[發明專利]一種太陽能空氣取水系統

無效

• 申請號: 201310453546.8
• 申請日: 2013-09-29
• 公開（公告）號: CN103469848A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 趙惠忠
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本發明涉及一種太陽能空氣取水系統。

背景技術

隨著人口的增長，氣候的變遷和環境的惡化，淡水供應問題變得越來越突出。尤其是在我國淡水資源分配嚴重不均，嚴重制約著我國的經濟發展和人們的生活水平的提高。其實，地球大氣層可以說是一個巨大的水庫，即使是在沙漠地區，其含水量也超過了10g/m3。目前，利用太陽能制作的是熱水器和海水淡化裝置應用比較廣泛，市場上尚未有應用廣泛的利用太陽能進行吸附空氣中水分的裝置。

2006年2月申請的太陽能吸附式空氣取水器（ZL200410053390.5）是由反光板、聚光板、吸附床、熱交換器和貯水室組成。該太陽能吸附式空氣取水器，在晚間打開外殼，吸附床暴露在空氣中吸附空氣中的水分；在白天用外殼罩住吸附床上部的太陽光，由反光板將日光通過聚光板聚集在吸附床上，吸附床在高溫下脫附出水分，然后在空氣冷卻器中冷凝獲得水。

2001年9月申請的太陽能吸附式空氣取水器（ZL01102877.7）包括太陽能聚光罩、相變蓄冷冷凝罩、透光罩、吸附床、取水管等組成。此裝置運用在沙漠地區極為有利，在晚上大氣溫度低，相對濕度較高，此時將透光罩打開，讓吸附床暴露在大氣中充分吸收大氣的水分，直至達到或接近飽和；到了白天把透光罩合上，然后使太陽能聚光罩跟蹤太陽的視運行，加熱吸附床，使吸附床進行脫附，并利用儲蓄的冷量進行冷凝。

上述兩種空氣取水技術都采用的是基于溫差吸附原理的太陽能空氣取水技術，但是也存在著問題。首先是透光罩在上設置，會使水蒸氣直接在其內壁冷凝，這會使得其透光率變差，集熱效率低；其次是晚上將整個吸附床暴露在空氣中，會使吸附材料阻塞，影響其產水效率和使用壽命。

2010年7月申請的太陽能吸附制水管（ZL201010223053.1）是在一根太陽能集熱管的基礎上填充吸附劑并在中間預留空氣通道制成的。優點是結構簡單、攜帶方便、集熱性能好，但是在其吸附空間內空氣流通效果很差，到了夜間吸附床不能得到較快的降溫，因而其吸附效果不好，一次循環獲得水量很少。

發明內容

本發明提供一種太陽能空氣取水系統，通過固體吸附劑吸附床對空氣中水蒸氣的吸附作用，利用太陽能作為熱源進行脫附冷凝獲得液態水，結構簡單，便于攜帶，使用壽命長，產水率高。

為了達到上述目的，本發明提供一種太陽能空氣取水系統，該系統包含若干太陽能空氣取水管、電路連接該太陽能空氣取水管的控制系統、電路連接該控制系統的光伏發電蓄電系統，以及連接太陽能空氣取水管的冷凝集水系統；

所述的太陽能空氣取水管包含圓環形不銹鋼板，焊接在圓環形不銹鋼板一側的不銹鋼管，設置在不銹鋼管上端的分支管道，該分支管道的一個分支管路上設置空氣出口閥門，另一個分支管路連接冷凝集水系統，該太陽能空氣取水管還包含焊接在圓環形不銹鋼板另一側的空氣進口閥門，該太陽能空氣取水管還包含設置在不銹鋼管內的吸附床，在吸附床和不銹鋼管之間的空間形成空氣/水蒸氣通道。

所述的吸附床包含不銹鋼絲網和吸附劑。

所述的不銹鋼絲網為直徑小于不銹鋼管的圓柱筒狀，該不銹鋼絲網緊貼不銹鋼管的壁布置，吸附劑填充在不銹鋼絲網內，不銹鋼絲網中間是空氣/水蒸氣通道。

所述的不銹鋼絲網為圓柱狀，置于不銹鋼管中央，吸附劑填充在不銹鋼絲網內，不銹鋼絲網周圍是空氣/水蒸氣通道。

所述的吸附劑采用硅膠或者硅膠與氯化鈣的混合物。

所述的太陽能空氣取水管還包含設置在空氣進口閥門后側的濾網、設置在空氣進口閥門處的墊片、套設在不銹鋼管外側的玻璃套管，設置在不銹鋼管端部和底部外側的填充墊圈，該填充墊圈填充在不銹鋼管和玻璃套管之間，用以固定玻璃管套。

所述的控制系統包含光敏元件和開關控制器，該光敏元件設置在太陽能空氣取水管的玻璃套管上，當光照強度大于200W時，感受光照傳遞信號，使開關控制器開啟，該開關控制器電路連接光敏元件以及太陽能空氣取水管的空氣進口閥門和空氣出口閥門，控制閥門的開啟和關閉。

所述的光伏發電蓄電系統包含光伏電池板和蓄電池，為系統提供電能，該光伏電池板通過太陽照射獲得電能儲存在蓄電池中，為光敏元件、開關控制器和空氣進口閥門和空氣出口閥門提供所需的電能，該蓄電池電路連接光伏電池板、光敏元件和開關控制器，以及太陽能空氣取水管的空氣進口閥門和空氣出口閥門。

所述的冷凝集水系統包含冷凝器和集水器，該冷凝器連接太陽能空氣取水管的分支管道，該集水器連接冷凝器。