阳能集热器下端的进口，在白天自动关闭太阳能集热器下端的进口；为了夜间能让冷空气进入太阳能集热器内，也可以采用太阳能充电的风机，该风机自动在白天关闭，该风机自动在夜间开启使冷空气强行进入太阳能集热器内；在下端开口处设置防沙网，可以防止沙尘进入。
为了增加冷却收集器的冷却效果，冷却收集器需要在散热性、透明性、热容值等方面进行综合考虑，冷却收集器可以用透明材料制成，如玻璃、石英、塑料、有机玻璃、矿石等材料制成，显然透明的薄玻璃要比厚玻璃的散热效果要好，硼硅玻璃的强度比普通玻璃高；为了防止外界撞击损坏冷却收集器，冷却收集器也可以用散热性好的材料制成，如金属材料，为了避免吸收阳光，在冷却收集器外面增加遮阳隔热罩，冷却收集器的表面要能通风散热；冷却收集器也可以用热容值较大的材料制成，在冷却收集器外面增加保温隔热层，夜间，冷风进入冷却收集器，把冷却收集器的温度降低，白天，低温且热容值大的冷却收集器可以把水分吸放材料放出的热气冷凝出水。
水分吸放材料释放出的热气体，经冷凝后，可以把气体直接排掉，这样会损失一部分水分；为了能充分利用水分吸放材料内含的水分，水分吸放材料释放出的热气体，也可以经冷凝后再循环进入水分吸放材料。
本发明的有益效果是在不需要水源的情况下，提供一种利用太阳能从空气中取水的装置，为解决干旱地区植物灌溉和缺水地区的饮用水提供一种新方法，由于该发明所采取的技术措施都是成熟可行的，所以可以实现。
附图说明 下面结合附图和实施例，对本发明进一步说明。
图1是本发明的第一个实施例。
图2是本发明的第二个实施例。
图3是本发明的第三个实施例。
图4是本发明的第四个实施例。
图5是本发明的第五个实施例。
图6是本发明的第六个实施例。
图7是本发明的第七个实施例。
图8是本发明的第八个实施例。
图9是本发明的第九个实施例。
图10是本发明的第十个实施例。
图11是本发明的第十一个实施例。
图12是本发明的第十二个实施例。
图13是本发明的第十三个实施例。
图14是本发明的第十四个实施例。
图15是本发明的第十五个实施例。
图16是本发明的第十六个实施例。
图中1太阳能真空集热管，2太阳能热管，3.水分吸放材料，4.透气容器，5.冷却收集器，6.集水管，7.排气管，8.防沙网，9.双金属片，10.气球，11.太阳能电池，12.控制器，13.进风门，14.电机，15.进风管，16.风机，17.储水器，18.蓄电池，19.支撑台，20.集热板，21.热管，22.散热片，23.外管，24.内管，25.出气孔，26.丝网1，27.丝网2，28.循环口、29.重力单向阀1、30.重力单向阀2、31.循环管、32.集热膜、33.保温外壳、34.保温遮阳罩、35.滑轮。
具体实施方式 在图1中，太阳能真空集热管(1)为全玻璃结构，水分吸放材料(3)用球状高岭土制作而成，这种材料对人无毒无害，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用美国杜邦公司生产的特卫强(tyvek)材料制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，防沙网(8)用纺织物制成，冷却收集器(5)用透明的薄玻璃制成，白天，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，防沙网(8)上面的气球(10)膨胀，把太阳能真空集热管(1)的下部进口封住，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于140℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，防沙网(8)上面的气球(10)缩小，太阳能真空集热管(1)的下部进口打开，外界的空气可以进入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于140℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图2中，太阳能真空集热管(1)的内管采用金属材料制成，外管采用高硼硅玻璃，水分吸放材料(3)用粗孔球形硅胶制成，水分吸放材料(3)散放于太阳能真空集热管(1)内，粗孔球形硅胶之间有一定的间隙可以流过气体，防沙网(8)用金属丝网制成，冷却收集器(5)用透明的钢化玻璃制成，白天，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，双金属片(9)受热变形拉动防沙网(8)下面的进风门(13)关闭，太阳能真空集热管(1)的下部进口封住，太阳能真空集热管(1)内的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于180℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽向上运动在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，双金属片(9)复位拉动防沙网(8)下面的进风门(13)打开，外界的空气可以进入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于180℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图3中，水分吸放材料(3)用细孔球形硅胶制作而成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用无纺布制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，水分吸放材料(3)的采用蜂窝状结构，冷却收集器(5)用透明的高硼硅玻璃制成，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，控制器(12)控制电机(14)关闭进风门(13)，把太阳能真空集热管(1)的下部进口封住，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于180℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制电机(14)打开进风门(13)，外界的空气可以进入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于180℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图4中，太阳能真空集热管(1)为一端开口，水分吸放材料(3)用分子筛材料制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用网纹纸制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)和进风管(15)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