本实用新型专利技术涉及空气取水技术领域，更具体地涉及使用固体吸湿剂的从环境空气中收集水的设备，主要包括吸湿单元、加热器、冷凝器，所述吸湿单元分别接通所述加热器和所述冷凝器，并且布置为所述加热器的发热促使气体在所述吸湿单元与所述加热器的发热面之间循环流动，由循环气流将加热器提供的热量传递给吸湿单元，使其解吸产生水蒸气，然后水蒸气在冷凝器冷凝为液态水。本实用新型专利技术的从环境空气中收集水的设备结构简单且能达到更高的产水率。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及空气取水
，更具体地涉及使用固体吸湿剂的从环境空气中收集水的设备，主要包括吸湿单元、加热器、冷凝器，所述吸湿单元分别接通所述加热器和所述冷凝器，并且布置为所述加热器的发热促使气体在所述吸湿单元与所述加热器的发热面之间循环流动，由循环气流将加热器提供的热量传递给吸湿单元，使其解吸产生水蒸气，然后水蒸气在冷凝器冷凝为液态水。本技术的从环境空气中收集水的设备结构简单且能达到更高的产水率。【专利说明】从环境空气中收集水的设备
本技术涉及空气取水
，更具体地涉及使用固体吸湿剂的从环境空气中收集水的设备。
技术介绍
水资源短缺是许多地区面临的问题之一。因此，研究人员探索了各种取水技术，包括收集潮湿空气的水分(耿浩清等，空气取水技术的研究进展，化工进展，2011年，第8期；罗继杰等，野外作业用空气取水设备研究与应用，暖通空调，2004年，第4期)。这些课题已经取得了较多研究成果。例如，2008至2013年期间，属于IPC分类号E03B 3/28 (取水技术-以潮湿空气为水源)的中国专利公开超过了 300件。尤其是使用固体吸湿剂的空气取水技术受到了重视，该技术包括以下三个基本步骤: 步骤一:用吸湿剂吸附空气水分； 步骤二:加热吸湿剂使水分解吸； 步骤三:收集解吸的水分。 其中步骤二是该技术的关键。以下按步骤二的加热方式的不同，将现有技术分为四种类型进行讨论: 加热方式一:吸湿剂置于透明容器内，用太阳辐射加热吸湿剂。 中国科学技术大学俞乔力等的专利CN2218770Y “太阳能空气取水器”、上海交通大学王如竹等的专利CN1131358C “太阳能吸附式空气取水装置”、上海理工大学赵惠忠等的专利申请公开CN101906799A “一种太阳能吸附制水管”、日本株式会社康友的国际公布W02005/116349 “Method for extracting water from air, and device therefore”、挪威研究人员 P.K.Krumsvik 的国际公布 W096/09443 “A method and a device forrecovering water from a humid atmosphere's.A.Petrov 等的俄罗斯专利 RU2230858“Method of preparat1n of water from atmospheric air in arid reg1ns by useof solar energy”、A.Beil 的德国专利 DE1010798 ^Verfahren und vorrichtung zurwassergewinnung”是代表性技术。太阳能是清洁能源,使用太阳能既不消耗矿物燃料,又不排放污染物。因此，本课题的现有技术大都采用了太阳能加热。但是，太阳辐射加热的方式存在以下问题: (I)加热不均匀:受到太阳光照的吸湿剂床表面能够得到较快的加热，未受到太阳光照的吸湿剂尤其是床层内部则升温缓慢，水分解吸较困难。 (2)加热温度低:透明容器的壁面没有保温层，对流传导热损失较大，吸湿剂在吸收太阳辐射能量的同时又不断地向外界散失热量，因此吸湿剂难以达到较高温度。 (3)水蒸气降低透明容器的透明度:由于透明容器壁面与外界流动空气直接接触，壁面温度较低，吸湿剂解吸产生的水蒸气有时在透明容器内壁面冷凝，降低了透明容器的透明度。 (4)太阳辐射影响吸湿剂的结构和性能:在吸湿剂堆放在透明容器内，其内部空气不易流通的情况下，长时间接受太阳辐射可能使吸湿剂床表面局部过热，破坏其微孔结构，导致吸湿性能下降。尤其是经聚光罩聚焦的太阳辐射直接照射吸湿剂时容易导致吸湿剂过热损坏。 