CN101551142A - 利用植物根系吸水特性的空气除湿装置 - Google Patents

Abstract

利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，它包括有空气除湿箱和种植在该空气除湿箱上的植物。该空气除湿箱内由一块上空气格栅板和一块下空气格栅板分隔为上中下三个空间，在其上部空间的上部或上侧有一个湿空气进口，在两块空气格栅板之间的中部空间之内中装有具有活性碳结构的无土栽培基质，在其下部空间的下部或下侧有一个干空气出口。植物以其主干穿过该空气除湿箱的顶板、上部空间和上空气格栅板，以其根系部分全部埋入该无土栽培基质内的状态栽种在该空气除湿箱上。本发明是一种在除湿方面无需消耗能源的空气除湿装置。与现有技术相比较，不但节省了大量的运行成本；并且因其无需消耗能源的特性，又进一步地减轻了其他形式的环境污染。

Description

利用植物根系吸水特性的空气除湿装置

技术领域

本发明属于建筑环境与设备工程、暖通空调技术领域，具体涉及到空气除湿的装置。

背景技术

为了使建筑物内的空气品质满足卫生要求，需要给室内输送室外新鲜空气——新风。而热湿地区的夏季室外空气，不但其温度较高，而且还含有大量的水蒸气。这种含湿量过大的空气不仅会让人感到不舒适、甚至不利于人体健康。因此不但要对采集到的室外新鲜空气进行降温，而且还必须对其进行除湿处理。

就除湿技术而言，现有技术中有冷冻除湿法、固体吸附除湿法、液体吸收除湿法等。虽然它们均有各自不同的优点与应用场合，但是，它们又均存在着各自的缺点。例如：冷冻除湿的露点受冷冻水温限制不能达到低湿度，湿度控制能力受限，而且冷冻除湿方式表面冷却器处于湿工况运行，容易滋生细菌和病毒，造成室内空气品质的下降。固体吸附除湿，其转轮运行过程是动态的，混合损失大，效率低，而且除湿过程释放的潜热使除湿剂的温度升高，吸湿能力下降。液体除湿的除湿器、再生器性能系数不高，除湿溶液的物性限制了系统COP的进一步提高。除它们存在各自的特点之外，它们还有一个共同的缺点，那就是均要消耗大量的能源，即会对环境造成另一种形式的污染。

发明内容

本发明的目的是，提供一种在除湿方面无需消耗能源的利用植物根系吸水特性的空气除湿装置。

实现所述目的之方案，是一种利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，该装置包括有空气除湿箱和种植在该空气除湿箱上的植物。该空气除湿箱内由一块上空气格栅板和一块下空气格栅板分隔为上中下三个空间，在其上部空间的上部或上侧有一个湿空气进口，在两块空气格栅板之间的中部空间之内中装有具有活性碳结构的无土栽培基质，在其下部空间的下部或下侧有一个干空气出口。植物以其主干穿过该空气除湿箱的顶板、上部空间和上空气格栅板，以其根系部分全部埋入该无土栽培基质内的状态栽种在该空气除湿箱上。

本发明中的无土栽培基质具有活性碳那样的多孔结构，即可以像活性碳那样吸收空气中的水分。利用它们作为中间介质来吸收湿空气中的水蒸气，以保持植物根部湿润，并提供适合植物生长所需要的水分。显然，本发明中的植物，应当选择根系比较发达的，生长需要较多水分的，其效果更好。由于无土栽培基质不像土壤那样可以提供给植物很多营养，因此在实施本发明时，作为植物生长所需养料，主要应通过叶面施肥的方法来提供。

