CN1323938A - 太阳能吸附式空气取水装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能吸附式空气取水装置,吸附床通过管道与冷凝器相通,冷凝器与净水系统相通,净水系统与储水器相通。采用硅胶与氯化钙作为吸附剂,装在吸附床内隔板与吸附床的外表面之间,隔板与吸附床内表面构成水蒸气通道,冷凝器的外表面布有传热肋片以加强冷凝效果,吸附床的入口装有过滤网。本发明利用硅胶对水蒸气的物理吸附,氯化钙对水蒸气的化学吸附以及氯化钙饱和水溶液对水蒸气的物理吸收作用,通过冷凝器的冷凝实现从空气中大量取水,有效提高取水效率。

Description

太阳能吸附式空气取水装置
本发明涉及的是一种太阳能吸附式空气取水装置，采用复合吸附作用实现空气取水过程，属于淡水获取技术类领域。
随着人口的增长，气候的变迁和环境的恶化，淡水供应问题变得越来越突出。世界上许多地区已经无法满足当地工业、农业和人类生活对水的需求。
目前，在没有地下水、海水或者水源被污染的地区，淡水供应问题主要通过外地输运解决，但一方面由于气候恶化、环境污染，可用水资源在不断减少；另一方面，由于输运成本较高，致使其在地理位置偏远或经济落后地区很难实现。为了稳定社会、发展经济和提高人民生活水平，采取行之有效的方法解决淡水供应问题迫在眉睫。
地球大气层可以说是一个巨大的水库，即使是沙漠地区，其含水量也超过10g/m3。由于地心引力和太阳热辐射的作用，地球表面的水发生迁移和三态转化，致使大气层永远是地表水循环的中转站。根据水的质量守恒，随着空气温度升高，地表水量会因蒸发而减少，但空气的绝对含湿量却在增加。因此，在没有地表淡水资源或淡水资源受到污染的情况下，空气就成为我们获取淡水的主要来源。
赖为明在其空气取水器专利中(中国专利：97219556.4)提出如果在空调器内安装一个集水箱，把空调器中蒸发器制冷时产出的水集存在水箱内，然后再从水箱流出就可作为饮用水。这种取水器的工作原理为：通电时，空调器制冷，其蒸发器温度较低，而周围空气温度较高，当蒸发器温度低于周围空气的露点温度时，空气中的水蒸气便会在蒸发器的表面结露而产生液态水。由于这种方法需要制冷循环提供冷量，因此需要电能供应，成本较高，而且取水效率较低，如果再考虑水的二次蒸发，其取水量将会更少。
中国科技大学侴乔力的太阳能空气取水器实用新型专利(中国专利：94209217.1)与空气取水器实用新型专利(中国专利：93201730.4)，由取水装置和太阳能聚光罩构成。取水装置包括透光罩或吸热壁、吸附床、空气冷却冷凝器或相变蓄冷冷凝器、存水器和取水管路等。该实用新型实现了空气中水蒸汽向凝聚态淡水的转化和收集，解决了在海洋和沙漠地区获取淡水的问题，避免了由于淡水运输所带来的各种困难。但是该装置使用吸附剂的吸附量较低，其取水效率较低，当需水量较大时，设备较为复杂，成本较高。
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种新的太阳能吸附式空气取水装置，利用太阳能实现空气取水，有较高的取水效率。
为实现这样的目的，本发明的技术方案中，依据吸附式制冷原理，采用硅胶与氯化钙作为吸附剂，利用硅胶对水蒸气的物理吸附，氯化钙对水蒸气的化学吸附以及氯化钙饱和水溶液对水蒸气的物理吸收作用，通过冷凝器的冷凝实现从空气中大量取水。众所周知，相对湿度在80％时，硅胶的平衡吸附量为34％g水/g干硅胶，分子筛的平衡吸附量为22％g水/g干分子筛，而硅胶/氯化钙混合物的平衡吸附量可达50％～70％g水/g干混合物，可见在相同条件下，使用硅胶/氯化钙混合物作为吸附剂可有效地提高取水装置的取水效率。
本发明的吸附式空气取水装置采用太阳能加热，由吸附床、冷凝器、净水系统、储水器等组成。吸附床通过管道与冷凝器相通，冷凝器与净水系统相通，净水系统与储水器相通。吸附床的外表面采用透光率很高的玻璃材料，内表面采用绝热材料。吸附床内的隔板上布有便于水蒸气解吸的小孔。吸附剂采用硅胶与氯化钙。冷凝器的外表面布有传熟肋片以加强冷凝效果。吸附床可安装聚光板，聚光板具有两个作用：一是当太阳能不足时用来加强太阳能的收集；一是在吸附剂吸附时可起到增加风速的作用，便于吸附进行。为了净化空气，吸附床的入口装有过滤网。
在吸附阶段，吸附床处于打开状态，吸附剂与湿空气充分接触并尽可能多地吸附湿空气中的水蒸气。由于吸附剂的吸附作用，在吸附床内湿空气被干燥。干燥后的空气经管道进入冷凝器，在对冷凝器进行冷却后离开系统。
在解吸阶段，吸附床内的温度升高，被吸附剂吸附的水蒸气发生解吸，解吸出的水蒸气通过管道进入冷凝器，在冷凝器中释放出汽化潜热后冷凝为液态水进入净水系统进行净化，净化后进入储水器中，以备使用。
本发明中的冷凝器采用风冷式冷凝器，冷凝器外表面布有传热肋片，吸附时，干燥后空气在冷凝器内流动，周围空气在冷凝器外流动以降低冷凝器的温度；解吸时，水蒸气在管内流动，空气在管外流动，以自然对流的方式带走水蒸气的汽化潜热。
本发明结构简单，成本低廉，通过强化床内的传热传质过程，达到取水效率高的目的。
本发明采用专门的净水系统对提取的液态水进行净水处理，使之达到饮用水标准，满足人类生产、生活需要。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
如图所示，本发明的吸附式空气取水装置采用太阳能加热，由吸附床2、冷凝器13、净水系统1、储水器8、管道12以及底座7等组成。吸附床2通过管道12与冷凝器13相通，冷凝器13通过管道与净水系统1相通，净水系统1与储水器8相通。吸附床2的外表面11由透光率很高的玻璃制成，内表面4由绝热材料制成。吸附床内布有隔板3，隔板3上布有便于水蒸气解吸的小孔。由硅胶与氯化钙组成的吸附剂10装在隔板3与吸附床2的外表面11之间。隔板3与吸附床2内表面4构成水蒸气通道。为了加强冷凝器13的冷凝效果，冷凝器13的外表面布有传热肋片14。吸附床2可安装聚光板5，聚光板5具有两个作用：一是当太阳能不足时用来加强太阳能的收集；一是在吸附剂10附时可起到增加风速的作用，便于吸附进行。为了净化空气，吸附床2的入口装有过滤网9。
在吸附阶段，阀门6与阀门15打开，湿空气在自然风的作用下通过过滤网9进入吸附床2，在床内，湿空气与吸附剂10充分接触，吸附剂10对空气中的水蒸气进行吸附，被干燥后的空气经过管道12进入冷凝器13，对冷凝器13进行冷却后经阀门15离开系统。同时，环境空气在自然风的作用下通过传热肋片14对冷凝器13进行冷却。
在解吸阶段，阀门6与阀门15关闭，吸附剂10与周围环境隔开。此时，在太阳能的热效应下，吸附剂10的温度升高，被吸附的水蒸气发生解吸，解吸出的水蒸气经过管道12进入冷凝器13，在冷凝器13内水蒸气释放出汽化潜热后冷凝为液态水，该液态水顺着管道进入净水系统1进行净化后存入储水器f8，整个空气取水过程完成。

