[實用新型]一種自然循環的淡水采集裝置

有效

• 申請號: 201720419193.3
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN207017350U
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 文獻民;王曉君;姜魯珍
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙)33240
• 代理人: 王桂名

技術領域

本實用新型涉及缺水地區采集淡水工程領域，尤其涉及一種自然循環的淡水采集裝置。

背景技術

我國的黃土高原、干旱沙漠地區、遠離陸地的海島等地區淡水資源貧乏，這直接影響了這些地區的生態環境和人類的生活質量。由于缺少有效的降雨和充沛的地表河水供給，我國西北大部分地區的地表植物難于存活和生長，水土流失和荒漠化現象日趨嚴重，影響到沙漠治理和生態恢復與保護等問題。對于我國幅員遼闊的干旱地區，單純依靠修筑水利設施的方法引水上山、引水入沙漠解決淡水資源短缺的問題是不現實的。應該把眼光放在如何利用空氣中所包含的水汽資源上，如何能夠以最小的能源消耗獲得足夠的淡水資源供給植被生存的需要。

申請號為201210058105.3的中國專利公開了一種基于風能的從空氣中收集水的裝置，其包括塔筒，塔筒的頂端設有風力發電機；所述塔筒的內壁上設有制冷器，所述制冷器由所述風力發電機供電；所述塔筒的底部設有淡水收集池，所述塔筒的側壁上設有透氣孔。該實用新型的基于風能的從空氣中收集水的裝置，可以實現高空氣濕度環境下的自動淡水采集操作，且設備簡單，無須外部能源，可靠性高，即可實現規模性生產淡水，也可以根據需要小規模應用。利用本實用新型對海水進行間接淡化，比直接淡化得到的淡水更清潔。

然而上述實用新型存在以下缺陷：首先，為得到更大的風能，所述的塔體建設高度較高，其建設成本較高，且占地面積較大；其次，上述實用新型收集淡水的效率受到天氣的影響較大，在無風的天氣或地區，采用上述實用新型涉及的設備進行淡水采集顯然效率很低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于針對上述問題，結合行業的需求，提供了一種利用溫差驅動濕熱空氣在地下低溫管道中流動，使空氣中的水汽冷凝從而獲得淡水的技術。

為了達到目的，本實用新型提供的技術方案為：

本實用新型涉及的一種自然循環的淡水采集裝置，其特征在于：其包括集熱箱、回氣管和若干水汽冷凝管，所述的集熱箱為帶空腔的長方體結構，其通過支架固定在地面上，集熱箱整體傾斜設置，朝上的最大面采用玻璃板，其余五個面均采用集熱板，集熱板的內壁鋪貼吸熱層，集熱箱的頂面設有若干排氣槽，底面與回氣管的頂端密封連接，所述的回氣管的底端埋入土體；所述的水汽冷凝管橫向埋于土體中，水汽冷凝管的進氣端暴露在地面上，出氣端與回氣管的底端密封連接，水汽冷凝管的下部管壁上設有若干排水孔。

本實用新型的工作原理是：集熱箱收集太陽輻射能量加熱空氣，空氣受熱膨脹后從集熱箱的頂部排出，回氣管和水汽冷凝管內部的空氣壓力減小而產生煙囪效應，帶動空氣從各個水汽冷凝管的進氣端進入埋在地下的水汽冷凝管，空氣中的水汽在低溫的水汽冷凝管壁上冷凝獲得淡水。

優選地，所述的水汽冷凝管和回氣管均采用塑料管，水汽冷凝管與回氣管的連接處采用熱熔或膠結的方式連接。

優選地，所述的回氣管與集熱箱之間采用塑料或金屬波紋管進行密封連接，避免因溫度變化造成連接失效。

優選地，所述的水汽冷凝管的進氣端設有網狀的進氣口罩，防止動物和較大顆粒的砂石進入水汽冷凝管。

優選地，所述的排水孔的孔徑為2～3mm。

優選地，所述的水汽冷凝管的外側包裹有透水土工布，能夠防止土體進入水汽冷凝管影響水汽的流動，并且能夠順利地排出冷凝水。

優選地，所述的支架的頂端與玻璃板相對的集熱板的外壁鉸接連接。

一種采用權利要求1所述的自然循環的淡水采集裝置的淡水采集方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)太陽光透過集熱箱的玻璃板照射在集熱板上，集熱箱內的空氣被加熱，密度變小，水汽冷凝管的進氣端和集熱箱內形成氣壓差；

(2)地表的濕熱空氣進入水汽冷凝管內，由于水汽冷凝管的管壁溫度低于濕熱空氣的溫度，濕熱空氣中的水汽在冷凝管的管壁上冷凝形成冷凝水，不斷匯集的冷凝水通過排水孔滲入周圍的土體中，為植物的根部提供充足可靠的水源；

(3)干燥空氣匯集在回氣管中，通過集熱箱加熱，最終通過排氣槽排出。

采用本實用新型提供的技術方案，與現有技術相比，具有如下有益效果：

本實用新型涉及的自然循環的淡水采集裝置利用太陽能加熱原理驅動空氣的自然循環，并借助溫差實現空氣中的水汽凝結采集淡水。在整個過程中不消耗任何能源，無排放、無污染，環境效益好。