CN108385773A - 一种压缩空气吸附式空气取水系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种压缩空气吸附式空气取水器，包括压气机，散热片和喷嘴，凝结器，加热器，吸附层，太阳能槽式加热和电加热混合加热储热系统，以及净化器集水箱；所述压气机通过输气管道与所述加热器下端的进气口连接，加热器外层是水浴加热夹层，吸附层是由高温耐火布和高温耐火棉一层一层叠加而成，叠加层中有活性炭颗粒和吸附剂掺杂在其中。所述凝结器有两层，第一层凝结器包括壳体球型上盖，凝结器外部连接有一个渐扩喷嘴：第二层凝结器的下端设有出水口，第二层凝结器的出水口和净化集水箱之间通过输水管道连接。整个取水过程由程序实现控制。本发明可降低能耗，产水效率高，绿色环保，可对任意自然湿度的空气实现取水，并直接净化成饮用水。

Description

一种压缩空气吸附式空气取水系统

技术领域

本发明涉及节能节水净水技术领域，具体涉及一种压缩空气吸附式空气取水器。

背景技术

随着城市工业的发展，城市水源受到工业污染严重，有些输水管内出现藻类滋生，严重影响了水的质量，造成了水在运输过程中的二次污染，人们长期饮用会引起人体器官的病变。因此，饮用水问题成为了人类面临的严峻问题。。但是，现有的空气取水器能耗大，产水效率低，在空气湿度小的情况下不能实现产水。

发明内容

为了克服上述技术不足，本发明提供一种压缩空气吸附式空气取水器，带有自调节空气湿度系统，余热回收系统，可降低能耗，提高了产水效率，可对现在自然界任意湿度的空气实现取水；自带净化装置，净化水可达到饮用水标准，在取水的同时还可以当做空气除湿器，也可同时对空气净化，吸附掉空气中的微小颗粒。

本发明所采用的技术方案是：提供一种压缩空气吸附式空气取水器，包括压气机，凝结器，散热片，喷嘴，太阳能风能互补发电储电系统，槽式集热器水浴加热储热系统，加热器，吸附层，净化器和集水箱，单片机控制单元。

其具体结构如下：所述压气机通过输气管道与所述加热器下端的进气口连接，加热器的上端设有圆形蒸汽出气口，吸附层被加热器包裹；所述第一层凝结器包括壳体和球型上盖，加热器的最外层由保温层包裹而成；所述第一层凝结器的下端设有出气口，出气口是一个渐扩喷嘴，出气口内还有一个电子气阀，电子气阀受单片机单元控制，在第二层凝结器设有出水口，出水口内有个电子气阀，出水口和净化器相连接，净化器通过输水管道和集水箱连接。加热器和储热灌通过管道相连接，储热罐和槽式集热器通过管道相连接，形成封闭的加热系统。外部太阳能光伏板和风力发电机发出来的电通过蓄电池蓄电，存储的电能为单片机和储热罐供能供电。

本发明通过压气机把外部环境中的空气压缩后送入加热器中，单片机单元通过进气口的电子空气测湿计测得空气湿度参数来控制压气机的空气压缩比，使得电子空气测湿计测得的湿度始终在85％～98％之间，可使得加热器中的吸附层充分吸收空气中的水分。压缩空气在进入进气口前经过散热片，散出压缩空气所产生的热量，从而降低温升，当压缩空气通过喷嘴喷出的时候会吸收热量，产生温降，喷嘴和换热器相连，换热器和第二层凝汽器相连接，从达到使第二层凝汽器降温的目的，提高了之后蒸汽冷凝的效果，保证了取水效率。此时出水口地方的电子水阀关闭，出气口的电子气阀打开，通过观察进气口的空气湿度和出气口的空气湿度差，即进气口和出气口的空气湿度差比较小的时候，说明吸附已经饱和，饱和后单片机控制单元会控制压气机停止进气，电子气阀关闭，电子水阀打开。如果湿度差比较大，说明吸附未饱和，直到吸附饱和为止。待加热器中的吸附层吸收水分饱和后，再通过单片机控制泵将储热罐内储存的高温水泵到加热器的环绕外层，形成水浴加热，水浴加热可以使加热器内的吸附层更加均匀的受热。高温水由槽式集热器和电加热共同加热而成，当太阳能丰富的时候，大部分热量由槽式集热器加热而成，当太阳能不丰富时候，由单片机将控制电加热器互补加热储热罐内的水，使其满足加热解析吸附层的温度，使吸附层中吸收的水分以水蒸气的方式蒸发，并通过加热器的出气口进入第一层凝结器；水蒸气在凝结器中凝结后变成小水滴通过导水口流至第二层凝结器的出水口，在流入净化器，经过净化器净化之后，流入集水箱。如果水蒸气在第一层凝结器没有完全凝结，会通过第一层凝结器中部的出去口流入第二层凝结层进行凝结，再流入净化器，净化后流入集水箱，从而实现对空气进行取水，保证了产水效率。