Claims (5)

1、一种太阳能吸附式空气取水装置，由吸附床(2)、冷凝器(13)、净水系统(1)、储水器(8)等组成，其特征在于吸附床(2)通过管道(12)与冷凝器(13)相通，冷凝器(13)与净水系统(1)相通，净水系统(1)与储水器(8)相通，吸附床内布有隔板(3)，隔板(3)上布有小孔，吸附剂(10)装在隔板(3)与吸附床(2)的外表面(11)之间，隔板(3)与吸附床(2)的内表面(4)构成水蒸气通道，吸附床(2)的入口装有过滤网(9)。
2、如权利要求1所说的太阳能吸附式空气取水装置，其特征在于吸附剂(10)为硅胶/氯化钙混合物。
3、如权利要求1所说的太阳能吸附式空气取水装置，其特征在于吸附床(2)的外表面(11)由透光率很高的玻璃制成，内表面(4)由绝热材料制成。
4、如权利要求1所述的吸附式空气取水装置，其特征还在于冷凝器(13)的外表面布有传热肋片(14)。
5、如权利要求1所述的吸附式空气取水装置，其特征还在于吸附床(2)安装聚光板(5)。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102454180A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 中国科学院理化技术研究所 固体吸湿电渗制水方法及装置
CN103469848A (zh) * 2013-09-29 2013-12-25 上海海事大学 一种太阳能空气取水系统
CN104276616A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 集美大学 太阳能吸附式双功能制淡装置
CN113480062A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 山东大学 一种空气取水净化一体装置和方法
CN113529859A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 中铁十五局集团有限公司 一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102454180A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 中国科学院理化技术研究所 固体吸湿电渗制水方法及装置
CN103469848A (zh) * 2013-09-29 2013-12-25 上海海事大学 一种太阳能空气取水系统
CN104276616A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 集美大学 太阳能吸附式双功能制淡装置
CN104276616B (zh) * 2014-09-29 2016-03-09 集美大学 太阳能吸附式双功能制淡装置
CN113480062A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 山东大学 一种空气取水净化一体装置和方法
CN113529859A (zh) * 2021-07-14 2021-10-22 中铁十五局集团有限公司 一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法

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