CN213062199U - 一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，包括压气机，所述压气机通过输气管道与加热器的末端相连，所述加热器顶端设有圆形蒸气出气口，吸附层被加热器缠绕起来，产生的水蒸气进入凝结水回收系统，第一层凝结器的末端设有出气口，第二层凝结器设有出水口、信号管、调节阀，所述凝结器出口与第一入口电动阀门和第二入口电动阀门，所述第一入口电动阀门连接第一层净水器、第一凝泵及第一出口电动阀门，所述第二入口电动阀门连接第二净水器、第二凝泵及第二出口电动阀门，所述净化器通过管道与集水箱相连，太阳能光伏板和风力发电机所发出的电能通过蓄电池存储。本申请可提高取水效率，降低室内空气湿度，吸附空气中小颗粒，净化空气。

Description

一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统

技术领域

本发明致力于节能减排制水技术领域，尤其涉及一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统。

背景技术

水是生命的源泉，是人类不可替代的宝贵自然资源。虽然我国的淡水资源总量并不贫乏，但由于人口众多，人均淡水量只有世界平均值的1/4.由于我国地质、气候条件复杂，淡水分布极不平衡，南部和东部地区较丰富，而西北地区则较为匮乏。因此，我国淡水资源总体表现非常紧张，甚至在有些地区已达到了滴水贵如油的情况。但是人类生存和社会发展需要充足的淡水资源，目前通过传统方式，如开采地下水、抽取河流水、海水淡化等存在破坏生态环境并且泵的使用要消耗大量能源的缺陷，已难以满足人类的淡水需求。

现有的取水效率较低，普遍存在空气取水器的能耗大、产水效率低的问题。而且设备制水的条件也相当的苛刻，在空气湿度小的情况下，取水设备的生产能力就会大大降低，甚至取不出水。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，包括压气机，所述压气机通过输气管道与加热器的末端相连，所述加热器顶端设有圆形蒸气出气口，吸附层被加热器缠绕起来岸基支架，所述第一层凝结器的末端设有出气口，在出气口内部有一个电动阀门，外部是一个溅扩喷嘴。第二层凝结器设有出水口，所述出水口由其内部电动阀门控制并与净化器相连接，所述净化器则通过管道与集水箱相连，外部的太阳能光伏板和风力发电机所发出的电能通过蓄电池存储。

作为上述技术方案的进一步描述：

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端设有圆形蒸气出气口13，吸附层被加热器保温层24缠绕起来，当加热器29出口上方空气测湿计28检测到空气湿度小于85％后，可判断吸附层27内吸纳的水分已经加热蒸发完毕。

作为上述技术方案的进一步描述：

此时单片机单元将控制第一入口电动阀门18关闭，电动阀门4打开，泵将加热器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。

作为上述技术方案的进一步描述：

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，从而可对任何自然界的湿度空气实现取水

作为上述技术方案的进一步描述：

所述的水泵(35)与出水口之间设有截止阀，所述的凝结水出水管路，上设有第二截止阀(36)，该第二截止阀36位于水泵与凝结水总管37之间。所述的凝结水出水管路，上设有单向阀40，该单向阀位于水泵与凝结水总管之间。

作为上述技术方案的进一步描述：

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。

作为上述技术方案的进一步描述：

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结器对第二层凝结器的影响，保证了加热器中的温度，同时双层凝结器的设计也提高凝结效率。所述第一净水器上安装有第差压变送器，所述第一差压变送器电连接报警器，所述第二过滤网上安装有第二差压变送器，所述第二差压变送器电连接第二报警器。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第一净水器与所述第一差压信号器之间设有第一取压信号管隔离阀和第二取压信号管隔离阀，所述第二净水器与所述第二差压变送器之间设有第三取压信号管隔离阀和第四取压信号管隔离阀。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述信号管根据水位的高低输送调节用汽的汽量，所述信号管下端为调节阀，所述调节阀中部为调节汽进口，其作用是控制水流量，水从设备疏水口流出，流经调节阀由于渐缩板的流通面积不发生变化，疏水的有效通流面积则相应减少，使疏水量降低，信号管外有报警器，所述第一报警器的外表面、第二报警器的外表面均设有扬声器，所述报警器的上端固定有短信发送模块，所述短信发送模块用于向用户发送报整短信信息。

作为上述技术方案的进一步描述：

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，从而可对任何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。

有益效果

1、本发明中，通过压气机把气体送入到加热器中的吸附层，单片机控制的空气湿度测试计使空气湿度始终维持在85％——98％之间，吸附层可以最大限度吸附空气中的分提高了产水效率；

2、本发明中，拥有风电互补的电加热储热系统可以进行余热回收节约能源，而电加热使吸附层受热更加均匀。并设计二次冷凝系统，提高了出水效率，保证了出水量；

3、本发明中，本实验的过程均是由单片机控制，完全不需要人工的参与，使本发明的自动化程度大大提高。

4、本发明中，并且通过汽液两相流原理，增添了高低输送调节系统，通过传感信号管连接调节阀，提高了取水效率。

5、本发明中，增添了自动报警系统，调节器会根据水位高低、水箱内压判断装置的安全性，如发生意外可以有短信发送模块，所述短信发送模块用于向用户发送报整短信信息。

工作原理

通过压气机将外界的空气经过压缩传到加热器中。由单片机控制进气口的电子空气测试器监测空气湿度始终保持在85％-98％之间，从而使加热器外部的吸附层充分吸纳水分再经过进气口处的散热片降低因压缩空气产生的热量。喷嘴产生温降，再经过第二层凝结器降温，提高蒸气冷凝的效果，保证取水效率。当空气测试计检测到空气湿度小于85％时，则证明吸附层内吸纳水分已经蒸发完毕，此时，单片机会控制电子水阀关闭，电动阀门打开将储热罐内，达到余热回收的目的。

