[發明專利]太陽能再生吸附式空氣取水裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202110986378.3
• 申請日: 2021-08-26
• 公開（公告）號: CN113605494B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發明（設計）人: 鄭旭;陳康;王勝楠;馬千嶺
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28;F24S10/70;F24S80/30;F28B1/02;F28B9/08
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種太陽能再生吸附式空氣取水裝置，包括順次連接引風單元、加熱換熱器的冷卻通道、吸附劑填充床單元與風冷冷凝單元的冷凝盤管封裝外殼為空氣流通的通道；加熱換熱器的加熱通道與太陽能集熱器相連通為太陽能流體循環通道，吸附劑填充床單元的內部設有硅溶膠固化活性炭纖維氈/氯化鋰+乙酸鈉雙鹽的固體吸附劑材料，冷凝盤管封裝外殼內設有冷凝盤管，制冷換熱器與冷凝盤管相連通為風冷換熱流體循環通道。利用本發明進行的一次取水循環包括吸附階段和再生階段，在吸附階段，固體吸附劑材料吸附流經的空氣中水蒸氣；在再生階段，加熱換熱器加熱后的熱干空氣使得固體吸附劑材料中水分脫附成為熱濕空氣，然后流經冷凝盤管冷凝產生凝結水。

技術領域

本發明涉及一種空氣取水裝置領域，具體涉及一種太陽能再生吸附式空氣取水裝置。

背景技術

淡水資源是維持人體生命體征最重要的資源之一。但是，淡水資源在世界范圍內的分布并不均勻，某些地區常年處于嚴重缺水的狀態，阻礙了地區經濟的發展和人民生活水平的提高。對于一些淡水資源短缺的經濟不發達、配套設施不完善的邊遠地區，以及人口分布分散、流動性大的海島、荒漠、牧場等地區，或是在自然災害頻繁、災后救援及重建工作繁重的多自然災害地區，大型的集中式供水系統顯然并不經濟。在持續推進大型供水系統的建設的基礎之上，輔以小型的分散供水系統是解決上述地區缺水問題的有效途徑。

空氣取水裝置是小型分散供水系統的重要組成部分。其中，直冷型空氣取水裝置已在軍事、工業、商業等領域得到了廣泛應用，且卓有成效。但是，直冷型空氣取水裝置取水量普遍較低，且僅在高溫高濕條件下具有較為顯著的取水效果，無法實現較干旱環境下取水。吸附式空氣取水系統是一種高效的取水方式，其利用吸附劑的吸放濕特性，有效地提高了被處理空氣的水蒸氣分壓力，從而提高空氣的露點溫度。已有研究指出，相比冷凝式，吸附式空氣取水不僅適用于干旱地區，在除熱帶和亞熱帶沿海地區外的地區，使用吸附式空氣取水技術的能耗普遍更低：Hua等在Nano Energy期刊上發表的Exergy-efficientboundary and design guidelines for atmospheric water harvesters with nano-porous sorbents(2021,85:105977.)和Yang等在Environmental ScienceTechnology期刊上發表的A Roadmap to Sorption-Based Atmospheric Water Harvesting:FromMolecular Sorption Mechanism to Sorbent Design and System Optimization(2021,55,6542-6560.)。

目前，已有若干吸附式空氣取水裝置的專利，如：中國發明專利《一種高取水量、防回流的太陽能吸附式空氣取水裝置》(申請號CN202011515559.X)；中國發明專利《空氣取水系統》(申請號CN201610481248.3)。但是，現有的吸附式空氣取水裝置存在著或單位質量吸附劑的取水量低或系統吸附/再生運行時間長(夜晚吸附，白天再生)，受晝夜環境影響大等不足。

因此需要能夠改進上述缺陷的吸附式空氣取水裝置。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種太陽能再生吸附式空氣取水裝置及其使用方法，用以有效提高吸附式空氣取水裝置的單位取水量，減小環境溫濕度的影響，且適用于沙漠、荒漠、牧場等邊遠地區。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種太陽能再生吸附式空氣取水裝置，包括引風單元、太陽能集熱單元、吸附劑填充床單元、風冷冷凝單元和儲水單元；太陽能集熱單元包括太陽能集熱器和加熱換熱器，加熱換熱器包括加熱通道和冷卻通道，風冷冷凝單元包括冷凝盤管封裝外殼，在冷凝盤管封裝外殼內設有冷凝盤管；

所述引風單元、加熱換熱器的冷卻通道、吸附劑填充床單元與冷凝盤管封裝外殼順次連接為空氣流通的通道；所述加熱換熱器的加熱通道與太陽能集熱器相連通，與流經加熱換熱器的冷卻通道的空氣交換熱量；