CN210562402U - 一种空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种空气取水装置，包括太阳能蓄电系统和造水灌溉系统，太阳能蓄电系统将太阳能转化为电能，太阳能蓄电系统为造水灌溉系统提供电能，造水灌溉系统包括空气引入系统、空气冷凝系统和空气排放系统。空气引入系统用于吸收空气；空气冷凝系统与所述空气引入系统连接，用于冷却空气；空气排放系统与所述空气冷凝系统连接，用于排放气体。空气引入系统包括温湿度控制开关，所述温湿度控制开关用于控制空气引入系统启动和关闭，当空气中的湿度和温度达到预设值时，空气引入系统启动，以提高气体水的冷凝效果。

Description

一种空气取水装置

技术领域

本实用新型涉及农业生产领域，更具体地说，是涉及一种空气取水装置。

背景技术

荒漠地区由于降水量稀少，导致土地被侵蚀的面积不断扩大，现在我国对抗荒漠化的主要方式是通过荒漠种植灌木植物，但在中国内陆地区水的运输极为不便，并且现行的主要浇水方式是由水车运水到荒漠植树地区然后工人将水车接上水管，对植物进行浇灌，浇灌的主要缺点是沙漠地区气候干燥，灌溉的水并没有得到充分的利用，大部分蒸发到空气中，浪费水资源的同时又没有什么灌溉的效率，另外需要人工跟进所有过程，完全不能自动化，严重影响灌溉的效率，且灌溉成本巨大。

而大气中却拥有相当多的水蒸气， 是一个巨大的水源。当环境中温度升高时，地表水量会因蒸发而减少，空气中则会积累大量的水分子，绝对含湿度会增加。而且由于大气环流作用，即使在严重缺水的沙漠地区， 因为昼夜温差很大，尤其是夜间，地表以下温度更低，而空气湿度则维持在相对较高水平。因此，在缺乏水资源来供给树木时，我们可以设法从空气中取水。

技术上现在还没有通过从空气中取水灌溉树木的例子，有一些从空气中获取水的例子：2004年， 上海交通大学公开了一种空气中取饮用水的设备(专利号：200410016871)， 包括压缩机、制水器、杀菌紫外灯和活性炭净化器等，经压缩机压缩后的制冷剂，经冷凝器冷凝后，通过毛细管节流进入制水器内蒸发吸热，外界空气通过风机与制水器强制对流换热， 其中的水分在制水器外凝结后流入制水器下部的接水盘中，接水盘上方的杀菌紫外灯对水盘中的水进行杀菌消毒，然后通过活性炭净化器过滤后分别流入热、冷饮水两个储水器中。该设备需要利用多种能量转换，耗能多，各种电气电子设备造成整体结构笨重、昂贵，不利于携带，经济价值低。

2017年，加州大学伯克利分校与麻省理工学院共同研制了一种空气取水设备，利用金属锆与己二酸研制出一种叫“金属有机框架”的细沙状多孔材料，并把这种材料制成了吸水器， 细沙状多孔材料被夹在一块太阳能吸收器与一块冷凝板中间；设备工作时，细沙状多孔材料从空气中吸附水蒸气，太阳能板负责加热，促使水蒸气释放进入冷凝板，在冷凝板上凝结成液态水，最后滴入用于收集水的容器中；该装置结构复杂，且所用材料昂贵，尤其是所用吸水材料尚处于实验室开发阶段。

2016年皖西学院申请了一种空气取水装置的专利，包括冷凝水装置、向上送风装置和向下送风装置；冷凝水装置位于地下，底部设有一储水器，储水器分别通过第一管道、第二管道与向上送风装置、向下送风装置相连；向上送风装置位于地上，底部设有一被第三管道贯穿的吸热罩；向下送风装置位于冷凝水装置的上方，且与向上送风装置相平行，向下送风装置的顶部设有一冷凝网，冷凝网的下端连接有与之相通的第四管道。该装置结构复杂，使用繁琐，维修困难，可行性低。

