[发明专利]太阳能再生吸附式空气取水装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种太阳能再生吸附式空气取水装置，包括顺次连接引风单元、加热换热器的冷却通道、吸附剂填充床单元与风冷冷凝单元的冷凝盘管封装外壳为空气流通的通道；加热换热器的加热通道与太阳能集热器相连通为太阳能流体循环通道，吸附剂填充床单元的内部设有硅溶胶固化活性炭纤维毡/氯化锂+乙酸钠双盐的固体吸附剂材料，冷凝盘管封装外壳内设有冷凝盘管，制冷换热器与冷凝盘管相连通为风冷换热流体循环通道。利用本发明进行的一次取水循环包括吸附阶段和再生阶段，在吸附阶段，固体吸附剂材料吸附流经的空气中水蒸气；在再生阶段，加热换热器加热后的热干空气使得固体吸附剂材料中水分脱附成为热湿空气，然后流经冷凝盘管冷凝产生凝结水。

技术领域

本发明涉及一种空气取水装置领域，具体涉及一种太阳能再生吸附式空气取水装置。

背景技术

淡水资源是维持人体生命体征最重要的资源之一。但是，淡水资源在世界范围内的分布并不均匀，某些地区常年处于严重缺水的状态，阻碍了地区经济的发展和人民生活水平的提高。对于一些淡水资源短缺的经济不发达、配套设施不完善的边远地区，以及人口分布分散、流动性大的海岛、荒漠、牧场等地区，或是在自然灾害频繁、灾后救援及重建工作繁重的多自然灾害地区，大型的集中式供水系统显然并不经济。在持续推进大型供水系统的建设的基础之上，辅以小型的分散供水系统是解决上述地区缺水问题的有效途径。

空气取水装置是小型分散供水系统的重要组成部分。其中，直冷型空气取水装置已在军事、工业、商业等领域得到了广泛应用，且卓有成效。但是，直冷型空气取水装置取水量普遍较低，且仅在高温高湿条件下具有较为显著的取水效果，无法实现较干旱环境下取水。吸附式空气取水系统是一种高效的取水方式，其利用吸附剂的吸放湿特性，有效地提高了被处理空气的水蒸气分压力，从而提高空气的露点温度。已有研究指出，相比冷凝式，吸附式空气取水不仅适用于干旱地区，在除热带和亚热带沿海地区外的地区，使用吸附式空气取水技术的能耗普遍更低：Hua等在Nano Energy期刊上发表的Exergy-efficientboundary and design guidelines for atmospheric water harvesters with nano-porous sorbents(2021,85:105977.)和Yang等在Environmental ScienceTechnology期刊上发表的A Roadmap to Sorption-Based Atmospheric Water Harvesting:FromMolecular Sorption Mechanism to Sorbent Design and System Optimization(2021,55,6542-6560.)。

目前，已有若干吸附式空气取水装置的专利，如：中国发明专利《一种高取水量、防回流的太阳能吸附式空气取水装置》(申请号CN202011515559.X)；中国发明专利《空气取水系统》(申请号CN201610481248.3)。但是，现有的吸附式空气取水装置存在着或单位质量吸附剂的取水量低或系统吸附/再生运行时间长(夜晚吸附，白天再生)，受昼夜环境影响大等不足。

因此需要能够改进上述缺陷的吸附式空气取水装置。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种太阳能再生吸附式空气取水装置及其使用方法，用以有效提高吸附式空气取水装置的单位取水量，减小环境温湿度的影响，且适用于沙漠、荒漠、牧场等边远地区。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种太阳能再生吸附式空气取水装置，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和加热换热器，加热换热器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，在冷凝盘管封装外壳内设有冷凝盘管；

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