当加热器出口上方空气测湿计检测到空气湿度小于90％后，可判断吸附层内吸收的水分已经加热蒸发完毕。此时单片机单元将控制电子水阀关闭，电子气阀打开，泵将加热器内的高温水泵回到储热灌内，达到余热回收的目的，以节约能量。此时已将完成了一个完整的空气取水过程。高温水送回储热灌后，单片机控制压气机工作向加热器送入压缩空气，再起进入吸附工况。可通过控制空气进气量的大小保证空气的湿度，从而可对任意自然界的湿度空气实现取水。

所述壳体内部设有倾斜的导水板，加热器安装在导水板上，导水板向下倾斜的一端与凝结器的出水口相接，相连地方有一个导水口；第一层凝结器的上盖呈半球形。上盖的形状和导水板的设计，便于凝结器内凝结的水滴流至凝结器的出水口。

所述加热器外侧包覆有保温层，降低了加热器对凝结第一层器凝结的影响，同样的第一层凝结器外层也有保温层，同样的也降低了第一层凝汽器对第二层凝汽器的影响，保证了加热器中的温度，同时双层凝汽器的设计也提高凝结效率。

所述吸附所述吸附层是有高温耐火纤维布和高温耐火棉结合铜丝网一层一层叠加而成，叠加层中有活性炭颗粒和吸附剂掺杂在其中。提高了吸附层的耐热性，铜丝网和高温耐火纤维布、高温耐火棉一起编织在一起提高了吸附层的换热性使吸附层受热均匀，同时也提高了吸附层的强度。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

本发明通过压气机把外部环境中的空气压缩后送入加热器中的吸附层，控制了进入吸附层的空气湿度，使得空气湿度保持在85％～98％之间，吸附层能最大限度的吸附空气中的水分，提高了出水效率。拥有太阳能槽式加热和电加热混合加热储热系统和太阳能风力发电蓄电池储电系统，可以进行余热回收节约能量，电加热补热使吸附层受热均匀。整个过程是有单片机控制单元自动控制完成，完全不需要人工参与。

附图说明

图1为本专利的结构示意图；

图2为本专利的加热器的结构示意图。

附图中，1-保温层，2-出气口测湿计，3-出气阀门，4-进气口电子阀门，5-入口电子空气湿度测计，6-第一层凝汽器，7-压气机，8-集水箱，9-风力发电机，10-太阳能发电板，11-第二层凝汽器，12-保温层，13-蒸汽出气口，14-出水口导流，15-储热灌，16-槽式集热器，17-散热片，18-电子水阀，19-蓄电池，20-离心泵，21-渐扩碰嘴，22-单片机控制单元，23-换热器，24-加热器保温层，25-水浴加热层，26-铜丝网，27-吸附层，28-电子空气测湿计，29-加热器，30-净化器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图2所示，本实施例公开了一种压缩空气吸附式空气取水器，包括包括压气机7，一层凝汽器6，热片17，喷嘴，太阳能10和风力发电9蓄电池19，槽式集热器16水浴加热储热系统，加热器附层27，净化器30和集水箱8，单片机控制单元22。

其具体结构如下：所述压气机7通过输气管道与所述加热器29的进气口连接，加热器29端设有圆形蒸汽出气口13，吸附层被加热器29包裹；所述第一层凝结器6包括壳体和球型上盖，加热器29的最外层由保温层1包裹而成；所述第一层凝结器6的下端设有出气口，出气口是一个渐扩喷嘴21，出气口内还有一个电子气阀3，电子气阀3受单片机单元22控制，在第二层凝结器11设有出水口，出水口内有个电子气阀18，出水口和净化器30相连接，净化器30通过输水管道和集水箱8连接。加热器29和储热灌15通过管道相连接，储热罐15和槽式集热器16通过管道相连接，形成封闭的加热系统。外部太阳能光伏板10和风力发电机9发出来的电通过蓄电池19蓄电，存储的电能为单片机22和储热罐15供能供电。