实用新型内容

为克服现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供一种空气取水装置，其结构更为简单，实用性强。

为实现上述目的，本实用新型提供一种空气取水装置，包括：

太阳能蓄电系统；

造水灌溉系统，所述太阳能蓄电系统为所述造水灌溉系统供电，

所述造水灌溉系统包括：

空气引入系统，用于吸收空气；

空气冷凝系统，与所述空气引入系统连接，用于冷却空气；

空气排放系统，与所述空气冷凝系统连接，用于排放气体。

作为优选的，所述空气引入系统包括温湿度控制开关，所述温湿度控制开关用于控制空气引入系统启动和关闭。

作为优选的，所述空气引入系统还包括：

风机，与所述温湿度控制开关通信连接，与所述太阳能蓄电系统电连接，用于吸收空气；

进风管，其一端与所述风机连接，其另一端与所述空气冷凝系统连接。

作为优选的，所述空气冷凝系统设置于地下。

作为优选的，所述空气冷凝系统包括冷凝塔，所述冷凝塔与所述空气引入系统连接。

作为优选的，所述空气冷凝系统还包括填充体，所述填充体设置于所述冷凝塔内，用于增大空气与所述冷凝塔的侧壁的接触面积。

作为优选的，所述填充体为拉西环和/或鲍尔环。

作为优选的，所述空气排放系统包括：

排风管，与所述空气冷凝系统连接，用于排放气体。

作为优选的，还包括灌溉管道，所述灌溉管道与所述空气冷凝系统连接，用于承接空气冷凝系统中冷凝形成的水并输送至植物根部。

作为优选的，所述灌溉管道的管壁上设置有多个开孔，所述灌溉管道与所述空气冷凝系统的一端高于其远离所述空气冷凝系统的一端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型提供的一种空气取水装置，通过设置温湿度控制开关来控制空气引入系统的工作，提高气体水的冷凝效果。

2.本实用新型提供的一种空气取水装置，通过将冷凝塔设置于地下，能够更好地使得冷凝塔在晚上处于稳定的寒冷的环境中，提高冷凝效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种空气取水装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的实施例提供一种空气取水装置。

请参考图1，本实用新型提供一种空气取水装置，包括太阳能蓄电系统2和造水灌溉系统，太阳能蓄电系统2将光能转化为电能，为造水灌溉系统供电。太阳能蓄电系统2包括太阳能蓄电板21和蓄电池22，由于荒漠白天的温度高且湿度低，此时整个装置只有太阳能蓄电板21将电能储存至蓄电池22。

造水灌溉系统包括空气引入系统1、空气冷凝系统3和空气排放系统4。空气引入系统1用于吸收空气；空气冷凝系统3与空气引入系统1连接，用于冷却空气；空气排放系统4与空气冷凝系统3连接，用于排放气体。

空气引入系统1包括温湿度控制开关14、风机13第一支架11和进风管12，温湿度控制开关14、风机13和进风管12通过喉箍16固定在第一支架11上。温湿度控制开关14用于控制风机13启动和关闭。优选地，风机13顶部的进风口处还设置有第一防沙盖15，用于防止荒漠中的沙子进入风机13，影响风机13工作，避免沙子堵塞进风管12。

具体地，当温度和湿度达到预设值时，温湿度控制开关14控制风机13启动，风机13抽取空气，空气经由进风管12到达空气冷凝系统3；当温度和湿度低于预设值时，温湿度控制开关14控制风机13关闭，空气停止流入空气冷凝系统3。

空气冷凝系统3设置于地下。空气冷凝系统3包括冷凝塔31。夜间，荒漠温度迅速下降，此时地表温度降到0°C以下，这为设置于地表以下的冷凝塔31提供了一个持续冷的温度环境，且此时荒漠的空气相对湿度很大，有利于液态水的凝结。具体地，温湿度控制开关14中预设的温度值为5°C，相对湿度为60%，当环境中的温度和湿度达到上述预设值时，温湿度控制开关14闭合，风机13启动，将空气经由进风管12到达冷凝塔31，冷凝塔31对空气进行冷却，空气中的气体水受冷液化，冷凝塔31的底部连通有转接管5，液化后的水经由转接管5进入灌溉管路6中，水经过灌溉管路6流至植物7的根部，灌溉管路6接近植物7的根部部分的侧壁上开设有多个通孔，水从多个通孔中渗出，最终到达植物7的根部，实现为植物7供水的效果。

