[發明專利]一種連續循環式吸附空氣取水裝置

有效

• 申請號: 202010147945.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111321777B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 張功慧;馮道倫;孫化棟
• 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: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

本發明公開了一種連續循環式吸附空氣取水裝置，包括：集氣系統、第一冷卻系統、至少一個吸附組件、第二冷卻系統、以及至少一個風力磁電系統。本發明所述的第一冷卻系統和第二冷卻系統位于地下，其利用地下低溫冷卻空氣，避免了在白天因空氣溫度高對取水裝置正常進行吸附的不利影響，同時，利用風能產生電能，保證取水裝置在夜間的正常運行，從而實現取水裝置的連續性和高效性。

技術領域

本發明涉及淡水獲取技術領域，尤其涉及一種利用地下低溫和風能進行連續循環的吸附型空氣取水裝置。

背景技術

隨著環境的日益惡化，水資源短缺已經成為了全球性的問題。由于地球上水的氣、液、固三態轉化和水的質量守恒特性，大氣是三態轉化循環的中間環節，因此從空氣中獲取水成為了一種解決水資源短缺的有效方法。目前相關研究者已經提出了多種空氣取水裝置，其中大部分都是采用吸附/解吸法從空氣中獲取淡水，其特點是首先利用吸濕材料吸附空氣中的水分，待其吸附完成后，以太陽直接照射或依靠電能等其它能，加熱吸濕材料使其高溫解吸，最后將解吸出的高溫濕空氣冷凝從而獲取液態水。此類空氣取水裝置存在以下問題：

大多對環境濕度有很高的要求，一般在相對濕度40％以上才能取水，而由于白天的空氣溫度較高、相對濕度較低，不利于吸濕材料吸附空氣中的水分，因此大多采用夜間吸附、白天脫附的形式取水，也即取水周期一般為一晝夜，嚴重制約了裝置取水的連續性和高效性。

大多在夜間運行時，采用電能、廢熱或儲存太陽能等方式，對吸濕材料進行加熱使其解吸，雖然實現了夜間吸濕材料的解吸，但或因太陽能設備大多體積龐大、外形構造復雜而制作成本高、實際應用性較差，或因耗費其他能量而不符合綠色節能的環保理念，導致難以推廣使用。

大多依靠自然對流的形式，被動地向取水裝置供給空氣，因此取水裝置的進氣較慢，單位時間內取水裝置能從空氣中吸附的水分量也相應較少，進而導致取水裝置的吸附周期較長，嚴重制約了取水裝置的取水效率。也有的采用送風機等設備，主動地向取水裝置供給空氣以增大進氣量，但需額外耗費電能，且送風機等設備運行時產生的熱量會將空氣的溫度升高，不利于后續的吸附。

發明內容

本發明提出了一種連續循環式吸附空氣取水裝置，利用地下低溫環境增大空氣的相對濕度，降低取水裝置對環境空氣濕度的要求，同時，利用風能產生電能，保證取水裝置在夜間的正常運行，從而實現取水裝置的連續性和高效性。

為了達到上述目的，本發明提出了一種連續循環式吸附空氣取水裝置，其包括：

集氣系統，其用于聚集空氣并導入到集氣系統內部；

第一冷卻系統，其與集氣系統管路連接，所述的第一冷卻系統位于地下，其利用地下低溫冷卻集氣系統所聚集的空氣，輸出低溫高濕的空氣；

至少一個吸附組件，其與第一冷卻系統連接，用于吸附和解吸第一冷卻系統輸出的低溫高濕空氣，并輸出高溫濕空氣；

第二冷卻系統，其與吸附組件連接，所述的第二冷卻系統位于地下，其利用地下低溫冷凝吸附組件輸出的高溫濕空氣，從而產生液態水；

至少一個風力磁電系統，其一端位于空氣中，另一端與吸附組件連接，所述的風力磁電系統用于產生電能，以支持吸附組件的解吸作用，并向吸附組件提供空氣，加快吸附組件的解吸。

優選地，所述的一種連續循環式吸附空氣取水裝置，還包括：

蓄水箱，其與第二冷卻系統連接，所述的蓄水箱位于地下，其用于儲存第二冷卻系統產生的液態水；

抽水器，其與蓄水箱連接，用于取出蓄水箱中的液態水；

太陽能發電蓄電系統，其與風力磁電系統電路連接，所述的太陽能發電蓄電系統用于太陽能發電，并存儲風力磁電系統和太陽能發電蓄電系統產生的電能；