本发明通过压气机7把外部环境中的空气压缩后送入加热器29中，单片机单元通过进气口的电子空气测湿计4测得空气湿度参数来控制压气机7的空气压缩比，使得电子空气测湿计测4得的湿度始终在85％～98％之间，可使得加热器29中的吸附层27充分吸收空气中的水分。压缩空气在进入进气口前经过散热片17，散出压缩空气所产生的热量，从而降低温升，当压缩空气通过喷嘴21喷出的时候会吸收热量，产生温降，喷嘴21和换热器23相连，换热器和第二层凝汽器11相连接，从达到使第二层凝汽器11降温的目的，提高了之后蒸汽冷凝的效果，保证了取水效率。此时出水口地方的电子水阀18关闭，出气口的电子气阀3打开，通过观察进气口的空气湿度和出气口的空气湿度差，即进气口和出气口的空气湿度差比较小的时候，说明吸附已经饱和，饱和后单片机控制单元22会控制压气机7停止进气，电子气阀4关闭，电子水阀18打开。如果湿度差比较大，说明吸附未饱和，直到吸附饱和为止。待加热器29中的吸附层27吸收水分饱和后，再通过单片机控制泵20将储热罐15内储存的高温水泵20到加热器29的环绕水浴加热层25，形成水浴加热，水浴加热可以使加热器29内的吸附层27更加均匀的受热。高温水由槽式集热器16和电加热共同加热而成，当太阳能丰富的时候，大部分热量由槽式集热器加热而成，当太阳能不丰富时候，由单片机将控制电加热器29互补加热储热罐15内的水，使其满足加热解析吸附层27的温度，使吸附层中吸收的水分以水蒸气的方式蒸发，并通过加热器29的出气口进入第一层凝结器6；水蒸气在凝结器中凝结后变成小水滴通过导水口流至第二层凝结器11的出水口，在流入净化器30，经过净化器30净化之后，流入集水箱。如果水蒸气在第一层凝结器没有完全凝结，会通过第一层凝结器6中部的出去口流入第二层凝结层11进行凝结，再流入净化器30，净化后流入集水箱8，从而实现对空气进行取水，保证了产水效率。

当加热器29出口上方空气测湿计28检测到空气湿度小于90％后，可判断吸附层27内吸收的水分已经加热蒸发完毕。此时单片机单元将控制电子水阀18关闭，电子气阀4打开，泵20将加热器29内的高温水泵回到储热灌15内，达到余热回收的目的，以节约能量。此时已将完成了一个完整的空气取水过程。高温水送回储热灌15后，单片机控制压气机7工作向加热器29送入压缩空气，再起进入吸附工况。可通过控制空气进气量的大小保证空气的湿度，从而可对任意自然界的湿度空气实现取水。

所述壳体内部设有倾斜的导水板，加热器29安装在导水板上，导水板向下倾斜的一端与凝结器的出水口相接，相连地方有一个导水口14；第一层凝结器6的上盖呈半球形。上盖的形状和导水板的设计，便于凝结器内凝结的水滴流至凝结器的出水口。

所述加热器29外侧包覆有保温层24，降低了加热器29对凝结第一层器6凝结的影响，同样的第一层凝结器5外层也有保温层1，同样的也降低了第一层凝汽器对第二层凝汽器11的影响，保证了加热器29中的温度，同时双层凝汽器的设计也提高凝结效率。

所述吸附所述吸附层27是有高温耐火纤维布和高温耐火棉结合铜丝网26一层一层叠加而成，叠加层中有活性炭颗粒和吸附剂掺杂在其中。提高了吸附层的耐热性，铜丝网26和高温耐火纤维布、高温耐火棉一起编织在一起提高了吸附层的换热性使吸附层受热均匀，同时也提高了吸附层的强度。

从而实现对空气进行取水，保证了产水效率。而且，采用压气机7可通过控制空气进气量的大小保证空气的湿度，从而可对任意湿度的空气实现取水。同时也巧妙的利用了空气热源泵的原理进行冷却凝结，实现了节能目的。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (3)

1.一种压缩空气吸附式空气取水器，包括压气机，凝结器，散热片，喷嘴，风光互补槽式集热器，水浴加热系统，储热储电系统，加热器，吸附层，净化器和集水箱，控制单元，其特征在于：

所述压气机通过输气管道与所述加热器下端的进气口连接，管道内设有一个电子空气测湿计和一个电子气阀，输气管道外加装了散热片，加热器的上端设有出气口；

所述储热罐和太阳能电板，风力发电机，储能电池连接，槽式太阳能集热器和储热灌通过管道和加热器外围中层连接，加热器中层形成环型包裹结构包裹加热器，从而形成一个封闭的加热系统，封闭加热系统内工质为水，水浴环绕包裹加热加热器，从而加热吸附层；

所述第一层凝结器的下端设有出水口，凝结器外有保温材料包裹而成，第一层凝结器的出水口和净水器连接，净水器和集水箱之间通过输水管道连接，第一层凝结器中部有2个对称的出气口，直接与最外层凝结器连接，第一层加热器下端有一个出气口，出气口为一个喷嘴。

2.根据权利要求1所述的压缩空气吸附式空气取水器，其特征在于：整个控制系统供电、太阳能电板和风力发电机运行、储能电池、加热器加热、储热罐储热、压气机压缩吸附过程由程序控制完成。

3.根据权利要求1所述的压缩空气吸附式空气取水器，其特征在于：喷嘴为渐扩喷嘴，喷嘴内有一个电子空气测湿计和一个气阀，气阀受控制单元控制，喷嘴上有换热装置，换热装置和最外层凝汽器连接换热。