本装置运行时，室外湿空气从湿空气进口引入空气除湿箱的上部空间内，湿空气从上向下穿过上空气格栅板，在中部空间的无土栽培基质内缓慢流动，空气中的水蒸气被无土栽培基质慢慢吸收，经除湿后的干空气(也即含湿量较低的空气)又从上向下穿过下空气格栅板、进入下部空间内，然后从该下部空间下部或下侧的干空气出口流出、送入需要的房间。在这个过程中，植物根系是全部埋入无土栽培基质中，所以，植物不断地生长，其根系不断地吸收无土栽培基质中贮存的来自空气中的水分，由于自身的蒸腾作用，在蒸腾拉力和根压的作用下，水分自根部向上运输，经过茎，最终通过叶片散失到大气中去。也就是说，无土栽培基质在吸收空气中水分的同时，它所吸收的水分又不断地被植物的根系吸收了，并且在植物蒸腾作用下最终由叶片蒸腾到大气中去。这个过程就成功的将预处理空气中的水蒸气除去，达到除湿的目的，这些水蒸气一部份转移到周围环境大气中，另一部分被植物体吸收转化为植物体的干物质。

从方案及其运行过程的介绍中不难看出，(除送风所需能耗之外)本发明是一种在除湿方面无需消耗能源的空气除湿装置。与现有技术相比较，不但节省了大量的运行成本；并且因其无需消耗能源的特性，又进一步地减轻了其他形式的环境污染。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1——本发明装置的结构示意图

图2——仅绘出一株植物的图1的放大图

具体实施方式

一种利用植物根系吸水特性的空气除湿装置(参考图1、2)。该空气除湿装置包括有空气除湿箱2和种植在该空气除湿箱2上的植物；该空气除湿箱2内由一块上空气格栅板6和一块下空气格栅板8分隔为上中下三个空间，在其上部空间61的上部或上侧有一个湿空气进口1，在两块空气格栅板(6和8)之间的中部空间之内中装有具有活性碳结构的无土栽培基质4，在其下部空间81的下部或下侧有一个干空气出口7(由于显见，附图中，仅绘制出了湿空气进口1位于其上部空间61的上侧、和干空气出口7位于其下部空间81的下侧的示意结构)。本发明中的植物以其主干5穿过该空气除湿箱2的顶板、上部空间61和上空气格栅板6，以其根系3部分全部埋入该无土栽培基质4内的状态栽种在该空气除湿箱2上(同样由于显见，图1中仅绘制出了有一排的示意结构)。

如方案中所说，本发明中的植物，应当选择根系比较发达的，生长需要较多水分的。在本具体实施方式中，所选植物是根系发达的、生长需要较多水分的瓜果类蔬菜。

具体讲，这些瓜果类蔬菜包括黄瓜、丝瓜或番茄。

进一步讲，本发明中的无土栽培基质4为陶粒、珍珠岩和蛭石中的一种、或者两种或三种的混合物，这些无土栽培基质4的PH值为6～7。显然，本发明中所用的无土栽培基质4的颗粒大小及其大小搭配，均应当适中与恰当，既要使空气能充满在无土栽培基质4颗粒间的空隙，又要求无土栽培基质4能够适度的保水与透气，以有利于植物根系3的生长。上述这些条件与要求，本领域技术人员通过常规的试验后，完全能够满足，更能正确地选择出这类无土栽培基质4来。

作为优选方案，以陶粒作为无土栽培基质4为最佳。因为其双向吸附的性质更加突出，当外部环境湿度高于陶粒湿度时它会自动吸收一部分水分，当外部环境湿度低于陶粒湿度时它又会自动释放一部分水分。

更进一步讲，为了使本发明有更好的效果，并进一步节省能源。在本具体实施方式的结构中，让其植物主干5穿过的空气除湿箱2顶板上的孔洞，其孔径比该植物主干5长得最粗壮时的外径大5mm～15mm，在该孔洞与该植物主干5之间安置一圈软质泡沫隔套9；该软质泡沫隔套9有中心孔、过其中心线的断面呈工字型，该软质泡沫隔套9的上下部分夹在对应孔洞的该空气除湿箱2顶板的两侧，该中心孔紧包在该植物主干5的外周。这样一来，无论是采用吸风的方式、或是鼓风的方式，软质泡沫隔套9均不会脱离被它堵塞了的空气除湿箱2顶板上的孔洞，也就只是在这些孔洞处均不会因漏风而造成能源的浪费；同时，其中心孔紧包在该植物主干5的外周软质泡沫隔套9，也不会影响植物的正常生长，确保了本发明装置的可靠运行。

