CN111132746B - 用于低能量大气水生成的装置和方法 - Google Patents

Abstract

根据本发明，提供以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水获取的装置和方法。装置包括空气可渗透的吸附基质，空气可渗透的吸附基质在吸收阶段期间经受大气空气流并且在解吸阶段期间经受被循环的空气流。装置还包括被嵌入在吸附基质中的被液体加热的热辐射元件以及在解吸阶段期间被在热辐射元件中循环的被加热的液体加热介质。装置还可以包括空气挡门，其中大气空气流的方向基本上横向于被循环的空气流的方向。空气挡门能够在解吸阶段期间阻挡大气空气流的进入和排出。

Description

用于低能量大气水生成的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于低能量大气水生成的装置和方法，更具体地涉及来自结合有高效率的动力节约循环的空气获取器的二阶段吸收-解吸型水。

背景技术

由于人口的增加和最近的指示地球气候系统的变暖的天气变化，地球的干旱地区中的饮用水的缺乏成为一个严重的问题。所提出的解决方案之一是从大气空气获取水。传统的大气水生成器使用激冷器冷凝在空气中发现的水蒸气并且收集已冷凝的水。这些激冷器在理想条件下需要在300至500kWh的范围内的大量的电力，来生成一立方米的水，并且在空气中的相对湿度低的干旱气候中需要更多。激冷器系统在低于6g/m³空气的绝对湿度是无效的。

一个更高动力效率的过程使用吸收剂材料，也被称为干燥剂，以在第一阶段中从空气吸收湿气，随后是解吸阶段，在解吸阶段中干燥剂被加热以蒸发所收集的水并且立即冷凝从被加热的干燥剂抽出的高相对湿度蒸气。

该吸收-解吸过程中的最消耗动力的步骤是加热干燥剂以蒸发被吸收的水。最近的技术和研究集中于通过使用日光作为能量源或者通过收集在该过程的一个步骤中产生的被浪费的能量以在后续的消耗能量的过程步骤中利用来增加效率并且减少动力消耗的方式。

例如，美国专利申请2009/0151368描述了用于从大气空气抽出水的技术，其使用吸收-解吸过程，并且在吸收阶段期间捕获在干燥剂材料中形成的热量并且在解吸阶段中组合被捕获的热能与其他的能量的源以冷却冷凝器。然而，本申请的申请人进行的实验显示出，通过上文的过程回收的能量的增加是可忽略的，因为所需要的经过吸附床的空气流大至足以消散大多数的吸收能量。

美国专利申请2010/0175557描述了低动力消耗解吸设备，其利用旋转干燥剂轮子和耦合至吸收材料的一对电极以提供流动经过吸收材料的电流从而解吸被吸收在吸收材料内的水。该解吸设备被声称增强了解吸效率并且减少了在解吸期间的动力消耗。然而，通过提供电流直接地加热干燥剂与空气加热系统比较可能仅节省热转换损耗。热转换损耗典型地是小的，因此动力节约是可忽略的。

PCT专利申请WO 2016/081863公开了使用具有过程控制器的吸收-解吸过程的系统，过程控制器配置为基于环境空气温度、环境空气相对湿度和太阳辐射的水平的测量优化液体水生产。主要的吸收-解吸过程是传统的，因此动力节约仅通过过程定时的优化被实现，而过程定时的优化是不显著的。

PCT专利申请WO 2015/005791，也作为美国专利申请2016/0109143公布，描述了用于从环境空气除去湿气的装置，该装置配置为在吸附阶段和解吸阶段中交替地操作。该装置包括容器，容器包括入口和出口，入口和出口包括允许出口和入口被打开和关闭的阀门。吸附材料的主体被定位在容器内部，将容器的内部分割为上游区和下游区。装置还包括冷凝器环路，冷凝器环路包括位于容器外部的冷凝器、从容器延伸至冷凝器并且允许空气或气体的分支流从下游区流动至冷凝器的分支管道以及从冷凝器延伸至容器并且允许分支流从冷凝器返回至容器的上游区的冷凝器返回管道。装置还包括至少一个主返回管道，用于将空气或气体的主返回流从下游区返回至上游区并且绕过冷凝器。

