CN105722580A - 水提取装置 - Google Patents

Abstract

公开了用于从流体流中提取水蒸气的装置。该装置包括载体结构，设置于该载体结构上的纤维材料的基材，该纤维材料包含多根单个纤维，涂覆该单个纤维的一定量的LCST聚合物；以及布置成选择性加热该LCST聚合物至高于其低临界温度的加热供应，由此所述纤维吸收的水可以随后在加热时释放。通过以涂层形式向将所述LCST聚合物设置到纤维上，可以实现增加的表面积。

Description

水提取装置

发明背景

1.技术领域

本发明涉及水提取装置，特别涉及使用智能聚合物材料从空气中除去水蒸气的装置。本发明还涉及结合此类装置的系统，以及从空气流中提取水蒸气的方法。

2.现有技术描述

蒸气提取装置通常用于需要减少空气流的蒸气含量或以其它方式干燥空气流的许多场合。特别地，在加热、通风和空调系统中常常需要从空气流中除去多余的水分。可以提取水蒸气的其它场合包括干衣机、工业脱水和除湿机。

一种形式的蒸气提取装置称为干燥剂盘，并使用干燥剂如硅胶来吸收水分。干燥剂设置于卷绕或起皱以形成多个具有大表面积的通道的载体层上。将载体层卷起或以其它方式布置以形成盘型结构，所述盘型结构具有与该盘轴线对齐的通道。在使用中，待干燥的空气穿过该盘的第一扇区作为第一空气流。该干燥剂对水比对空气具有更大的亲和力，并且空气的水分被干燥剂吸收。特别是硅胶极为有效之处在于，它可以吸收自重许多倍的水直到最终达到饱和。在操作过程中，盘转动，已经达到饱和的盘的部分转出第一空气流。它们随后暴露于高温空气的第二流。第二空气流起作用以便通过有效地蒸发吸收的水来干燥该干燥剂。需要可观的能量(等于蒸发潜热)以蒸发水。此类干燥剂装置还通常相对较大和笨重。近来，已经发现了能够选择性吸收特定物质并响应刺激释放它们的替代(智能)材料。一类这样的材料称为LCST聚合物。众所周知这些材料能够在所谓低临界溶解温度(LCST)下由相对亲水向相对疏水形式改变状态。目前，这些聚合物主要用于生物医学目的。在EP501301中给出了此类材料的一个实例，其内容经此引用全文并入本文。已经提出此类材料可用于提取潮湿空气流中夹带的水。在WO2007/026023中已经公开了蒸气提取装置，其内容也经此引用全文并入本文。尽管操作原理看上去前景光明，实施的可行性直到现在还难以克服。特别是此类材料成本高昂，并且将其有效地结合到现有装置中还无法实现。

因此，期望提供一种有效运行且易于制造的基于LCST聚合物的装置。此外期望提供一种用于水蒸气提取的系统，该系统可用于蒸发冷却系统领域。蒸发冷却系统利用进入空气流中的水的蒸发潜热来提取热。间接蒸发冷却器和“露点冷却器”通过蒸发进入工作空气流中来冷却产物空气流。如果工作空气流已经具有高相对湿度，那么其能吸收的水蒸气量将受到限制。一种此类露点冷却器由WO03/091633已知，其内容经此引用全文并入本文。进一步的装置由文献US6,050,100已知，其内容也经此引用全文并入本文。该文献描述了如何将干燥剂盘结合到包含间接蒸发冷却器的系统中。需要燃烧器以再生该干燥剂盘，这需要显著的能量输入。此外，水分的吸收热和再生该盘将导致空气流被加热至高达80℃。因此合意的是提供一种降低进入此类蒸发冷却器的空气的湿度以提高有效冷却能力的有效方式。然而进行蒸气提取所需的能量仍然应当最小。

