CN203049680U - 一种利用相变材料的吸附式空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，由太阳能集热板，相变容器，吸附装置，热水循环系统，控制系统和储水系统组成。相变容器由相变材料和水组成，白天吸收太阳的热量而使相变材料发生相变，储存热量。两套吸附装置，一套进行吸附，另一套进行解吸，可循环进行，具有较高的取水效率。热水循环系统将热量提供给吸附剂，使吸附剂进行解吸。控制系统控制吸附装置进出风口阀门，同时提供风机、水泵的运行动力。储水系统由冷凝器、净水器和储水器组成。本实用新型利用自然能源，可用于沙漠、海洋等水资源不足的地区进行空气取水。

Description

一种利用相变材料的吸附式空气取水装置

技术领域

本实用新型属空气取水技术领域，特别是涉及一种利用相变材料的吸附式空气取水装置。

背景技术

地球上的淡水含量仅占全球总水量的2.53%，而且人类能直接利用的淡水取自地下水、湖泊淡水和河床水，随着环境的日益恶化，这些淡水资源正变得越来越稀缺，尤其是沙漠和海岛地区。而大气中富含淡水，并且不受地域限制，尤其是沙漠和海岛地区，空气湿度高，含有大量的水蒸气，但到目前为止，对空气中淡水的利用率很低，因此，采取一定方法收集空气中的水资源并加以利用，对解决淡水稀缺问题具有重大的作用。在已有的太阳能吸附式空气取水技术方案中，中国专利（申请号）200620040713.1提供了一种利用太阳能的空气取水装置，在封闭的吸附房内置有一组模块化吸附床组件，各吸附床组件的出水口连接有太阳能集热系统，集热系统与循环水系统连接，再连接到组件的进水口。白天太阳能集热器的热水将这些组件同时加热，水汽脱附在冷凝器液化进入储水器，夜间吸附空气中水汽。其特点在于能实现快速组装，成本较低，但是不能连续取水，取水效率低。中国专利（申请号）01102877.7描述了一种带有太阳能聚光罩的吸附式空气取水装置，解决了吸附床内缺少均匀气道而造成局部过热，影响集热效率的问题，该装置特点在于透光良好，透光罩布置在下方，冷凝罩布置在上方，罩内夹层填充相变材料，冷凝良好。但是该装置制造、安装和运行都较复杂，且会造成吸附材料的堵塞。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种利用相变材料的吸附式空气取水装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，包括太阳能集热板，相变容器，水，相变材料，吸附装置，壳体，静压箱，支架，吸附剂，进风门，出风门，水蒸气通道，热抽风机，热水循环系统，加热循环水管，冷凝器，净水器，储水器，控制系统，风力发电机，控制器，蓄电池，第一循环水泵，第二循环水泵，电磁阀，所述的相变容器一侧通过循环管道连通太阳能集热板，相变容器内置相变材料，相变容器另一侧连通一热水循环系统，热水循环系统包括送水管和回水管，送水管连通一个电磁阀后分为两路分别连通左、右两个吸附装置的循环水输入端，回水管与左、右两个吸附装置的循环水输出端连通，吸附装置包括壳体、静压箱、支架和吸附剂，壳体下部为静压箱，静压箱两侧为进风门，静压箱上方的壳体内安装有若干层支架，支架上安装有吸附剂，吸附剂内贯通有加热循环水管，加热循环水管两端分别连通吸附装置的循环水输入端和循环水输出端，支架上方的壳体上有两路通道，一路将两壳体顶端中心连通后再与一台热抽风机连通，另一路将两壳体顶端相对一侧连通后再与冷凝器顶部连通，冷凝器底部依次连通净水器和储水器。

所述的相变容器一侧的循环管道上安装有第一循环水泵。

所述的回水管上安装有第二循环水泵。

所述的支架上方的壳体的一路通道上安装有出风门。

所述的壳体的另一路将两壳体顶端相对一侧通过水蒸气通道连通，水蒸气通道上安装有阀门。

所述的热抽风机、进风门、出风门、水蒸气通道上的阀门、第一循环水泵、第二循环水泵和电磁阀分别和控制器电连接，控制器安装于风力发电机与蓄电池的电路上。

整套系统的运转无需电网供电，风力发电机提供电能。

相变容器里的相变材料为硬脂酸。

相变容器可以增大热容量，能够在解吸过程中水的温度保持恒定。

有益效果

本实用新型可以将空气中的水蒸汽冷凝后集中、收集并储存起来，具有很好的经济效益，在缺水但阳光充足的地区有良好的应用前景。同时本装置工作效率高，制造简单、容易，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，利用相变材料蓄热的吸附式空气取水装置包括太阳能集热板1，相变容器2，水3，相变材料4，吸附装置5，壳体6，静压箱7，支架8，吸附剂9，进风门10，出风门11，水蒸气通道12，热抽风机13，热水循环系统14，加热循环水管15，冷凝器16，净水器17，储水器18，控制系统19，风力发电机20，控制器21，蓄电池22，第一循环水泵23，第二循环水泵24，电磁阀25。