上文提到的WO 2015/005791使用仅为了驱动空气运输风扇、控制系统以及操作阀门和泵所需要的少量的电能。在解吸阶段中蒸发水所需要的热能可以从工业废物或太阳能获得。这允许利用该技术以经济的并且环境友好的方式从空气获取水。

然而，上文提到的WO 2015/005791在解吸阶段中使用被加热的空气将能量运输至吸附剂。为了节约能量的原因，该被加热的空气被在闭环中循环，经过吸附剂和热源多次。部分流被从被加热的空气环路分支出来，得到高湿度，以用于冷凝和获取水的目的。用于冷凝的冷却介质是环境空气，因此所有的为解吸而产生的热能在冷凝期间损失至环境并且不能够被进一步用于消耗热量的解吸过程。

据此，需要进一步优化上文的现有技术系统以减少过程的解吸阶段所需要的动力消耗。

发明内容

据此，本发明的一个主要的目的是克服现有技术系统的缺点和限制，提供用于低能量大气水生成的装置和方法，该装置和方法保持如在现有技术中教导的电能消耗的低的值，同时通过回收在冷凝期间散失的一些热能并且将其进一步用在水获取过程中来减少被消耗的热能的量。

根据本发明，提供一种以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水获取的装置。装置包括空气可渗透的吸附基质，空气可渗透的吸附基质在吸收阶段期间经受大气空气流并且在解吸阶段期间经受被循环的空气流。装置的特征在于具有被嵌入在吸附基质中的被液体加热的热辐射元件以及在解吸阶段期间被在热辐射元件中循环的被加热的液体加热介质。

根据本发明的一个方面，装置还包括空气挡门。上文的大气空气流的方向基本上横向于上文的被循环的空气流的方向。空气挡门能够在解吸阶段期间阻挡大气空气流的进入和排出。

此外，根据本发明，提供一种以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水获取的方法，包括以下步骤中的一个或更多个：

a)提供包括空气可渗透的吸附基质和被嵌入在吸附基质中的被液体加热的热辐射元件的装置；

b)提供经过吸附基质的最大的面进入的第一空气流；

c)阻挡第一空气流的进入和排出；

d)通过被循环经过热辐射元件的液体加热介质加热吸附基质；

e)提供经过吸附基质的最小的面进入的闭环横向的第二空气流；

可选择地，以下的步骤可以被进一步提供：

f)提供被液体冷却的冷凝器和液体冷却剂；

g)将第二空气流循环经过被液体冷却的冷凝器；

h)收集在被液体冷却的冷凝器中被冷凝的水；

i)提供第二装置；以及

j)将液体冷却剂在第二装置的热辐射元件中循环，从而从液体冷却剂回收能量。

附图说明

本发明以及可以用于在实践中实施其的方式将参考下文的图示性的图仅以非限制性的实施例的方式被理解，在非限制性的实施例中相似的附图标记指代相似的元件，并且在附图中：

图1是根据本发明的一个实施方式制造的用于低能量大气水生成的装置的透视图，被示出为在吸收阶段中；

图2是图1的装置的透视图，被示出为在解吸阶段中；

图3是图1的装置的透视图，为了清楚被示出为没有某些元件；

图4是如在图2中示出的装置的透视图，为了清楚某些元件被移除；

图5是利用两个装置的本发明的实施方式的透视图；

图6是利用分离的液体冷却的冷凝器的本发明的实施方式的透视图，冷凝器在图中被截断地示出；

图7是使用专用的挤压型材构建的装置的透视图；

图8是图7的左下角的放大透视图；并且

图9是根据本发明的一个实施方式制造的挤压型材的透视图。

具体实施方式

根据本发明，提供来自结合有高效率的动力节约循环的空气获取器的二阶段吸收-解吸型水，在其中能量的传递通过流动经过热辐射元件的液体加热介质进行。热辐射元件将热量传递至负荷湿气的吸附基质，使吸附基质的温度上升并且允许被吸附的湿气以蒸气的形式释放，蒸气被冷凝并且作为水收集。在解吸阶段期间，所有的解吸空气流可以被冷凝，而不损失实质的能量，因为热量不通过解吸空气流传递，如在现有技术系统中进行的。此外，在冷凝期间散失的能量被回收以用于后续的解吸阶段。