因此对替代的蒸汽提取装置存在需求，其可能够远离饱和线操作并且不需要提高的热输入。此类装置应当廉价和简单地生产并且相对较小以便更好地集成到现有系统中。

发明概述

根据本发明，提供一种试图减轻一些上述缺陷的用于从流体流中提取水蒸气的装置。该装置包括载体结构(carrierstructure)；设置于所述载体结构上的纤维材料的基材，该纤维材料包含多根单个纤维；涂覆该单个纤维的一定量的LCST聚合物；以及布置成选择性加热该LCST聚合物至高于其低临界温度的加热供应(heatingprovision)，由此该纤维吸收的水能随后在加热时释放。通过向纤维上提供LCST聚合物作为涂层，可以实现提高的表面积，并通过纤维的物理形式增加LCST聚合物吸收水的能力，所述纤维能够通过表面张力效应保持水。在本文中，提及LCST聚合物意在表示能够在第一状态下吸收水并在第二状态下释放水，由此能够响应外部刺激发生两种状态之间的转变的最广义上的材料。一个重要的考虑因素在于可以在无需蒸发水的情况下释放水。通常将提及水分的吸收，然而，吸附水分的材料也被考虑包括在该术语的范围内。

所述载体结构可以是能够支撑该纤维以实施它们的功能的任何适当的结构。通常该载体结构将是单独的层，尽管其也可以是其上布置有纤维的骨架形式。该载体结构可以是箔或丝网，并可以由例如金属或塑料材料构成。也可以使用纸张或纸板。该载体结构还可以至少部分与所述加热供应集成，并且纤维材料负载在其上的加热层也可能已经实现了所需的载体功能。在一个优选实施方案中，该载体结构包括例如铝的传导性金属箔。此类箔的一个特别的优点在于使用常规成型工艺如轧制、冲压等等其能使装置容易地成型为复杂的形状。传导性金属箔的另一优点在于其可用于热传递。这使得该装置具有多功能性，即提取水分和传输可与此类吸收相关的热。其还使得加热供应被施加在该载体结构的第一表面上，而纤维材料和LCST聚合物在相对表面上。

在替代实施方案中，该载体结构可以包含绝缘箔(insulatingfoil)。该绝缘箔可以是热绝缘和/或电绝缘的。该绝缘箔优选由塑料材料形成。为了再生该LCST材料，高电阻加热元件可以形成到该载体结构上，所述载体结构因其电绝缘性质而不会发生加热元件的短路。本领域技术人员将清楚地了解使用这种塑料可以实现的性能与优点。

根据本发明的特别重要的方面，该载体结构可以包含多个翅片，并且纤维材料设置于该翅片上。提供翅片结构通过提高穿过该装置的空气供给与设置于载体结构上的LCST聚合物之间的传质进一步提高了该装置快速吸收水的能力。可以设想各种翅片结构，但是最优选地，该翅片由平坦的片材或板材变形，如WO2008055981中所公开的那样，其内容经此引用全文并入本文。

为了用于提取水蒸气，可以选择在第一状态下相对亲水和在第二状态下相对疏水的LCST材料。在一种操作形式中，在第一状态下吸收水蒸气之后，该材料可以随后在切换至第二状态时释放液体水。在这种情况特别重要的是，在该材料吸收蒸气时发生蒸气向液体的相变，并且当切换至第二状态时在释放水时也不会反转。在切换时由该材料释放水所需的能量由此可显著低于从硅胶或类似干燥剂蒸发类似量的水所需的能量。可以在该载体结构的一个或两个表面上设置其上具有LCST聚合物的纤维材料。