加热方式二:吸湿剂置于不透明容器内，太阳辐射加热容器壁或吸热板，然后传热给吸湿剂。 代表性技术有加拿大研究人员N.Arrison的国际公布W003/025295 “Methodand apparatus for producing potable drinking water from air，，(其中的图 5 实施方式)、上海交通大学白泽宇等的专利CN102936912B“太阳能空气吸附式沙漠取水旅行包”、赵惠忠的专利申请公开CN103469848A “一种太阳能空气取水系统”。由于不透明容器壁面暴露在周围空气中，即使有强烈太阳光的照射，不透明容器壁面一般只能达到60至80°C的温度(不使用聚光罩时)，低于吸湿剂显著解吸所需温度。同样存在加热温度低、温度分布不均匀等问题。白泽宇等的专利描述的吸湿剂床的其中一面与蓝钛太阳能吸收板直接接触，蓝钛太阳能吸收板被太阳辐射加热升温后再将热量传导给吸湿剂床。但是，吸湿材料的导热系数较小(例如，硅胶的导热系数仅为0.14 W/m*K)，吸湿剂床内部传热性能差，吸湿剂升温和解吸较为缓慢。 加热方式三:太阳能热水器产生的热水通入埋设在吸湿剂床层内的换热盘管来加热吸湿剂。 使用这种加热方式的有:以色列水技术M*A*S.有限公司的国际公布W099/66136“Method and apparatus for extracting water from atmospheric air，，、中国专利CN2885942Y “利用自然能的空气取水装置”、CN202214762U “一种交互吸附式太阳能风能空气取水器”、CN203049680U “一种利用相变材料的吸附式空气取水装置”、CN202945638U “缺水地区太阳能捕水系统”。太阳能热水器产生的热水温度一般低于80°C，热水通入埋设在吸湿剂床层内的换热盘管后只能将吸湿剂加热至大约50至70°C，此温度范围下，有些种类的吸湿剂可以少量地、缓慢地解吸。一般来说，通入热水的加热方式的效果较差，其产水率(单位重量的吸湿剂每天的产水量)较低。 加热方式四:电力为加热能源。 美国专利US20140150651 “System and procedure for extracting waterfrom the environment”采用了旋转床吸湿器和磁控管加热器,设备较为复杂和昂贵。瑞典 Airwatergreen 公司的国际公布 W02011/062554 “Device and method for absorbingwater from gas”、N.Arrison的国际公布W003/025295的图3实施方式、以及哈尔滨工业大学李松晶等的专利申请公开CN103225331A“微流控空气取水装置及采用该取水装置的取水方法”采用了电加热，吸湿剂与电加热器的发热面或埋设在吸湿剂床层内的传热肋片相接触而被加热。但是，吸湿剂本身是热的不良导体，而且耐热温度较低。那些与电加热器的发热面相接触的吸湿剂容易过热损坏，而那些不与发热面或传热肋片相接触的吸湿剂又难以得到加热，导致其解吸困难，取水效率较低。 如果现有的空气取水技术的取水效率能够得到提高，潮湿空气是有可能作为缺水地区的有用水源。但现有技术的产水率偏低，而且设备结构复杂、体积庞大、费用昂贵、耗电量大。虽然采用太阳能加热时无需用电，但各种辅助设备(如风机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从环境空气中收集水的设备，其特征在于，包括吸湿单元、加热器、冷凝器，所述冷凝器设有冷凝水排放口，所述吸湿单元分别接通所述加热器和所述冷凝器，并且布置为所述加热器的发热能促使所述吸湿单元与所述加热器的发热面之间的气体在所述吸湿单元与所述加热器的发热面之间循环流动，以使所述加热器能通过循环气流向所述吸湿单元供热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海涛，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东;44
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