参考附图，根据本发明的一个实施方式，图1示出了一般地被标记为10的以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水生成或获取的装置。装置10包括壳体18、位于壳体18内的空气可渗透的吸附基质20、被嵌入在吸附基质20中的热辐射元件22(部分地示出)以及设置在壳体18的两个侧部的铰接的空气挡门28。吸附基质20在吸收阶段期间经受未处理的大气空气的第一流动，或简称大气空气流，并且在解吸阶段期间经受在环路中循环的某个体积的空气的第二流动，或简称被循环的空气流，如将在下文解释的。大气和被循环的空气流可以被至少一个空气运动器产生，例如风扇或鼓风机。装置10以如在图1中示出的吸收阶段和如在图2中示出的解吸阶段的重复顺序操作。在吸收阶段期间，空气挡门28打开并且外部空气运动器例如风扇24产生经过空气可渗透的吸附基质20的最大的面的大气空气流，典型地水平的，由箭头26标记。参考图2，在解吸阶段中的操作期间，空气挡门28被关闭，阻挡大气水平空气流26的进入和排出，使得壳体18的内部空间被封闭。液体热介质泵30将被外部热源例如太阳能收集器32、电加热器、工业废物或任何其他的热源加热的液体介质循环进入装置10的热辐射元件22(图1)中。相对小的空气鼓风机34将空气在装置10内的闭环中循环，如将在下文解释的。在解吸阶段期间产生的水通过排放管36输送。

参考图3，装置10被示出为没有空气挡门28并且没有吸附基质20，其被移除以暴露热辐射元件22和冷凝管40，其为了在解吸阶段期间的蒸气冷凝的目的也被嵌入在吸附基质20中。固定的顶部盖子42和底部盖子44(图1)也被移除以暴露与解吸阶段有关的空气进入室46、空气排出室48和水收集室50，如将在下文解释的。空气进入室46设置有入口56并且空气排出室48设置有出口70。水收集室50设置有口71，口71可以被作为连接另一个装置的入口和出口交替地使用，如将在下文参考图5解释的。多个冷凝管40流体地连接进入室46和水收集室50。

热辐射元件22以实施例的方式被配置为歧管，包括横向分配管51、横向收集管52和被流体地连接在分配管51和收集管52之间的加热管54的多个纵向环路。将理解，加热管54可以接受不同的形状和大小，例如加热管可以设置有与所述吸附基质直接接触的翅片(未示出)以允许向所述吸附基质的快速的热传递。翅片可以被设置在外部，径向地取向并且沿着所述加热管轴向地延伸。翅片和加热管可以是例如通过沿着足够的热传导面积的表面被装配至彼此的相似的或不同的材料的挤压制造的分别的部件。可选择地，热辐射元件还可以包括冷凝管40，冷凝管40设置有沿着冷凝管40延伸的向内径向地取向的翅片110(图9)。多个加热管54和冷凝管40可以通过导热材料的挤压作为单一的单元被生产，如本文中将在下文参考图7至图9描述的。优选的用于热辐射元件的材料是热传导金属，例如铜和铝。

参考图4，装置10被示出为在解吸阶段中。在解吸期间被关闭的空气挡门28(图2)为了清楚被移除。吸附基质20(图1)也被移除，暴露热辐射元件22和冷凝管40。在解吸阶段期间，优选的闭环的空气流被相对小的鼓风机34再循环经过冷凝环路入口56、进入室46，经过冷凝管40至水收集室50。通过冷凝失去水的空气被再循环经过下分离器62的穿孔60，竖直地进入吸附基质20(在图4中未示出)中，如由箭头64标记的，然后经过上分离器68的穿孔66，进入空气排出室48中并且经过出口70返回至鼓风机34。