如上所述，术语LCST聚合物意在描述一种刺激响应性聚合物，特别是LCST类型聚合物。这些材料已知在所谓低临界溶解温度(LCST)下能够由相对亲水形式向相对疏水形式改变状态。LCST聚合物在水溶液中响应温度变化表现出热可逆的可溶-不溶改变。LCST聚合物的最优选形式是聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)。其它LCST聚合物包括聚硅烷和聚硅炔，如聚(4,7,10-三氧杂十一烷基硅炔)和聚(4,7,10,13-四氧杂十四烷基硅炔)、聚(甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯)(PDMAEMA)和使用乙基与异丙基基团的聚噁唑啉，特别是聚(2-乙基-2-噁唑啉)(PETOX)和聚(2-异丙基-2-噁唑啉)。在提高此类聚合物的水溶液的温度时，在低临界溶解温度(LCST)下发生可逆的相分离。在低于LCST的环境温度下的水溶液中，该聚合物呈现为高度折叠的无规卷曲。高于LCST时，其聚合物骨架采取更舒展的构象并释放水。可以通过添加无机盐或共聚单体，或通过本领域技术人员已知的其它合适方法在大的温度范围(27℃至75℃)内调节该LCST的位置。此外，通过添加交联剂，能够改善该结构的稳定性以确保该材料保持为固体或凝胶形式。在聚(乙基噁唑啉)的情况下，已经建议存在超过30％的交联剂(2-异丙烯基-2-噁唑啉)能够防止聚合物在吸收水时变成液体。

在本发明的优选实施方案中，该材料响应热由第一状态切换至第二状态。这对聚硅烷材料来说是优选的操作形式，由此加热至LCST导致发生切换。为了在气候控制系统中使用，该LCST可以设定在略高于通常遇到的最高温度的切换温度。将该材料加热至该切换温度导致材料发生再生。然而，该切换温度仍低于100℃，因为提高至高于该温度实际上需要水的沸腾和显著的能量损失。最优选地，该LCST为25℃至70℃，更优选为30℃至50℃。在PNIPAAm的情况下，该温度通常为大约35℃。本领域技术人员将认识到，尽管已经描述了响应热刺激的LCST聚合物，其它激活形式可用于导致该材料由第一状态切换至第二状态，例如响应于电位、电流、磁场、电磁辐射、pH、振动或机械应力。

根据本发明，该纤维可以是能在其上涂覆该LCST聚合物材料的任何合适的纤维。该纤维可以是天然或合成的，并优选做为单个的纤维而不是纱线或合股线而存在。最优选地，该纤维包含棉，尽管其它天然与合成的纤维和纤维混合物也可以使用。此外，该纤维材料优选为非织造形式，尽管也可以考虑织造材料。该纤维本身(在涂覆前)可以具有5微米至500微米、优选大约50微米的直径。

该加热供应可以包括使该LCST聚合物由其第一状态切换至其第二状态的任何合适的供应。这可以是加热器、加热空气的供给或甚至将该装置暴露于太阳或另一热源的设施的形式。在最优选的实施方案中，该加热供应包括设置于该载体结构上的电阻加热元件。该电阻加热元件可以包含含碳层。此类层公知向表面上提供分布式加热，并已经在飞机机翼、风力发电机叶片等等上使用。炭黑特别适于该目的，尽管石墨也可以使用。碳可以以薄层沉积到该载体结构上，优选通过喷墨沉积，由此可以实现特定的分布。含碳层因此可以覆盖该基材的特定区域，该基材的其它区域可以不具有加热元件。或者，该含碳层可以包含浸渍有碳粒子的织造或非织造材料。一种合适的材料是碳浸渍的半导电无纺带。该含碳层可以是与纤维材料基材分离的层。但是也可以设想两个层可以集成。该纤维材料本身可以是导电性的，或者可以浸渍有导电粒子，由此可以进行电阻加热。或者，该纤维材料可以包含涂有LCST聚合物的纤维和充当加热供应的其它导电纤维的混合物。最优选地，该加热元件包含具有100至800欧姆/厘米的每单位长度的电阻的层。

