專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用溶液收集大氣中水分的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集水裝置，尤其是一種利用溶液以及太陽(yáng)能從空氣中收集水分的直O(jiān)背景技術(shù)
西北，華北的干旱地區(qū)，缺乏淡水資源，當(dāng)?shù)鼐用袢粘Ｉ铒柺苋彼唷２捎盟?窖收集的天然降水，水量、水質(zhì)通常難以保證。長(zhǎng)距離輸送淡水或者海水然后淡化成本很 高，有時(shí)甚至根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)。無(wú)處不在的空氣是取之不竭并且是免費(fèi)的水庫(kù)，將這部分水分 就地收集起來(lái)用于改善飲用、衛(wèi)生、灌溉條件，提高生活品質(zhì)，對(duì)于當(dāng)?shù)厝嗣駸o(wú)疑是福音。
一種利用溶液收集大氣中水分的裝置，基于濃溶液所具有的吸收水分的能力且稀 溶液經(jīng)過(guò)加熱可以釋放出水分的特性而設(shè)計(jì)。夜間，濃溶液吸收大氣中的水分；白天借助太 陽(yáng)能將夜間吸收水分后的溶液加熱，溶液中水分蒸發(fā)，將水蒸氣凝結(jié)之后的形成液態(tài)水收 集至水桶，即可獲得大量淡水。發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明是利用溶液收集大氣中水分的裝置，是針對(duì)缺水地區(qū)設(shè)計(jì)的 一種獲取淡水的裝置，利用溶液從大氣中收集水分。
技術(shù)方案本發(fā)明的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征在于該裝置包括空 氣回路、溶液循環(huán)回路與水管路；空氣回路由順序環(huán)形鏈接的空氣-空氣熱交換器、風(fēng)機(jī)、 太陽(yáng)能集熱器、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器及它們之間的風(fēng)管組成；溶液循環(huán)回路由順序環(huán)形鏈 接的溶液桶、溶液泵、閥門(mén)、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器以及它們之間的溶液管路組成；水管路由 水桶以及水桶與空氣-空氣熱交換器之間、水桶與太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器之間的水管組成。
空氣-空氣熱交換器是管殼式熱交換器、板式熱交換器、板翅式熱交換器、翅片管 熱交換器或套管式熱交換器中的一種。
空氣回路上的風(fēng)機(jī)為離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)中的一種。
太陽(yáng)能集熱器是平板集熱器或波紋板集熱器。
太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器的集熱板為平板或波紋板。
太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器的透明玻璃蓋板下端有一個(gè)收集凝結(jié)水的水槽，并留有排水 口可與排水管道相連。
所用溶液是1^81~、1^(1、01(12、1%(12、二甘醇、三甘醇、四甘醇、二丙二醇、丙二醇、 雙丙甘醇的溶液或者由其中幾種的混合之后而得混合溶液。
空氣在進(jìn)入太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器之前，首先經(jīng)過(guò)空氣-空氣熱交換器和太陽(yáng)能集 熱器的預(yù)熱。
從太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器中流出的空氣是在經(jīng)過(guò)空氣-空氣熱交換器之后排入大氣。
晚上，風(fēng)機(jī)不啟動(dòng)，移開(kāi)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器的透明玻璃蓋板，啟動(dòng)溶液泵，使高濃度的溶液在溶液回路中循環(huán)，并且在流經(jīng)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器時(shí)與空氣直接接觸吸收空氣中的水分。溶液吸收水分后濃度降低，直至溶液濃度降低至失去吸收水 分的能力的時(shí)候，將泵停止。收集水分的工作完成后，稀溶液后可以保存在溶液桶中。夜間 因?yàn)闆](méi)有日光照射，集熱/發(fā)生器只是起一個(gè)熱質(zhì)交換床的作用。
白天，將透明玻璃蓋板蓋上，使溶液泵也處于開(kāi)啟狀態(tài)。稀溶液在溶液管路中循 環(huán)，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器時(shí)被加熱，其中的水分蒸發(fā)。蒸發(fā)出來(lái)的水分，一部分直接在 玻璃蓋板的下表面上凝結(jié)，自流至蓋板下部的水槽后經(jīng)排水口流入水桶；另一部分被空氣 帶走后在空氣-空氣熱交換器中冷凝，隨后由空氣-空氣熱交換器排水口流入水桶——水 分的收集就此完成。空氣回路中的風(fēng)機(jī)也處于開(kāi)啟狀態(tài)，室外空氣依次經(jīng)過(guò)空氣-空氣熱 交換器、太陽(yáng)能集熱器后進(jìn)入太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器，帶走一部分蒸發(fā)出來(lái)的水分達(dá)到接近 飽和的狀態(tài)后進(jìn)入空氣-空氣熱交換器和即將進(jìn)入太陽(yáng)能集熱器的室外空氣換熱時(shí)析出 水分，完成空氣回路。待溶液濃度恢復(fù)到吸收水分前的濃度時(shí)，停泵，停風(fēng)機(jī)。脫除水分后 的溶液濃度升高，保存在溶液桶中，晚間可以再次使用。
有益效果本發(fā)明的有益效果是1、空氣-空氣熱交換器一方面預(yù)熱了室外空氣，一方面將從太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器回流 的接近飽和的空氣降溫，冷凝其中的水分并進(jìn)行收集，獲得了更多的水分。
避免了將從太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器流出的空氣直接排入大氣而造成的水分收集不 徹底。
2、在空氣回路中采用了風(fēng)機(jī)。空氣在太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器中發(fā)生強(qiáng)迫對(duì)流，空氣 和溶液之間獲得比自然對(duì)流更大的傳質(zhì)系數(shù)，使溶液中更多的水分蒸發(fā)出來(lái)，最終獲得更 多的淡水；同時(shí)，也使得發(fā)生后的溶液濃度更高，在下一次收集大氣中的水分時(shí)能力更強(qiáng)。
3、空氣在進(jìn)入太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器之前，經(jīng)過(guò)空氣-空氣熱交換器和太陽(yáng)能集熱 器兩級(jí)預(yù)熱，溫度升高，獲得比室外空氣更大的水分容納能力，從溶液中獲取的水分比直接 將室外空氣送入太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器更多。