如上文参考图2提到的，在解吸阶段期间，例如被太阳能收集器32加热的液体热介质通过泵30循环进入装置10的热辐射元件22中。已加热的液体进入横向分配管51，经过被嵌入在吸附基质20(图1)中的加热管54的纵向环路，至横向收集管52并且返回至太阳能收集器32。在吸收阶段期间被收集在吸附基质20中的水被液体热介质加热并且在解吸阶段期间被蒸发至闭环空气流循环。水然后在同一个装置10的冷凝管40中冷凝，使得解吸和冷凝在单一的装置上进行。已冷凝的水可以通过水排放部36被收集。

参考图5，示出了本发明的另一个实施方式，其中一般地被标记为12和14的两个装置在解吸阶段中被共同地使用。与上文的在其中解吸和冷凝在单一的装置10上发生的实施方式相反地，在此第一装置14被加热，如上文参考图4描述的，但是冷凝正在在已经完成吸附阶段并且是相对凉的第二装置12中发生。据此，解吸在第一装置14上进行并且冷凝在第二装置12上进行。

如在图5中示出的，空气流通过鼓风机34分别在第一装置和第二装置14和12之间循环。空气经过第一装置14的口70进入至水收集室50(图3)，经过吸附基质20、空气排出室48和第一装置14的出口70。因为第一装置14被加热，所以空气收集水蒸气并且将其传输至第二装置12的入口56。在第二装置12中，被循环的空气正在从空气进入室46流动，经过冷凝管40(图3)至水收集室50。水蒸气被冷凝并且水被从第二装置12的排放部36收集。冷凝过程将热能释放入第二装置12的吸附基质中，从而回收消散的热并且将吸附基质温度升高至在其中最小的另外的热能被需要以开始第二装置12的解吸阶段的点。在上文描述的过程期间，没有第二装置12的流体加热。将理解，在现有技术空气加热系统中将会被浪费的大量能量通过在解吸阶段中的流体加热和空气的完全流动循环的使用被获得。

对于参考图4和图5描述的上文的两个实施方式共同的是在解吸阶段期间的水冷凝在冷凝管40中进行，冷凝管40与吸附基质20具有大的表面接触的面积，因此在解吸阶段期间被冷凝管40辐射的热能被回收入吸附基质20中以用于后续的解吸阶段。

图6描绘了本发明的一个实施方式，其中一般地被标记为17的装置设置有热辐射元件22但是没有冷凝管40。装置17为了清楚被示出为没有吸附基质20、盖子42、44和门28(图1)。根据本实施方式，不需要空气进入室46(图3)，因为在解吸阶段期间，冷凝在专用的被液体冷却的冷凝器112中进行，例如管116和壳体118冷凝器，例如，如在图6中被截断地示出的并且如本领域中已知的。优选地，在被液体冷却的冷凝器112中的液体冷却剂的流动方向与在被液体冷却的冷凝器112的冷凝管116中的解吸阶段空气流的流动方向相反。然而，将理解，任何类型的被空气或液体冷却的冷凝器可以被使用至相同的程度。

装置17被示出为在解吸阶段期间在操作中。液体热介质泵30将例如被太阳能收集器32、电加热器或任何其他的热源加热的液体循环到已经完成吸收阶段的装置17的热辐射元件22中。相对小的空气鼓风机34将空气在包括装置17和被液体冷却的冷凝器112的闭环中循环。被液体冷却的冷凝器112的冷凝管116被在室118中循环的液体冷却剂冷却。在解吸阶段期间产生的水通过冷凝器112的排放管114输送。