在一种形式中，该载体结构可以包括大致为矩形的板，且该加热元件可以包括跨越该板延伸的条带。可以使用专用电极施加跨越该条带的电压来选择性激活该条带，由此可以独立地(例如串联)加热该载体结构的不同区域。加热元件还可以存在于特定区域中，并且可以在适当的控制器的控制下选择性激活该特定区域。这可用于使得特定加热分布得以实施，如锯齿和正弦波形状，并还可以实施以提供基于信号回馈(如空气温度、空气湿度、载体温度、含水量等等)的适当的适应性控制。

本发明还涉及一种除湿系统，该系统包括具有入口和出口的外壳，以及安置在外壳内的任意前述权利要求所述的装置，由此空气能够在基材上从入口流至出口。在一个实施方案中，加热供应可以考虑包含用于在载体结构上引导热空气源的入口。或者，该加热供应可以是设置于该外壳内部的加热装置。优选地，该装置被布置成提供相对大的表面积和对穿过该外壳的空气具有相对低的流动阻力。特别地，载体结构可以是以现有技术的干燥剂盘方式对准流动方向的多个通道的形式。或者，如WO2008055981中显示的开放网和翅片结构提供了有利的流动特性，因为它们刺激湍流并有助于降低整体流动阻力。

为了提供吸收水的去除，该外壳可以进一步包括排水管和通向该排水管的重力流结构。可以在排水管处收集水并用于任何合适的目的；其尤其可用于在同一或另一系统的蒸发冷却阶段中的后继蒸发。该系统特别可用于与蒸发冷却装置优选露点冷却器结合，其中在使用时流体流由出口被导向至例如进入蒸发冷却装置的工作流体的入口。以这种方式，进入冷却装置的流体可以除湿以允许冷却过程中更大的水分吸收。

根据本发明的再一方面，该系统可以进一步包括与出口连通的热交换器，由此离开出口的空气可以流经该热交换器并被冷却。在补偿蒸汽提取到载体结构表面上引起的吸收热方面这是特别重要的。如上所述，该载体结构还可以由传导性金属箔形成，所述金属箔能够将热量直接传递至适当的散热片。

本发明还涉及通过下述步骤使用如上文或下文中所述的装置或系统从流体流中提取夹带的水蒸气的方法：使温度低于低临界温度的潮湿空气流流经该装置，由此令该空气与LCST聚合物接触，该LCST聚合物吸收一定量的水蒸气；以及激活该加热供应以选择性加热该LCST聚合物至高于其低临界温度，由此释放吸收在纤维上的水。优选通过越过设置于载体结构上的碳层施加电压来激活该加热供应。

优选地，该方法还可以任选包括冷却所述流和/或所述装置以除去热，如蒸气的吸收热。该方法还包括通过重力流将释放的产物收集至排水管。

根据本发明的又一方面，提供了一种LCST层压材料，其包含载体层、纤维材料层以及电阻加热层，该纤维材料包含多根单个纤维和涂覆所述单个纤维的一定量的LCST聚合物。此类层压材料可以是独立式制造项目，其随后可以适应于任意数量的适当用途以便按需吸收和释放水。该载体层在形成前可以作为上述载体结构。所述纤维、LCST聚合物和电阻加热层也可以如上所述。在最优选的实施方案中，该层压材料包含涂有绝缘漆和导电炭黑涂层的薄金属层作为电阻加热层。在加热元件上设置该纤维材料层。纤维材料层可以设置于铝层的两侧上，尽管该加热层仅需要在一个表面上施加。

该LCST层压材料优选可形成为所需形状，如通过压制或模塑。为此，载体层可以是薄金属层如铝。在最优选的实施方案中，该层压材料可以切割并形成多个翅片，部分彼此分离。该层压材料可以实施成具有如WO2008055981中所述的形状。一旦成型，该层压材料可以装备适当的电极以连接至电阻加热层。对于具有翅片的层压材料，优选布置该电极以使得电压能在翅片方向上施加。