4、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器夜間充當(dāng)溶液吸收大氣中水分的場(chǎng)所，白天具有集熱、發(fā) 生兩種功能，一個(gè)部件多種用途。
5、采用溶液而不是固體材料來(lái)收集水分，則水蒸氣發(fā)生所需溫度降低，利用低品 位的太陽(yáng)能即可滿足要求。


圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是透明玻璃蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中有空氣-空氣熱交換器1，風(fēng)機(jī)2，水桶3，太陽(yáng)能集熱器4，溶液桶5，溶液泵 6，閥門(mén)7，太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8、透明玻璃蓋板9，空氣-空氣熱交換器的排水口 a，透明玻璃蓋板水槽排水口 b具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖1，2對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述。
該裝置包括空氣回路、溶液循環(huán)回路與水管路；空氣回路由順序環(huán)形鏈接的空 氣-空氣熱交換器1、風(fēng)機(jī)2、太陽(yáng)能集熱器4、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8及它們之間的風(fēng)管組成；溶液循環(huán)回路由順序環(huán)形鏈接的溶液桶5、溶液泵6、閥門(mén)7、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8以 及它們之間的溶液管路組成；水管路由水桶3以及水桶3與空氣-空氣熱交換器1之間、水 桶3與太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8之間的水管組成。
晚上，移開(kāi)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8的透明玻璃蓋板9，啟動(dòng)溶液泵6，使高濃度的溶 液在溶液回路中循環(huán)，并且在流經(jīng)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8時(shí)與空氣直接接觸吸收空氣中的 水分。溶液將一直循環(huán)，直到濃度降低至失去吸收水分的能力為止。溶液泵6停止后，稀溶 液將保存在溶液桶5中。
白天，將透明玻璃蓋板9蓋上，啟動(dòng)溶液泵6，稀溶液在經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8 時(shí)被加熱。開(kāi)啟風(fēng)機(jī)2，室外空氣在經(jīng)過(guò)空氣-空氣熱交換器1、太陽(yáng)能集熱器4后，進(jìn)入太 陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8。
在太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8內(nèi)，溶液中的水分蒸發(fā)。生成的水蒸氣，一部分直接在透 明玻璃蓋板9的下表面凝結(jié)，流至透明玻璃蓋板下部的水槽后經(jīng)排水口 b收集至水桶3。另 一部分被空氣攜帶走后進(jìn)入空氣-空氣熱交換器1冷凝，并通過(guò)空氣-空氣熱交換器1的 排水口 a流至水桶3。溶液在太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器8內(nèi)脫除水分后的濃度升高，待濃度恢復(fù) 到吸收水分前的濃度時(shí)，停溶液泵6，停風(fēng)機(jī)2，所得濃溶液將保存在溶液桶5中。
權(quán)利要求
1.一種利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征在于該裝置包括空氣回路、溶液循環(huán) 回路與水管路；空氣回路由順序環(huán)形鏈接的空氣-空氣熱交換器(1)、風(fēng)機(jī)(2)、太陽(yáng)能集熱 器(4)、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器(8)及它們之間的風(fēng)管組成；溶液循環(huán)回路由順序環(huán)形鏈接的 溶液桶(5)、溶液泵(6)、閥門(mén)(7)、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器(8)以及它們之間的溶液管路組成； 水管路由水桶(3)以及水桶(3)與空氣-空氣熱交換器(1)之間、水桶(3)與太陽(yáng)能集熱/ 發(fā)生器(8)之間的水管組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是空氣-空氣熱交 換器(1)可以是管殼式熱交換器、板式熱交換器、板翅式熱交換器、翅片管熱交換器或套管 式熱交換器中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是空氣回路上的風(fēng) 機(jī)為離心風(fēng)機(jī)、軸流風(fēng)機(jī)中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是太陽(yáng)能集熱器 (4)是平板集熱器或波紋板集熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是太陽(yáng)能集熱/發(fā) 生器(8)的透明玻璃蓋板下端有一個(gè)收集凝結(jié)水的水槽，并留有排水出口可與排水管道相 連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是太陽(yáng)能集熱/發(fā) 生器(8)的集熱板為平板或波紋板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用溶液收集大氣中水分的裝置，其特征是所用溶液是 LiBr, LiCl, CaCl2, MgCl2、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、雙丙甘醇、二丙二醇的溶液或者 由其中幾種的混合溶液。
全文摘要
利用溶液收集大氣中水分的裝置是為缺少淡水的地區(qū)開(kāi)辟一種新的水源而設(shè)計(jì)，該裝置包括空氣回路、溶液循環(huán)回路與水管路；空氣回路由順序環(huán)形鏈接的空氣-空氣熱交換器(1)、風(fēng)機(jī)(2)、太陽(yáng)能集熱器(4)、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器(8)及它們之間的風(fēng)管組成；溶液循環(huán)回路由順序環(huán)形鏈接的溶液桶(5)、溶液泵(6)、閥門(mén)(7)、太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器(8)以及它們之間的溶液管路組成；水管路由水桶(3)以及水桶(3)與空氣-空氣熱交換器(1)之間、水桶(3)與太陽(yáng)能集熱/發(fā)生器(8)之間的水管組成。
文檔編號(hào)E03B3/28GK102031803SQ20101055434
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者張小松, 王庚 申請(qǐng)人:東南大學(xué)