[发明专利]一种高原空气取水制氧一体装置及其控制方法

说明书

本发明提供一种高原空气取水制氧一体装置及其控制方法，包括中央控制系统、发电系统、以及依次连通的制水系统、制氧系统、自动灌氧系统；所述中央控制系统分别与制水系统、制氧系统、自动灌氧系统、发电系统电气连接；所述发电系统分别给中央控制系统、制水系统、制氧系统、自动灌氧系统供电。本发明可以利用空气制取淡水，并通过电解水提供稳定纯净的氧气，使其具备经济环保、高效安全、可靠性高等特点，保证在高原意外情况下的淡水供应、氧气供给和医疗保障。

技术领域

本发明属于空气水能利用领域，具体涉及一种高原空气取水制氧一体装置及其控制方法。

背景技术

当今世界，淡水资源短缺问题日益严峻,高原地区也面临着严重的淡水资源短缺的问题。现有淡水资源利用方法都有一定的局限性：1）制冷结露法：能量转换环节较多而损失大，能源利用效率较低；2）吸附法：干燥剂对水质具有一定的影响，从而易导致水安全问题；3）聚雾取水法：只适合在多雾且缺水的地方推广，受环境限制很大。为了能更好地缓解淡水缺乏问题，人们提出了从空气中取水的新途径。大气中富含淡水，并且不受地域限制，据估算，大气中含有大约14000km³的水蒸气，而地表的淡水总量只有1200km³，所以，地球大气层可以说是一个巨大的水库。因此，如何有效地从空气中获取淡水，是一个大家共同关心的课题。空气取水技术蕴含着解决淡水稀缺问题的巨大潜力。

高原有着特殊的自然环境，其特点是低压、低氧、气候干燥寒冷、风速大、太阳辐射和紫外线辐射强。研究表明，在高原环境下，随着海拔的升高，空气中的氧分压不断降低，人如果长期处在这种缺氧环境中，严重者可出现低氧血症。由于人的神经组织对内外环境变化最为敏感，因此在缺氧条件下，脑功能损害最易发生，损害程度也比较严重，且暴露时间越长，损害越严重，特别是对感觉、记忆、思维和注意力等认知功能的影响显著而持久，这是高原缺氧条件下容易发生事故的重要原因。故一种高效可靠、就地制氧的装置在高原地区有广阔的应用前途。

目前，市场常见的各类变压吸附式制氧机仅适用于低海拔地区，到了青藏高原等高原地区不但生产能力严重下降，而且由于高原有气压低等环境因素，阀门动力系统运转不起来，制氧生产无法正常进行；现有高原制氧机也存在占地规模大、能耗大、效率低下的问题，且装置运行管理复杂，对人员操作和监管依赖性强。

发明内容

本发明的目的是提供一种高原空气取水制氧一体装置及其控制方法，通过该装置可以利用空气制取淡水，并通过电解水提供稳定纯净的氧气，使其具备经济环保、高效安全、可靠性高等特点，保证在高原意外情况下的淡水供应、氧气供给和医疗保障。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种高原空气取水制氧一体装置， 包括中央控制系统、发电系统、以及依次连通的制水系统、制氧系统、自动灌氧系统；所述中央控制系统分别与制水系统、制氧系统、自动灌氧系统、发电系统电气连接；所述发电系统分别给中央控制系统、制水系统、制氧系统、自动灌氧系统供电。

进一步，所述制氧系统包括电解室、氧气储存室、氢气储存室、电解液补充室、水位感应器；所述电解室包括阳极棒、阴极棒、气压感应阀门、进水控制阀门，电解室与电解液补充室连通，电解室通过进水控制阀门与制水系统连通，水位感应器设置在电解室内；所述氧气储存室设置在阳极棒上部，所述氢气储存室设置在阴极棒上部，氧气储存室、氢气储存室分别通过气压感应阀门与电解室连通；所述氢气储存室通过出气双向阀门与氢氧燃料电池的氢气输入口和空气相连通；所述氧气储存室与自动灌氧系统相连通。

进一步，所述自动灌氧系统包括抽气压缩机、气压指示控制阀门、灌氧管、自动灌氧转盘、容量指示器、计数器；所述抽气压缩机通过气压指示控制阀门与氧气储存室连通；所述灌氧管内设有阀门，所述自动灌氧转盘上设有若干氧气瓶，所述容量指示器设置在抽气压缩机内。