附图简述

在参照多个示例性实施方案的下列附图时将理解本发明的特征和优点，其中：

图1显示了根据本发明的层压材料的一部分的透视图；

图1A显示了干燥状态下图1的纤维材料层的细节；

图1B显示了潮湿状态下图1的纤维材料层的细节；

图2显示了由图1的层压材料制造的水提取装置；

图2A是取自方向A的一部分图2的装置的视图；

图3显示了包含多个图2的装置的用于提取水的系统；

图3A显示了图3的系统的细节；

图4显示了根据本发明的实施方案的示意性空气处理环路；和

图5以透视图形式显示了根据本发明的第二实施方案的水提取装置。

示例性实施方案描述

下面参照附图描述本发明的特定实施方案，所述实施方案仅作为实例给出。

图1显示了根据本发明的LCST层压材料1的一部分，该层压材料1包含载体层2、纤维材料层4和电阻加热层6。该纤维材料层4包含多根单个的棉纤维7，其在该实施方案中为非织造形式。应理解，该纤维7也可以以任何其它合适的布置如织造、毡、针织织物等等的形式存在。该载体层2是厚度为大约70微米的铝薄层。其在两个表面上设有聚合物保护层9，所述保护层9都是电绝缘的并保护其免遭腐蚀。该电阻加热层6是浸渍有碳粒子的聚酯/聚丙烯酸酯纤维的非织造薄层，厚度为大约0.3毫米，重量为60克/平方米。该电阻加热层6具有100欧姆/厘米的电导率。沿层压材料的相对边缘设有一对电极12a、12b以便施加电压。

图1A显示了纤维材料层4的细节，其显示了纤维7的横截面。纤维7具有厚度大约20微米的芯8。围绕其外表面涂有PNIPAAm层10，由此纤维7在干燥状态下的总厚度为大约50微米。利用表面引发的原子转移自由基聚合法将PNIPAAm材料直接接枝到棉芯8的表面上，由此施加PNIPAAm层10。该方法可以如论文“Temperature-TriggeredCollectionandReleaseofWaterfromFogsbyaSponge-LikeCottonFabric”,Yang等人,AdvancedMaterials2013中所述。在本实施方案中，其布置成具有35℃的LCST。

图1B显示了潮湿状态下与图1A相同的细节，其中PNIPAAm层10具有吸收的水分，并且尺寸显著增加。

在使用时，该层压材料1可以在低于PNIPAAm层10的LCST的温度下暴露于潮湿空气流。PNIPAAm层10从空气中吸收水分并由图1A的构造膨胀至图1B的构造。一旦达到饱和，必须再生该层压材料。为达到该效果，跨越电极12A、12B施加电压，导致加热该电阻加热层6至高于LCST。此时，吸收的水被PNIPAAm层10释放。通过垂直定向该层压材料1，水可以作为水滴排出。

图2显示了由图1的LCST层压材料1制造的水提取装置20。根据图2，载体层2已经通过轧制和切割技术成型为包含多个翅片或条带24的载体结构22，所述多个翅片或条带24通过切口25彼此部分分离。条带24以使得相邻条带从层压材料主平面上以不同的量凸起的方式成型。所得装置20具有有利的形状，该形状提高了穿越其的空气流的湍流，由此可以实现更好的水分传输。在本实施方案中，条带24各自具有大约20毫米的长度L和大约2毫米的宽度W。尽管如此，本领域技术人员应理解，也可以使用其它配置。此外，尽管并未显示，应理解，如对于图1所述那样，载体层2与纤维材料层4、电阻加热层6和保护层9一起层压。这些层的层压足以确保它们在成型过程中保持连接。电极12a、12b位于该装置20的相对边缘处，使得在两个电极之间施加的电位差产生与条带24方向对齐的电场。

有利地，将各个条带24形成为具有相同的总长度，这防止了层压材料1在形成的过程中扭曲。图2A是取自图2中A方向的该装置20的一部分的细节，显示了该条带24的形状。

图3显示了用于提取水的系统30，其中在具有入口34和出口36的外壳32中设有多个水提取装置20。该装置20垂直排列，且条带24在垂直方向上延伸。在外壳32的下侧是收集器38。电极12a显示在提取装置20的上侧，被分为多个区域，以使各区域能够被独立加热。类似的电极(未显示)位于该提取装置20的下侧。适当的电力供应(未显示)电连接至该电极以向其提供电力。