，水分吸放材料(3)的采用筛状结构，冷却收集器(5)用透明的石英玻璃制成，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于150℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，风机(16)把外界的冷空气通过进风管(15)吹入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于150℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图5中，水分吸放材料(3)用球状SiO2·6H2O·4CaCl2制作而成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用复合纸制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，水分吸放材料(3)的采用蜂窝状结构，防沙网(8)用高分子纤维制成，冷却收集器(5)用透明的有机玻璃制成，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于80℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，由于本实施例由4套单支水分提取装置组合而成，所以其提取的水量比单支要大，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，风机(16)把外界的冷空气通过进风管(15)吹入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于80℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图6中，太阳能热管(2)上有集热板(20)、热管(21)和散热片(22)，水分吸放材料(3)散放于散热片(22)上，水分吸放材料(3)用筛状水凝胶制作而成，冷却收集器(5)用透明的石膏矿石制成，白天，温度升高，防沙网(8)上面的气球(10)膨胀，太阳能热管(2)下端的进口封住，阳光照在太阳能热管(2)的集热板(20)上，集热板(20)温度升高，热管(21)上端的散热片(22)温度升高，散热片(22)上的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于33℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，防沙网(8)上面的气球(10)收缩，太阳能热管(2)下部的进口打开，外界的冷空气通过进风口(13)进入，水分吸放材料(3)内的温度变低，散热片(22)的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于33℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图7中，水分吸放材料(3)用球状氯化钴.六亚甲基四胺制作而成，面向太阳光的外管(23)和集热板(20)与之间抽真空，背向太阳光的外管(23)和内管(24)之间的空气通过丝网1(26)、丝网2(27)和循环口(28)可以流动，空气可以从丝网1(26)进入水分吸放材料(3)中，散热片(22)与集热板(20)的背面连接，水分吸放材料(3)散放于散热片(22)中，白天，温度升高，出气孔(25)下面的气球(10)膨胀，将出气孔(25)封住，阳光照在集热板(20)上，集热板(20)温度升高，热管(21)上端的散热片(22)温度升高，散热片(22)上的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于35℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，水分吸放材料(3)蒸发出的热空气从丝网2(27)进入外管(23)和内管(24)之间的空间，热空气在外管(23)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集由集水管(6)送入储水器(17)，冷却后的空气从循环口(28)重新进入水分吸放材料(3)，夜间，外界的气温变低，出气孔(25)下面的气球(10)收缩，将出气孔(25)打开，外界的冷空气通过防沙网(8)进入，水分吸放材料(3)内的温度变低，散热片(22)的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于35℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图8中，水分吸放材料(3)用吸水纤维制成，水分吸放材料(3)散放于散热片(22)中，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，进风口(13)是靠重力自闭的风门，阳光照在集热板(20)上，集热板(20)温度升高，热管(21)上端的散热片(22)温度升高，散热片(22)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于100℃时，水分吸放材料(3)失去水分，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，进风口(13)打开，防沙网(8)起过滤作用，防止尘土进入，风机(16)把外界的冷空气通过进风口(13)和进风管(15)吹入，集热板(20)、热管(21)和散热片(22)的温度变低，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于100℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图9中，水分吸放材料(3)用活性碳粉制成，集热板(20)的后面部满散热片(22)，水分吸放材料(3)散放于散热片(22)中，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，进风口(13)是靠重力自闭的风门，阳光照在集热板(20)上，集热板(20)温度升高，集热板(20)后面的散热片(22)温度升高，散热片(22)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于100℃时，水分吸放材料(3)失去水分，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，进风口(13)打开，防沙网(8)起过滤作用，防止尘土进入，风机(16)把外界的冷空气通过进风口(13)和进风管(15)吹入，集热板(20)和散热片(22)的温度变低，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于100℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