为了改进系统的效率，第二液体冷却泵31将液体冷却剂在冷凝器112和一般地被标记为19的另外的相似的第二装置之间循环。第二装置19已经完成吸收阶段并且正在使用在第一装置17的解吸阶段中被传递至液体冷却剂的热能以将第二装置19的温度升高至在其中最小的另外的热能被需要以开始第二装置19的解吸阶段的点。液体冷却剂可以在在第二装置19中循环之后被另外的被空气冷却的辐射器(未示出)进一步冷却。

对于本发明的所有的实施方式共同的，是在两个阶段期间经过吸附基质20的不相同的空气流方向。在解吸阶段期间的大气空气流方向基本上横向于在吸收阶段期间的被循环的空气流方向。典型地，如在图1和图4中示出的，在吸收阶段期间的大气空气流是经过吸附基质20的最大的面基本上水平地进入，如由图1中的箭头26标记的，并且在解吸阶段期间的被循环的空气流是经过吸附基质20的最小的面基本上竖直地进入，如由图4中的箭头64标记的。装置10优选地是在形状上长方体的，在解吸阶段期间的被循环的竖直空气流流动基本上经过吸附基质的在图1中被标记为H的高度，并且在吸收阶段期间的大气水平空气流流动基本上经过吸附基质的在图1中被标记为T的厚度。根据本发明，被优化的高度与厚度比率当高度尺寸H是5至20倍大于厚度尺寸T时被实现。如上文提到的，相对小的空气鼓风机34被用于在解吸阶段期间的被循环的空气流，在空气速度的方面，在吸收阶段期间的大气空气流的被优化的速度是5至10倍快于在解吸阶段期间的被循环的空气流的速度。

现在参考图7，示出了根据本发明的一个实施方式制造的一般地被标记为16的装置。装置16被纵向地和横向地截断地示出，其中中央部分被移除并且四个角朝向彼此，比在实践中更近。据此，高度和宽度与厚度的比率应该不能从图通过比例尺获得。参考图1至图5使用的相同的附图标记将被在此使用，其中相同的功能被获得。图8是图7的左下角的放大视图，以与图7中相同的附图标记示出，提供细节的更好的察看。如在图7和图8中示出的，热辐射元件22(图3)由专用的挤压型材80和84制造，专用的挤压型材80和84用作上文参考图3提到的横向分配管51和收集管52的替代形式。专用的挤压纵向型材82被流体地连接在分配和收集型材80和84之间，用作上文参考图3提到的加热管54的替代形式。纵向型材包括用于流体加热介质的管道92和用于冷凝管40的通路94。

底部横向型材80具有多个加热流体通道86和引导从通道86至表面90的开口88。纵向型材82的端面用密封剂附接至型材80的表面90，使得加热流体能够流动进入纵向型材流体管道92中。与型材80相同但是被上下颠倒地装配的顶部横向型材84将来自管道92的加热流体收集到顶部横向型材84的通道86中。加热流体被在装置中循环经过流体入口分配管51和流体出口收集管52，如上文参考图3解释的。多个分配和收集管51、52根据需要分别地可以被进一步串联地或并联地连接以形成加热介质流体环路。

在纵向型材82中形成的多个通路94引导冷凝管40从空气进入室46至水收集室50，如上文参考图3解释的。冷凝管比纵向型材82长，也经过横向型材80、84并且经过空气排出室48以起作用，如上文解释的。

在操作中，在纵向型材82之间的缝隙用吸附基质20填充(图1)，并且前表面和后表面被穿孔片材(未示出)包围，使大气空气在吸收阶段期间经过吸附基质的最大的表面的流动成为可能，如由箭头26指示的。纵向型材82优选地被在由箭头26标记的大气空气流的方向排列以允许空气在吸收阶段期间经过吸附基质的自由流动。然而纵向型材82的大的表面积允许向吸附基质中的有影响的热传递。在解吸阶段期间，吸附基质的最大的表面被空气挡门28关闭(图1)，空气流被再循环经过冷凝环路入口56、进入室46，经过冷凝管40至水收集室50。通过冷凝失去水的空气被再循环经过底部型材80的穿孔60进入吸附基质(在图7中未示出)中，如由箭头64标记的，然后经过顶部横向型材84的穿孔66，进入空气排出室48中并且经过出口70返回以用于通过鼓风机34再循环(图4)。将理解，纵向型材82的被增大的表面积很大地改进在解吸阶段期间液体加热介质的散热，因此增加效率。