优选地，灌溉管道6与所述空气冷凝系统3的一端高于其远离所述空气冷凝系统3的一端，使得水能够在重力的作用下从转接管5的一端流至植物7根部的一端。

作为优选的，所述空气冷凝系统3还包括填充体32，所述填充体32设置于所述冷凝塔31内，用于增大空气与所述冷凝塔31的侧壁的接触面积，减小空气流速，以提高冷凝量。

具体地，填充体32的材料为拉西环或鲍尔环或拉西环和鲍尔环的组合物。当然，填充体32也可以采用其他的有相同作用的材料。

空气排放系统4包括排风管42、第二支架41和第二防沙盖43，排风管42通过喉箍16固定于第二支架41上。排风管42与空气冷凝系统3的冷凝塔31连接，并连接于冷凝塔31的顶部，空气经过冷凝塔31冷却后，水分液化从转接管5流出，其他气体则经由排风管42排出。第二防沙盖42设置于排风管42顶部的出风口处，用于防止荒漠中的沙子进入排风管42，造成排风管42堵塞。

作为优选的，还包括灌溉管道6，灌溉管道6与空气冷凝系统3连接，用于承接空气冷凝系统3中冷凝形成的水并输送至植物根部。

空气到达冷凝塔31的塔底后，因为灌溉管道6末端是封口的，所以进入的空气不会从灌溉管道6吹出，到达冷凝塔31的塔底后，气体会在填充体32的空隙中反向吹出，此种方式增加了空气冷凝的时间，以保证吹进的空气能在冷凝塔31中完全能够达到露点，产生液态水。

随着时间推移，太阳渐渐升起，荒漠中空气相对湿度降低，温湿度控制开关14感应湿度下降，到达设定值时自动断开电路，此时蓄电池22停止供电，风机1停止运行，装置不再产生液态水。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空气取水装置，包括：

太阳能蓄电系统（2）；

造水灌溉系统，所述太阳能蓄电系统（2）为所述造水灌溉系统供电，

其特征在于，所述造水灌溉系统包括：

空气引入系统（1），用于吸收空气；

空气冷凝系统（3），与所述空气引入系统（1）连接，用于冷却空气；

空气排放系统（4），与所述空气冷凝系统（3）连接，用于排放气体。

2.根据权利要求1所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气引入系统（1）包括温湿度控制开关（14），所述温湿度控制开关（14）用于控制空气引入系统（1）启动和关闭。

3.根据权利要求2所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气引入系统（1）还包括：

风机（13），与所述温湿度控制开关（14）通信连接，与所述太阳能蓄电系统（2）电连接，用于吸收空气；

进风管（12），其一端与所述风机（13）连接，其另一端与所述空气冷凝系统（3）连接。

4.根据权利要求1所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气冷凝系统（3）设置于地下。

5.根据权利要求4所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气冷凝系统（3）包括冷凝塔（31），所述冷凝塔（31）与所述空气引入系统（1）连接。

6.根据权利要求5所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气冷凝系统（3）还包括填充体（32），所述填充体（32）设置于所述冷凝塔（31）内，用于增大空气与所述冷凝塔（31）的侧壁的接触面积。

7.根据权利要求6所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述填充体（32）为拉西环和/或鲍尔环。

8.根据权利要求1所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述空气排放系统（4）包括：

排风管（42），与所述空气冷凝系统（3）连接，用于排放气体。

9.根据权利要求1所述的一种空气取水装置，其特征在于，还包括灌溉管道（6），所述灌溉管道（6）与所述空气冷凝系统（3）连接，用于承接空气冷凝系统（3）中冷凝形成的水并输送至植物根部。

10.根据权利要求9所述的一种空气取水装置，其特征在于，所述灌溉管道（6）的管壁上设置有多个开孔，所述灌溉管道（6）与所述空气冷凝系统（3）的一端高于其远离所述空气冷凝系统（3）的一端。

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