图3A显示了系统30的细节，图解了各自的水提取装置20的取向，并显示了各水提取装置20之间的隔片42以将其分开。

根据图4，显示了本发明的实施方案，其中图3的系统30结合到空气处理环路100中。该系统30在第一间接蒸发冷却器50与第二间接蒸发冷却器52之间串联放置。该间接蒸发冷却器50、52具有初级50a、52a和次级50b、52b通道，彼此热传导相关，并由此至少向次级通道50b、52b提供水供给。该间接蒸发冷却器50、52具有WO2008055981中公开的类型，尽管可以使用其它类似的蒸发冷却装置，如WO03/091633中显示的装置。控制器60可操作地连接到进气风扇62、出口风扇64和第一66与第二68旁通阀。温度、湿度、流速和任何其它相关参数的传感器(未显示)设置于环路中的适当位置，以便向控制器60提供流动状况的反馈。

以预言性的流动构造并参照图1至4，运行控制器60以便采用具有35℃的温度和18克/千克水并具有51％的相对湿度(RH)的新鲜室外空气，并将其以2083立方米/小时的流速输送至初级通道50a。如常规用于露点冷却器的那样，通过旁路流经第二通道50b，使空气在初级通道50a的出口处流冷却至接近露点。控制第一旁路阀66以允许833立方米/小时的流穿过该次级通道50b，该流通过加入水来加湿，并在29.8℃的温度和27克/千克水以100％RH离开。离开第一间接蒸发冷却器50的净流为1250立方米/小时，具有24.0℃的温度、18克/千克的水和96％的相对湿度。将该流供应至用于提取水的系统30的入口34。当空气在位于外壳32中的水提取装置20上流动时，由于温度低于LCS温度，水被该LCST聚合物材料吸收。空气通过出口36离开外壳32，仅含有14克/千克的水和42％的相对湿度。由于吸收热，空气流的温度绝热提高至34.0℃，这仍低于LCS温度。

在离开系统30的出口36时，将空气供应至第二间接蒸发冷却器52的初级通道52a。在此再一次，通过第二旁路阀68引导旁路流穿过次级通道52，在这里通过加入水将其润湿，使得初级通道52a中的空气流冷却至接近露点。500立方米/小时的次级流绕行经过次级通道52b，并在28.2℃下离开，具有24克/千克的水，相对湿度100％。离开次级间接蒸发冷却器52的净流为750立方米/小时，具有仅20.6℃的温度和14克/千克的水，且相对湿度为92％。这可以例如输送至居住空间。应理解，第一蒸发冷却器50用于保持系统30低于LCS温度，而第二蒸发冷却器52在进一步的冷却过程中利用该低湿度空气。

定期地，系统30中的LCST聚合物材料变得饱和。此时，控制器60运行以越过电极12a、12b供应电压，使得能够加热电阻加热层6。当温度上升高于该LCS温度时，PNIPAAm层10释放吸收的水，其向下滴落到收集器38中。由于电极12a、12b分区域布置，因此能够仅跨越某些区域施加电压，由此其它区域可以继续吸收水分。本领域技术人员应理解，尽管并未显示，可以布置适当的阀门以防止流至正在加热的那些区域中。