参考图9，根据热辐射元件22型材的另一个实施，示出了两个类型的纵向型材，冷凝型材102和加热介质型材104。加热介质型材104设置有用于加热介质的循环的管状的管道106，以及翅片107，翅片107是波浪形弯曲的以增加表面积并且改进在解吸阶段期间的向吸附基质中的散热。冷凝型材102也具有波浪形弯曲的翅片109，但是还设置有沿着冷凝空气流通道108在内部延伸的向内径向地取向的翅片110(在图7的放大的圆中最好地被察看)。翅片110改进在解吸阶段期间的被循环的空气的冷却和水冷凝。该两个类型的型材被交替地排列在装置例如上文参考图7描述的装置16中。这样的装置中的两个可以在解吸阶段中共同地被使用，如在上文参考图5教导的，一个正在仅使用加热型材104加热吸附基质，并且另一个正在仅使用冷凝型材102冷却空气流。将理解，装置16可以被制造为仅具有加热型材104，并且冷凝可以在专用的冷凝器中发生，如上文参考图6描述的。

根据本发明，上文的实施方式中的任何的多个这样的装置可以被组装作为集束。在吸收阶段期间的大气空气流可以被并联地提供至整个集束，并且在解吸阶段期间的被循环的空气流可以被串联地提供至整个集束。据此，均匀地分散空气流并且控制经过聚集成集束的各个装置的空气流速度将是更容易的。

对于所有的上文的实施方式共同的是，吸附基质20(图1)可以包含具有在0.2至30纳米的范围内的孔径大小的纳米多孔微结构，典型地选自以下的组：天然的或工业的沸石；氧化铝；硅胶；锂镁硅酸盐，或上文的组材料中的两个或更多个的共混物。可选择地，吸附基质可以包含具有大于一百平方米每克的吸附基质的表面积的多孔微结构，典型地由活性炭制造。将理解，包含纳米多孔微结构和多孔微结构的材料的混合物也是可能的。

本发明寻求保护如上文描述的装置，以及为了实现低能量大气水生成的期望的结果进行的方法步骤，该装置和方法通过回收在冷凝期间散失的热能中的某些并且将其进一步用在水获取过程中来减少被消耗的热能的量。

据此，提供了一种方法，包括以下步骤中的一个或更多个：

a)提供包括空气可渗透的吸附基质和被嵌入在吸附基质中的被液体加热的热辐射元件的装置；

b)提供经过吸附基质的最大的面进入的第一空气流；

c)阻挡第一空气流的进入和排出；

d)通过被循环经过热辐射元件的液体加热介质加热吸附基质；以及

e)提供经过吸附基质的最小的面进入的闭环横向的第二空气流。

方法可以还包括以下步骤：

f)提供被液体冷却的冷凝器和液体冷却剂；

g)将第二空气流循环经过被液体冷却的冷凝器；以及

h)收集在被液体冷却的冷凝器中被冷凝的水。

方法可以还包括以下步骤：

i)提供第二装置；以及

j)将液体冷却剂在第二装置的热辐射元件中循环，从而从液体冷却剂回收能量。

将意识到，上文描述的并且在附图中图示的本发明的具体的实施方式仅为了实施例的目的被记载。本领域的技术人员将容易地想到本发明的其他的变化、修改和应用。因此，是明确的是所有的这样的变化被视为在本发明的范围和精神内。据此，本文寻求的保护是如在下文的权利要求中记载的。

Claims (17)