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，从而可对任何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。

附图说明

图1为本发明提出的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统的主结构示意图；

图2为本发明提出的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统的本实验的加热器的结构示意图；

图例说明：

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、内层凝结器；7、压气机；8、集水箱；9、风力发电机；10、太阳能发电板；11、外层凝结器；12、保温层；13、蒸气出气口；14、出水口导流；15、储热灌；17、散热片；18、第一入口电动阀门；19、蓄电池； 21、渐扩喷嘴；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；31、第二净水器；32、第一凝泵；33、第二凝泵；34、第二入口电动阀门；35、水泵；36、截止阀；37、凝水总管；38、第一凝汽器；39、第二凝汽器；40、单向阀；41、电动阀门；42、第二电动阀门；45、信号管； 46、调节阀；47、第二差压变送器；48、第二报警器；49、第一差压变送器； 50第一报警器；51、第一取压信号管隔离阀；52、第二取压信号管隔离阀；53、第三取压信号管隔离阀；54、第四取压信号管隔离阀；55、第一取压信号管

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1-2，一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，本实验通过压气机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充分吸纳空气中的水分。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喷出的时候会吸纳热量，产生温降，喷嘴21和换热器23相连，换热器和第二层凝结器11相连接，从达到使第二层凝结器11降温的目的，提高了之后蒸气冷凝的效果，保证了取水效率。此时出水口地方的电子水阀18关闭，出气口的电动阀门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，电动阀门4关闭，第一入口电动阀门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吸纳水分饱和后，再通过单片机控制泵将储热罐15内储存的高温水泵到加热器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。高温水由风电互补电加热共同加热而成，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，使吸附层中吸纳的水分以水蒸气的方式蒸发，并通过加热器29的出气口进入内层凝结器 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，第二层凝结器设有出水口、信号管、调节阀，所述凝结器出口分别与第一入口电动阀门和第二入口电动阀门连接，所述第一入口电动阀门依次连接第一层净水器、第一凝泵32以及第一出口电动阀门，所述第二入口电动阀门依次连接第二净水器、第二凝泵以及第二出口电动阀门，在流入净化器30，经过净化器30净化之后，流入集水箱。如果水蒸气在内层凝结器6没有完全凝结，会通过内层凝结器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85％后，可判断吸附层27内吸纳的水分已经加热蒸发完毕。此时单片机单元将控制第一入口电动阀门18关闭，电动阀门4打开，泵将加热器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，从而可对任何自然界的湿度空气实现取水。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，其特征是，包括压气机(7)，所述压气机(7)通过输气管道与加热器(29)的末端相连，所述加热器(29)顶端设有圆形蒸气出气口(13)，吸附层被加热器保温层(24)缠绕起来，内层凝结器(6)的末端设有出气口，在出气口内部有两个第一入口电动阀门(18)，外部是一个渐扩喷嘴(21)，第二层凝结器(11)设有出水口、信号管(45)、调节阀(46)，所述凝结器出口分别与第一入口电动阀门(18)和第二入口电动阀门(34)连接，所述第一入口电动阀门(18)依次连接第一净水器(30)、第一凝泵(32)以及第一入口电动阀门(18)，第二电动阀门(42)依次连接第二净水器(31)、第二凝泵(33)以及第一入口电动阀门(18)，第一净水器(30)则通过管道与集水箱(8)相连，外部的太阳能光伏板(10)和风力发电机(9)所发出的电能通过蓄电池存储。

2.根据权利要求1所述的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，其特征在于，所述压气机(7)通过输气管道与加热器(29)的末端相连，所述加热器(29)顶端设有圆形蒸气出气口，吸附层被加热器保温层(24)缠绕起来，第一层凝结器(38)的末端设有出气口，在出气口内部有一个电子气阀，外部是一个溅扩喷嘴，第二层凝结器(11)设有出水口、信号管(45)、调节阀(46)，所述凝结器出口分别与第一入口电动阀门和第二入口电动阀门连接，所述电动阀门(41)门依次连接第二净水器(31)、第一凝泵(32)以及第一出口电动阀门，所述第二电动阀门(42)依次连接第二净水器(31)、第二凝泵(33)以及第二电动阀门(42)，所述第二净水器(31)则通过管道与集水箱(8)相连，所述出水口由其内部电动阀门(41)控制并与净化器相连接，所述净化器则通过管道与集水箱相连，外部的太阳能光伏板(10)和风力发电机(9)所发出的电能通过蓄电池(19)存储。

3.根据权利要求2所述的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，其特征在于，当加热器(29)出口上方空气测湿计(28)检测到空气湿度小于85％后，可判断吸附层(27)内吸纳的水分已经加热蒸发完毕。

4.根据权利要求1所述的一种高压缩聚空气吸附式空气取水系统，其特征在于，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(27)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(27)的强度。

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