[发明专利]一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置及其工作方法

权利要求书

1.一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述捕集装置由用于捕获水蒸气的子系统Ⅰ，用于冷凝水蒸气的子系统Ⅱ，用于控制气流的电磁阀组，以及监测和控制系统组成；

所述子系统Ⅰ包括壳体Ⅰ、水分子吸附剂单元、空气循环单元和加热单元；所述壳体Ⅰ顶部开口设置有盖子，所述水分子吸附剂单元、空气循环单元和加热单元均设置在壳体Ⅰ内；所述水分子吸附剂单元设置在壳体Ⅰ的中心；所述加热单元设置在壳体Ⅰ底部；所述空气循环单元包括风扇Ⅰ和风扇Ⅱ，所述风扇Ⅰ设置在壳体Ⅰ的左侧，所述风扇Ⅱ设置在壳体Ⅰ的上部，所述风扇Ⅰ通过进气风道Ⅰ与大气相通，所述风扇Ⅱ通过进气风道Ⅱ与大气相通；

所述子系统Ⅱ安装在子系统Ⅰ的下方；所述子系统Ⅱ包括水蒸气冷凝单元、液态水收集单元和散热单元；所述水蒸气冷凝单元入口端通过管道与子系统Ⅰ的壳体Ⅰ右侧相连，出口端与液态水收集单元相连，且液态水收集单元设置在水蒸气冷凝单元的下方；所述散热单元设置在水蒸气冷凝单元的两侧；

所述电磁阀组包括电磁阀Ⅰ、电磁阀Ⅱ和电磁阀Ⅲ，所述电磁阀Ⅰ位于进气风道Ⅰ上，电磁阀Ⅱ位于进气风道Ⅱ上，电磁阀Ⅲ为三通电磁阀，其中接口Ⅰ与接口Ⅱ均与管道相连，接口Ⅲ与大气连通；

所述监测和控制系统与子系统Ⅰ和子系统Ⅱ并行安装；所述监测和控制系统包括循环时序控制模块、温度控制模块和湿度控制模块；所述循环时序控制模块用于对子系统Ⅰ和子系统Ⅱ各单元的工作顺序和时间进行控制；所述温度控制模块和湿度控制模块分别用于对子系统Ⅰ、子系统Ⅱ的温度和湿度进行采集和调控，并采集空气环境的温度和湿度。

2.根据权利要求1所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述子系统Ⅰ的空气循环单元中的风扇Ⅰ和风扇Ⅱ的风量比介于5-100。

3.根据权利要求1所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述子系统Ⅰ的水分子吸附剂单元由水吸附材料和载体复合而成；所述水吸附材料为金属有机骨架和分子筛材料，水吸附材料常温常压下水蒸气质量吸附量大于15％，水吸附材料为导热系数大于5W/mK的导热材料。

4.根据权利要求3所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述载体选自于碳化硅、硅藻土、分子筛、氢氧化铝、氧化铝、粘土、石墨、活性炭、莫来石和铝合金一种或多种组合，所述载体结构选自于多孔蜂窝状、多孔波纹状、泡沫状、片状、瓦楞纸状、纤维毡状、纤维布状和丝网状一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述子系统Ⅰ的加热单元的加热方式选自电阻加热、废气加热、对流加热、微波加热、电磁加热、红外加热、电弧加热中的一种或多种方式。

6.根据权利要求1所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述子系统Ⅱ的水蒸气冷凝单元内装填导热系数大于10W/mK的导热材料；所述导热材料选自于铝、铝合金、不锈钢、铜、铜合金、镍、镍合金、碳化硅、碳材料、氧化镁，以及含有碳化硅、碳材料和氧化镁中一种或多种的复合物。

7.根据权利要求6所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述导热材料为针刺阵列结构，针刺阵列的每个针刺顶端角度介于1～15°之间，长度介于6-50mm。

8.根据权利要求1所述的一种带有冷凝单元的吸附式淡水捕集装置，其特征在于：所述子系统Ⅱ的散热单元的散热方式选自于冷媒换热、辐射换热和空气对流换热中的一种或多种组合。