图5显示了类似于图2的水提取装置120的第二实施方案。在这种情况下，在对角地穿过载体层102延伸的区域106A-J中施加电阻加热层106。各个区域106A-J设置有其自己的各个电极112A和112B，所述电极通过电连接115连接至控制器160。布置该控制器160与连接115，以使得各区域106A-J可以单独寻址以便根据需要按区域选择性加热。传感器161A-J设置于在邻近各区域106A-J的载体层102上，以便向控制器160提供关于穿过各区域的流的回馈。以这种方式，能够基于感测的条件如温度、湿度和吸收的水来适应性地控制装置120。区域的对角取向有利于确保一旦在加热各个区域水被LCST聚合物释放时，其将对角向下朝向该装置120的后缘穿过该载体层102。然而，应理解，可以根据所需效果实施所述区域的其它配置。图5的实施方案显示为不具有翅片的平坦层压材料。然而，应理解，相同的构造可设置有图2中公开的类型的翅片或条带。

由此，已经参照上述实施方案描述了本发明。应当认识到，该实施方案容易接受本领域技术人员公知的各种修改与替代形式。在不离开本发明的精神与范围的情况下，可以对本文中描述的结构和技术进行除上述那些之外的许多修改。因此，尽管已经描述了特定实施方案，这些仅仅是示例，不会限制本发明的范围。

Claims (21)

1.水提取装置，包括：

载体结构；

设置于所述载体结构上的纤维材料的基材，所述纤维材料包含多根单个纤维，

涂覆所述单个纤维的一定量的LCST聚合物；和

布置成选择性加热所述LCST聚合物至高于其低临界温度的加热供应，由此所述纤维吸收的水能随后在加热时释放。

2.如权利要求1所要求保护的装置，其中所述载体结构包含传导性金属箔。

3.如权利要求1所要求保护的装置，其中所述载体结构包含绝缘箔。

4.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述载体结构包含多个翅片，所述纤维材料设置在所述翅片上。

5.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述LCST聚合物是聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)。

6.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述纤维包含天然纤维，优选棉或粘胶纤维。

7.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述加热供应包含设置于所述载体结构上的电阻加热元件。

8.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述加热元件包含含碳层，优选包含炭黑粒子。

9.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述加热元件覆盖所述基材的多个区域，所述基材的其它区域不具有加热元件。

10.如前述权利要求任一项所要求保护的装置，其中所述载体结构包括大致矩形的板，所述加热元件包括跨越所述板延伸的条带，所述条带能被选择性激活。

11.系统，包括具有入口和出口的外壳和位于所述外壳内的如前述权利要求任一项所述的装置，由此空气能由所述入口向所述出口在基材上流动。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述外壳进一步包括排水管和通向所述排水管的重力流结构。

13.如权利要求11或权利要求12所述的系统，进一步包括与出口连通的热交换器，由此离开所述出口的空气能流动穿过所述热交换器并被冷却。

14.从流体流中提取夹带的水蒸气的方法，包括：

提供如权利要求1至10任一项所述的装置，或如权利要求11至13任一项所述的系统；

使温度低于所述低临界温度的潮湿空气流通过所述装置，由此所述空气与所述LCST聚合物接触，并且所述LCST聚合物吸收一定量的水蒸气；和

激活所述加热供应以选择性加热所述LCST聚合物至高于其低临界溶解温度，由此释放吸收在所述纤维上的水。

15.如权利要求14所要求保护的方法，进一步包括冷却所述流和/或装置以除去所述蒸气的吸收热。

16.如权利要求14或权利要求15所要求保护的方法，进一步包括通过重力流将所释放的水收集至排水管。

17.一种LCST层压材料，包含载体层、纤维材料层和电阻加热层，所述纤维材料包含多根单个纤维和涂覆所述单个纤维的一定量的LCST聚合物。

18.如权利要求17所要求保护的LCST层压材料，其中所述层压材料可成型为所需形状，优选通过压制或模塑。

19.如权利要求17或权利要求18所要求保护的LCST层压材料，其中所述层压材料被切割和成型为彼此部分分离的多个翅片。

20.如权利要求17至19任一项所要求保护的LCST层压材料，其中所述载体层包含铝。

21.如权利要求17至20任一项所要求保护的LCSTLCST层压材料，其中所述电阻加热层包含炭黑。