1.一种以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水获取的装置，包括

a)空气可渗透的吸附基质，所述空气可渗透的吸附基质在所述吸收阶段期间经受大气空气流并且在所述解吸阶段期间经受闭环被循环的空气流；

b)被嵌入在所述吸附基质中的被液体加热的热辐射元件以及在所述解吸阶段期间被在所述热辐射元件中循环的被加热的液体加热介质；以及

c)空气挡门，能够在所述解吸阶段中的操作期间阻挡所述大气空气流的进入和排出；

其特征在于经过所述吸附基质的所述大气空气流的方向基本上横向于经过所述吸附基质的所述闭环被循环的空气流的方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置是在形状上长方体的，所述闭环被循环的空气流流动经过所述吸附基质的高度并且所述大气空气流流动经过所述吸附基质的厚度，并且其中所述高度与所述厚度的比率在5至20的范围内。

3.根据权利要求1所述的装置，配置为将所述大气空气流的速度保持在5至10倍快于所述闭环被循环的空气流的速度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中多个这样的装置被组装作为集束，所述大气空气流被并联地提供至整个所述集束，同时所述闭环被循环的空气流被串联地提供。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括为了在所述解吸阶段期间的蒸气冷凝的目的而被嵌入在所述吸附基质中的冷凝管。

6.根据权利要求5所述的装置，配置为在第一装置的解吸阶段期间，在所述第一装置上进行蒸发并且在第二装置上进行冷凝。

7.根据权利要求1所述的装置，其中在所述解吸阶段期间的蒸气的冷凝在被液体冷却剂的循环冷却的专用的被液体冷却的冷凝器上进行。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述热辐射元件包括分配管、收集管和被流体地连接在所述分配管和所述收集管之间的多个加热管。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述加热管设置有与所述吸附基质直接接触的翅片以允许向所述吸附基质的快速的热传递。

10.根据权利要求9所述的装置，其中多个所述加热管通过由导热材料制造的专用的型材的挤压被制造作为单一的单元。

11.根据权利要求6所述的装置，其中在所述解吸阶段期间的蒸气冷凝在所述冷凝管中进行，所述冷凝管具有与所述吸附基质的表面接触，因此在所述解吸阶段期间被所述冷凝管辐射的热能被回收入所述吸附基质中以用于后续的解吸阶段。

12.根据权利要求7所述的装置，其中在第一装置的所述解吸阶段期间，所述液体冷却剂被在所述被液体冷却的冷凝器和已经完成所述吸收阶段的第二装置之间循环，所述装置配置为利用在所述第一装置的所述解吸阶段中被传递至所述液体冷却剂的热能，以将所述第二装置的温度升高至在其中最小的另外的热能被需要以开始所述第二装置的所述解吸阶段的点。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述吸附基质包括具有在0.2至30纳米的范围内的孔径大小的纳米多孔微结构，由选自由以下组成的组的材料制造：天然的或工业的沸石；氧化铝；硅胶；锂镁硅酸盐；活性炭，以及所述组材料中的两个或更多个的共混物。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述吸附基质包括包含纳米多孔微结构和多孔微结构的材料的混合物。

15.一种以吸收阶段和解吸阶段的交替顺序操作的用于大气水获取的方法，包括以下步骤：

a)提供包括空气可渗透的吸附基质和被嵌入在所述吸附基质中的被液体加热的热辐射元件的装置；

b)提供经过所述吸附基质的最大的面进入的第一空气流；

c)阻挡所述第一空气流的进入和排出；

d)通过被循环经过所述热辐射元件的液体加热介质加热所述吸附基质；以及

e)提供经过所述吸附基质的最小的面进入的闭环横向的第二空气流。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：

f)提供被液体冷却的冷凝器和液体冷却剂；

g)将所述第二空气流循环经过所述装置和所述被液体冷却的冷凝器；以及

h)收集在所述被液体冷却的冷凝器中被冷凝的水。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括以下步骤：

i)提供第二装置；以及

j)将所述液体冷却剂在所述第二装置的所述热辐射元件中循环，从而从所述液体冷却剂回收能量。

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