再进一步讲，在下空气格栅板8面积较大和/或无土栽培基质4的量较多时，在下空气格栅板8与空气除湿箱2的底板之间，设置有若干根撑住该下空气格栅板8的支柱10。

显然，在上空气格栅板6面积较大时，在上空气格栅板6与空气除湿箱2的顶板之间，可设置若干根吊住上空气格栅板6的吊杆，必要时，在空气除湿箱2的顶板上还可增设加强筋(由于显见，未绘制出相应结构)。

Claims (9)

1、利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于，该空气除湿装置包括有空气除湿箱(2)和种植在该空气除湿箱(2)上的植物；该空气除湿箱(2)内由一块上空气格栅板(6)和一块下空气格栅板(8)分隔为上中下三个空间，在其上部空间(61)的上部或上侧有一个湿空气进口(1)，在两块空气格栅板(6和8)之间的中部空间之内中装有具有活性碳结构的无土栽培基质(4)，在其下部空间(81)的下部或下侧有一个干空气出口(7)；所述植物以其主干(5)穿过该空气除湿箱(2)的顶板、上部空间(61)和上空气格栅板(6)，以其根系(3)部分全部埋入该无土栽培基质(4)内的状态栽种在该空气除湿箱(2)上。

2、根据权利要求1所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于：所述植物是根系发达的、生长需要较多水分的瓜果类蔬菜。

3、根据权利要求2所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于：所述瓜果类蔬菜包括黄瓜、丝瓜或番茄。

4、根据权利要求1、2或3所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于：所述无土栽培基质(4)为陶粒、珍珠岩和蛭石中的一种、或者两种或三种的混合物，这些无土栽培基质(4)的PH值为6～7。

5、根据权利要求1、2或3所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于：让所述植物主干(5)穿过的空气除湿箱(2)顶板上的孔洞，其孔径比该植物主干(5)长得最粗壮时的外径大5mm～15mm，在该孔洞与该植物主干(5)之间安置一圈软质泡沫隔套(9)；该软质泡沫隔套(9)有中心孔、过其中心线的断面呈工字型，该软质泡沫隔套(9)的上下部分夹在对应孔洞的该空气除湿箱(2)顶板的两侧，该中心孔紧包在该植物主干(5)的外周。

6、根据权利要求1、2或3所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于，在所述下空气格栅板(8)与空气除湿箱(2)的底板之间，设置有若干根撑住该下空气格栅板(8)的支柱(10)。

7、根据权利要求4所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于：让所述植物主干(5)穿过的空气除湿箱(2)顶板上的孔洞，其孔径比该植物主干(5)长得最粗壮时的外径大5mm～15mm，在该孔洞与该植物主干(5)之间安置一圈软质泡沫隔套(9)；该软质泡沫隔套(9)有中心孔、过其中心线的断面呈工字型，该软质泡沫隔套(9)的上下部分夹在对应孔洞的该空气除湿箱(2)顶板的两侧，该中心孔紧包在该植物主干(5)的外周。

8、根据权利要求4所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于，在所述下空气格栅板(8)与空气除湿箱(2)的底板之间，设置有若干根撑住该下空气格栅板(8)的支柱(10)。

9、根据权利要求5所述利用植物根系吸水特性的空气除湿装置，其特征在于，在所述下空气格栅板(8)与空气除湿箱(2)的底板之间，设置有若干根撑住该下空气格栅板(8)的支柱(10)。

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