图10中，水分吸放材料(3)用球状蒙脱石制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用过滤纸制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，防沙网(8)用纱布制成，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于140℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，重力单向阀2(30)因重力而关闭，重力单向阀1(29)左侧的气体加热后上升，重力单向阀1(29)右侧的气体冷却后下降，立式安装的重力单向阀1(29)因两边的压力差打开，循环管(31)把冷却后的气体通过重力单向阀1(29)循环回太阳能真空集热管(1)，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，风机(16)把外界的冷空气通过进风管(15)吹入太阳能真空集热管(1)内，重力单向阀2(30)因风机运行产生的气压而打开，空气经过循环管(31)后气压有所降低，重力单向阀1(29)因两边的压力差关闭，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于140℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图11中，水分吸放材料(3)用高岭土粉制成，集热膜(32)用吸热性强的软薄膜制成，集热膜(32)铺在水分吸放材料(3)上，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，进风口(13)是靠重力自闭的风门，阳光照在集热膜(32)上，集热膜(32)温度升高，集热膜(32)后面的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于140℃时，水分吸放材料(3)失去水分，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，进风口(13)打开，防沙网(8)起过滤作用，防止尘土进入，风机(16)把外界的冷空气通过进风口(13)和进风管(15)吹入，集热膜(32)和水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于140℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图12中，水分吸放材料(3)为空气，防沙网(8)用高分子纤维制成，白天，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，太阳能真空集热管(1)中的水分吸放材料(3)温度升高并慢慢上升，水分吸放材料(3)的温度被加热到高于100℃，水分吸放材料(3)进入冷却收集器(5)，热气在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，外界空气通过进风门(13)不断进入太阳能真空集热管(1)内，为了降低空气的流动速度，提高空气加热后的温度，进风门(13)要很小。
在图13中，水分吸放材料(3)用球状蒙脱石制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用美国杜邦公司生产的特卫强(tyvek)制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，防沙网(8)用美国杜邦公司生产的特卫强(tyvek)制成，进风口(13)是靠重力自闭的风门，保温外壳(33)保持冷却收集器(5)的夜间的低温状态，冷却收集器(5)选用热容值大的材料，以避免白天太阳能真空集热管(1)向上的热空气使冷却收集器(5)的温度上升过大。白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于140℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，进风口(13)打开，风机(16)把外界的冷空气通过进风管(15)吹入太阳能真空集热管(1)内，水分吸放材料(3)内的温度变低，冷却收集器(5)温度也降低，当水分吸放材料(3)内的温度低于140℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图14中，水分吸放材料(3)用球状防潮剂制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用过滤纸制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，防沙网(8)用纱布制成，冷却收集器(5)为带有散热片的金属容器，空气能从冷却收集器(5)和保温遮阳罩(34)中间的空间流过，保温遮阳罩(34)的外表面能反射太阳光。白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，风机(16)不运转，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于140℃时，水分吸放材料(3)失去分水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，重力单向阀2(30)因重力而关闭，重力单向阀1(29)左侧的气体加热后上升，重力单向阀1(29)右侧的气体冷却后下降，立式安装的重力单向阀1(29)因两边的压力差打开，循环管(31)把冷却后的气体通过重力单向阀1(29)循环回太阳能真空集热管(1)，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制风机(16)运行，风机(16)把外界的冷空气通过进风管(15)吹入太阳能真空集热管(1)内，重力单向阀2(30)因风机运行产生的气压而打开，空气经过循环管(31)后气压有所降低，重力单向阀1(29)因两边的压力差关闭，水分吸放材料(3)内的温度变低，当水分吸放材料(3)内的温度低于140℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分。
