[发明专利]太阳能再生吸附式空气取水装置及其使用方法

权利要求书

1.一种太阳能再生吸附式空气取水装置，其特征在于：包括引风单元、太阳能集热单元、吸附剂填充床单元、风冷冷凝单元和储水单元；太阳能集热单元包括太阳能集热器(4)和加热换热器(3)，加热换热器(3)包括加热通道和冷却通道，风冷冷凝单元包括冷凝盘管封装外壳(7)，在冷凝盘管封装外壳(7)内设有冷凝盘管(17)；

所述引风单元、加热换热器(3)的冷却通道、吸附剂填充床单元与冷凝盘管封装外壳(7)顺次连接为空气流通的通道；所述加热换热器(3)的加热通道与太阳能集热器(4)相连通，与流经加热换热器(3)的冷却通道的空气交换热量；

所述吸附剂填充床单元的内部填充固体吸附剂材料(16)；

所述风冷冷凝单元下方设有储水单元且与冷凝盘管封装外壳(7)的内腔相连通，空气流经冷凝盘管(17)冷凝产生凝结水并汇集于储水单元中；

所述引风单元包括风管连接件(14)，风管连接件(14)为两端开口的箱体形，入口端设有空气过滤器(1)，风管连接件(14)的内腔中部设有引风机(2)；

所述太阳能集热器(4)通过热水管(5)、热水泵(20)与加热换热器(3)的加热通道相连通；所述加热换热器(3)的冷却通道的入口端与风管连接件(14)的出口端相连接，加热换热器(3)的冷却通道的出口端与吸附剂填充床单元的入口端相连接；

所述冷凝盘管封装外壳(7)的两侧分别设有入口和出口，底部设有出水口(71)；在所述冷凝盘管封装外壳(7)的外部，散热风机(8)、制冷换热器(9)通过换热器支撑架(10)与冷凝盘管封装外壳(7)固定连接，制冷换热器(9)通过冷水管(11)、冷水泵(21)与所述冷凝盘管(17)相连通，散热风机(8)设于制冷换热器(9)上方且紧贴着制冷换热器(9)的散热表面设置。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能再生吸附式空气取水装置，其特征在于：

所述吸附剂填充床单元包括依次连接的渐扩风管(151)、吸附剂填充床外壳(6)和渐缩风管(152)，吸附剂填充床外壳(6)的一端通过渐扩风管(151)与所述加热换热器(3)的冷却通道的出口端相连接，另一端通过渐缩风管(152)与所述冷凝盘管封装外壳(7)的入口相连接；

所述固体吸附剂材料(16)为硅溶胶固化活性炭纤维毡/氯化锂+乙酸钠双盐复合吸附剂，固体吸附剂材料(16)为长条状，依次交错堆砌。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能再生吸附式空气取水装置，其特征在于：

所述冷凝盘管封装外壳(7)的出口设有挡水板(18)；

所述风管连接件(14)为第一风管连接件(141)和第二风管连接件(142)首尾连接而成，第一风管连接件(141)和第二风管连接件(142)均为两端开口的箱体结构；

所述储水单元中包括储水箱(12)和电动取水器(13)，储水箱(12)的顶部设有一个开口与所述出水口(71)相连通。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能再生吸附式空气取水装置，其特征在于：

所述引风单元、加热换热器(3)、吸附剂填充床单元、冷凝盘管封装外壳(7)以及储水箱(12)设于吸附式空气取水装置封装外壳(19)内，形成一个封装体；

所述太阳能集热器(4)、热水泵(20)，以及散热风机(8)、制冷换热器(9)、冷水泵(21)、换热器支撑架(10)和电动取水器(13)设于吸附式空气取水装置封装外壳(19)的外部；

所述吸附式空气取水装置封装外壳(19)的两侧壳壁上各设有一个开口，分别与所述风管连接件(14)的入口端和所述冷凝盘管封装外壳(7)的出口相连通。

5.如权利要求1-4任一所述的太阳能再生吸附式空气取水装置的使用方法，其特征在于：

S1、一次取水循环包括吸附阶段和再生阶段，吸附阶段的时间设置为3～4h，再生阶段的时间设置为1～2h，一天24小时运行4～6次取水循环；

S2、吸附阶段：

引风机(2)带动装置中的空气流动，外界空气经过空气过滤器(1)后经过风管连接件(14)、加热换热器(3)进入吸附剂填充床外壳(6)中，固体吸附剂材料(16)吸收空气中的水蒸气，含湿量降低；经过3～4h，固体吸附剂材料(16)接近达到吸附饱和的状态；

经过固体吸附剂材料(16)后的空气直接经过冷凝盘管封装外壳(7)排出到外界；

S3、再生阶段

吸附阶段完成后进入再生阶段，引风机(2)、太阳能集热单元和风冷冷凝单元均上电工作，包括同步运行的水份再生循环、热水循环和冷凝循环；

S3.1、水份再生循环

引风机(2)工作，带动外界空气持续流经加热换热器(3)的冷却通道，与持续经过加热换热器(3)的加热通道的热水发生换热交换，空气被等湿加热变为热干空气进入吸附剂填充床外壳(6)中，热干空气使固体吸附剂材料(16)的水分脱附变为热湿空气；然后热湿空气进入冷凝盘管封装外壳(7)中，在冷凝盘管(17)外表面被冷凝为凝结水而滴落，从出水口(71)进入储水箱(12)；

冷凝后的空气从冷凝盘管封装外壳(7)的出口排出到外界；

S3.2、热水循环

太阳能集热器(4)通过汇聚太阳辐射能或者通过内置电加热装置生产热水；

热水泵(20)持续工作使得热水循环流动，经过加热换热器(3)的加热通道，与步骤S3.1中流经加热换热器(3)的冷却通道的空气进行热交换，热水的温度降低回到太阳能集热器(4)继续被循环加热；

S3.3、冷凝循环

散热风机(8)连续工作，使得制冷换热器(9)中的水与外部空气进行强迫对流换热，温度降低成冷却水被输送到冷凝盘管(17)中，与步骤3.1中流经冷凝盘管(17)外表面的热湿空气发生热交换，换热后的冷却水温度升高，回到制冷换热器(9)中继续与外部空气进行强迫对流换热降温成冷却水；

S4、打开电动取水器(13)的开关，向外界容器排出步骤3.1所收集的凝结水。