太阳能集热板1，采用市场高效产品，主要作用是利用太阳能加热水3，使相变容器2里相变材料4吸热，由固体转变成液体，而储存热量。容器出口与热水循环系统14连接，再连接到吸附装置。

吸附装置5，包括壳体6、静压箱7、支架8和吸附剂9，其壳体6由金属或工程塑料等材质制成的密封构件，在壳体6的下部设置有静压箱7，静压箱7两边有进风门10，壳体6内部设置有可安装吸附剂9的支架8，支架8为带孔金属平板，使空气与吸附剂9获得最大的接触面积，吸附剂9可选用市场产品，加热循环水管15穿过吸附剂9，使热水与吸附剂9的接触面积增大，水管的两端与热水循环系统14连接，壳体6的顶部设置有水蒸气出水通道12和抽风机13，水蒸汽出水通道12与冷凝储水组件相连。

冷凝储水组件，包括冷凝器16、净水器17和储水器18，各组件均为市场产品。

控制系统19，包括风力发电机20、控制器21和蓄电池22，分别控制抽风机13，循环水泵23、24，电磁阀25和进出风口阀门10、11。

本实用新型的工作过程是：白天，阳光充足时，太阳能集热板1吸收太阳能，传递给水3，相变容器2里相变材料4吸收水3的热量，由固体变成液体，储存热量。夜晚，吸附装置5的进风门10和出风门11打开，水蒸汽通道12关闭，抽风机13启动，将外界的空气从进风门10引入到静压箱7，并流经吸附剂9，吸附剂9充分吸收空气中水分，被吸附后空气从出风门11排出。当吸附水量达到一定值时，控制器21工作，吸附装置5进、出风阀门10、11关闭，水蒸气管道12打开，热水循环系统14工作，被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16，在冷凝器16中释放出潜热后成为液态水进入净水器17中进行净化，净化后进入储水器18中。同时，第二台吸附装置5进、出风阀门10、11打开，水蒸气通道12关闭，抽风机13启动，将外界的空气从进风门10引入，吸附剂9吸收水分。当吸附装置5解吸过程完成后，控制器21控制进出风门10、11，通过电磁阀25使热水系统14换向，对吸附装置5进行解吸，同时第一台吸附装置5重新开始吸附。取水过程可依次循环进行下去。

Claims (6)

1.一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，包括太阳能集热板（1），相变容器（2），吸附装置（5），热抽风机（13），热水循环系统（14），控制系统（19），其特征是：所述的相变容器（2）一侧通过循环管道连通太阳能集热板（1），相变容器（2）内置相变材料（4），相变容器（2）另一侧连通一热水循环系统（14），热水循环系统（14）包括送水管和回水管，送水管连通一个电磁阀（25）后分为两路分别连通左、右两个吸附装置（5）的循环水输入端，回水管与左、右两个吸附装置（5）的循环水输出端连通，吸附装置（5）包括壳体（6）、静压箱（7）、支架（8）和吸附剂（9），壳体（6）下部为静压箱（7），静压箱（7）两侧为进风门（10），静压箱（7）上方的壳体（6）内安装有若干层支架（8），支架（8）上安装有吸附剂（9），吸附剂（9）内贯通有加热循环水管（15），加热循环水管（15）两端分别连通吸附装置（5）的循环水输入端和循环水输出端，支架（8）上方的壳体（6）上有两路通道，一路将两壳体（6）顶端中心连通后再与一台热抽风机（13）连通，另一路将两壳体（6）顶端相对一侧连通后再与冷凝器（16）顶部连通，冷凝器（16）底部依次连通净水器（17）和储水器（18）。

2.根据权利要求1所述的一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，其特征是：所述的相变容器（2）一侧的循环管道上安装有第一循环水泵（23）。

3.根据权利要求1所述的一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，其特征是：所述的回水管上安装有第二循环水泵（24）。

4.根据权利要求1所述的一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，其特征是：所述的支架（8）上方的壳体（6）的一路通道上安装有出风门（11）。

5.根据权利要求1所述的一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，其特征是：所述的壳体（6）的另一路将两壳体（6）顶端相对一侧通过水蒸气通道（12）连通，水蒸气通道（12）上安装有阀门。

6.根据权利要求1～5中任一条所述的一种利用相变材料的吸附式空气取水装置，其特征是：所述的热抽风机（13）、进风门（10）、出风门（11）、水蒸气通道（12）上的阀门、第一循环水泵（23）、第二循环水泵（24）和电磁阀（25）分别和控制器（21）电连接，控制器（21）安装于风力发电机（20）与蓄电池（22）的电路上。

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