[發明專利]一種高效且防結霜的空氣對流可控式露水獲取裝置

在審

• 申請號: 202010125565.8
• 申請日: 2020-02-27
• 公開（公告）號: CN111321776A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 陳震;董銘豪;張政
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28;F25B23/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 薛雨妍

本發明公開了一種高效且防結霜的空氣對流可控式露水獲取裝置，包括真空箱體、設置于真空箱體內的管道、設置于管道上方與其直接接觸的輻射制冷層和設置于真空箱體上方封頂的紅外透明蓋板。所述真空箱體可進行內部抽真空以隔絕裝置內外的熱交換并且作為整個裝置的保護外殼；所述管道作為空氣和所生成露水流動的通道；所述輻射制冷層是由具有輻射制冷效果的材料制成，保證了管道內空氣溫度低于露點溫度而產生露水；本發明能夠控制管道內空氣流速以調節輻射制冷表面的空氣對流保證裝置在不同的環境下都能保證最高的制水量，同時保證輻射制冷層的溫度高于霜點以防止結霜。

技術領域

本發明屬于新能源技術領域，尤其涉及一種高效且防結霜的空氣對流可控式露水獲取裝置。

背景技術

淡水資源的可持續獲取已經被列為21世紀最大的工程問題之一，淡水獲取技術的重要性不言而喻。然而，目前世界上大多數淡水獲取技術都是利用消耗電能或者燃料來進行海水的淡化，然而這個過程不僅耗費巨大的能源，還會產生對環境有害的污染氣體。此外，還有一些海水淡化的方法比如薄膜過濾海水，分離鹽分，這類技術的淡化效率較低，且維護成本高。另一方面，在非沿海地區，并沒有豐富的海水資源，不適合應用上述技術獲取淡水。

露水的產生是由于空氣的溫度低于露點溫度，空氣中的水蒸氣飽和從而液化成液態水。自然界中露水的產生本質上是由于輻射制冷效果造成的，比如夜間樹葉的溫度低于環境溫度，甚至低于露點溫度從而表面產生露水。輻射制冷技術，是利用-270℃的外太空作為冷源，通過熱輻射的傳熱方式將物體的熱量散熱至外太空，從而實現地球表面上的物體不消耗能源的自發式制冷的效果。

由于利用輻射制冷技術來獲取露水不消耗能源，且不需要依賴于海水資源，所以受到了各界的廣泛關注。然而現有的基于輻射制冷技術來獲取露水的方法產水量不高，且受到環境（環境溫度、濕度等）的影響較大。

因此現在淡水露水獲取技術存在以下五個問題；

1、消耗能源制取淡水技術的成本較高、結構復雜和產生污染等問題。

2、現有基于輻射制冷技術獲取淡水的方法無法人工調節輻射制冷材料表面的空氣對流，從而無法在不同的環境下都保持最佳的制水效果

3、現有的基于輻射制冷技術獲取淡水的方法是將露水凝結在輻射制冷材料的上表面，再進行收集。然而殘留在材料上表面的露水會影響材料的輻射特性，從而影響露水制取的效果。

4、現有的基于輻射制冷技術獲取淡水的方法在某些環境下會出現結霜的情況，且無法避免。

5、現有的基于輻射制冷技術獲取淡水的方法需要將裝置傾斜一定的角度從而利于露水的收集，但是輻射制冷板傾斜會影響制冷效果，從而影響露水獲取的效果。

6、現有的基于輻射制冷技術獲取淡水的方法中輻射制冷材料與周圍環境的熱交換（寄生熱）過大。

發明內容

本發明提供一種高效且防結霜的空氣對流可控式露水獲取裝置，能夠有效解決上述問題，所述裝置直接從大氣中冷凝出露水，這個過程不消耗能源，無溫室氣體和有害物質排放；還可以調節管道內空氣流動速率從而控制輻射材料表面的空氣對流。

技術方案

本發明提供一種高效且防結霜的空氣對流可控式露水獲取裝置，包括真空箱體、設置于真空箱體內部的管道、設置于管道上方與其直接接觸的輻射制冷層和設置于真空箱體上方封頂的紅外透明蓋板。

作為優選，所述所述真空箱體由紅外透明蓋板封頂，所述真空箱體材料采用金、銀、鋁、鐵、銅、鉬、錫、鈦或鉻中的其中一種，且在需要抽真空時真空箱體厚度滿足其內部抽真空的要求。

作為優選，所述管道采用中空設計，管道兩頭分別連接氣泵和露水收集容器，管道上方緊貼輻射制冷層，管道材料采用金、銀、鋁、鐵、銅、鉬、錫、鈦或鉻中的其中一種。