在图15中，太阳能真空集热管(1)为一端开口，水分吸放材料(3)用分子筛材料制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用网纹纸制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)和进风管(15)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，水分吸放材料(3)的采用筛状结构，冷却收集器(5)用透明的石英玻璃制成，白天，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于150℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，人工把透气容器(4)及内部的水分吸放材料(3)从太阳能真空集热管(1)拿出到外面，利用自然界的低温给水分吸放材料(3)降温，水分吸放材料(3)内的温度低于150℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分，白天，人工再把透气容器(4)及内部的水分吸放材料(3)拿到太阳能真空集热管(1)里面。
在图16中，太阳能真空集热管(1)为一端开口，水分吸放材料(3)用球形硅胶材料制成，水分吸放材料(3)放在透气容器(4)中，透气容器(4)用美国杜邦公司生产的特卫强(tyvek)制成，可以透气，并且水分吸放材料(3)在透气容器(4)中又不能泄露出来，透气容器(4)和进风管(15)放在太阳能真空集热管(1)内，支撑台(19)保持透气容器(4)与太阳能真空集热管(1)内壁有一定间隙，水分吸放材料(3)的采用筛状结构，冷却收集器(5)用透明的高硼硅玻璃制成，白天，太阳能电池(11)发电给蓄电池(18)充电，阳光照在太阳能真空集热管(1)上，温度升高，透气容器(4)中的水分吸放材料(3)温度升高，当水分吸放材料(3)内的温度高于180℃时，水分吸放材料(3)失去结晶水，蒸发出的水汽在冷却收集器(5)的内表面遇冷凝结成水珠，水珠变大后流下，水汇集在冷却收集器(5)最低处，水由集水管(6)送入储水器(17)，排气管(7)把冷却后的气体排除，夜间，外界的气温变低，控制器(12)控制电机(14)运行，电机(14)带动滑轮(35)把透气容器(4)、水分吸放材料(3)、冷却收集器(5)、集水管(6)、排气管(7)和储水器(17)升到一个高度，使透气容器(4)及内部的水分吸放材料(3)从太阳能真空集热管(1)移出到外面，利用自然界的低温给水分吸放材料(3)降温，水分吸放材料(3)内的温度低于180℃时，水分吸放材料(3)吸收空气中的水分，白天，控制器(12)控制电机(14)运行，电机(14)带动滑轮(35)把透气容器(4)、水分吸放材料(3)、冷却收集器(5)、集水管(6)、排气管(7)和储水器(17)放入太阳能真空集热管(1)。
熟悉本领域的技术人员应该认识到，虽然前面已经描述了16个实施例，但它们并非本发明的所有形式，应该理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出许多修改，如使用其它材料的水分吸放材料，改变太阳能集热器的形式和数量，改变冷却收集器的结构，改变太阳能集热器的排气和进气的方式，改变透气容器的材料，改变太阳能集热器开口的数量和位置，改变各部分的位置与连接方式，改变空气循环的方式，改变遮阳罩的形式，改变保温层的结构，改变水分吸放材料移出的方式，等等，显然，本领域的技术人员不脱离本发明的构思可以以其它形式实施本发明，因而，其它的实施例也在本发明权利要求的范围内。
Claims (8)
1.利用太阳能从空气中提取水的装置，该装置由太阳能集热器、水分吸放材料、冷却收集器和集水管组成，其特征是：水分吸放材料放入太阳能集热器的发热空间中，太阳能集热器上有开口与冷却收集器连接，冷却收集器上有集水管。
2.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：所选的水分吸放材料温度低于0℃～600℃中间的某一温度值时，水分吸放材料吸收或吸附空气中的水分，所选水分吸放材料在温度高于0℃～600℃中间的某一温度值时，其内部的水分蒸发或析出。
3.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：太阳能集热器可以是太阳能真空集热管、太阳能热管、集热板、集热膜或集热袋中的一种或几种组合，太阳能集热器用太阳能真空集热管来实现时，把水分吸放材料放于太阳能真空集热管管内，用太阳能真空集热管来加热水分吸放材料；太阳能集热器用太阳能热管来实现时，水分吸放材料放入热管上的散热片中，用散热片加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热板来实现时，把水分吸放材料放在与集热板连接的散热片中，用散热片加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热膜实现时，把水分吸放材料放在集热膜下方，集热膜产生的热量直接传入水分吸放材料，用集热膜直接加热水分吸放材料；太阳能集热器用集热袋实现时，把水分吸放材料放在集热袋中，集热袋面向太阳的一面产生的热量直接传入水分吸放材料，用集热袋直接加热水分吸放材料。
4.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：水分吸放材料可以采用带结晶水的化合物、硅胶、分子筛、水凝胶、纤维、活性碳、吸湿剂、矿石、土壤或空气，水分吸放材料的吸水性越好，提取水的效果就越好，选用无污染、无毒、无害材料制成的水分吸放材料，则收集的水可以供人饮用。
5.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：水分吸放材料的形状和形式应能最大限度地增加水分吸放材料与空气的接触面积，水分吸放材料要做成透气性结构，可以是蜂窝状、筛状、小球状、三角状、菱形状、多边体状可以产生间隙的形状和结构；也可以把水分吸放材料装入透气的容器中，把该容器放入太阳能集热器中，该容器的外部尺寸应小于太阳能集热器的内部尺寸，四周并有凸出的支撑物，以保证内部空气的流动。
6.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：为了让冷空气进入太阳能集热器，可以采用下端开口的阳能集热器；也可以采用下端开口的开度能根据温度变化的太阳能集热器，温度高时，开口关闭或关小，温度低时，开口打开或开大；该进口也可以使用太阳能充电的电机控制开闭，该电机在夜间自动打开太阳能集热器下端的进口，白天自动关闭太阳能集热器下端的进口；为了夜间能让冷空气进入太阳能集热器内，也可以采用太阳能充电的风机，该风机自动在夜间开启使冷空气强行进入太阳能集热器内；在下端开口处设置防沙网，防止沙尘进入。
7.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：为了增加冷却收集器的冷却效果，冷却收集器可以用透明材料制成；冷却收集器也可以用散热性好的材料制成，在冷却收集器外面增加遮阳隔热罩，冷却收集器的表面要能通风散热；冷却收集器也可以用热容值较大的材料制成，在冷却收集器外面增加保温隔热层。
8.根据权利要求1所述的利用太阳能从空气中提取水的装置，其特征是：水分吸放材料释放出的热气体，经冷凝后，可以把气体直接排掉；水分吸放材料释放出的热气体，也可以经冷凝后再循环进入水分吸放材料。
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