一种空气取水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及取水装置技术领域，具体涉及一种空气取水的装置及方法，空气取水的装置的空气过滤器的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件的入口连接，水汽富集组件的出口与真空泵的入口连接，真空泵的出口与缓冲器的入口连接；缓冲器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，气体出口与冷凝器的气体入口连接；冷凝器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，气体出口与吸附器吸附区的入口连接；加热器用于加热空气，加热器的热气出口与吸附器解析区的入口连接。本发明专利技术降低了常规空气取水设备对环境条件的依赖，具有适用范围广、能耗低等优点，提高了空气取水效率。

A device and method of air water intake

The invention relates to the technical field of water intake device, in particular to an air intake device and method, the air outlet of the air filter of the air intake device is connected with the air intake of the air intake device, the air outlet of the air intake device is connected with the inlet of the water vapor enrichment component, the outlet of the water vapor enrichment component is connected with the inlet of the vacuum pump, and the outlet of the vacuum pump is connected with the inlet of the buffer. The liquid outlet of the buffer is connected with the inlet of the liquid water collection and purification module, and the gas outlet is connected with the gas inlet of the condenser; the liquid outlet of the condenser is connected with the inlet of the liquid water collection and purification module, and the gas outlet is connected with the inlet of the adsorption zone of the absorber; the heater is used to heat the air, and the hot gas outlet of the heater is connected with the inlet of the absorption zone of the absorber. The invention reduces the dependence of conventional air water intake equipment on environmental conditions, has the advantages of wide application range, low energy consumption, and improves the air water intake efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种空气取水的装置及方法
本专利技术涉及取水装置
，具体涉及一种空气取水的装置及方法。
技术介绍
地球的淡水含量占全球总水量的比重极少，且大多分布在难以利用的高山和两极地区，部分淡水深埋在地下，难以开采。目前，随着环境的日益恶化，人类能直接利用的淡水如地下水、湖泊淡水、河床水等淡水资源越来越稀缺，尤其是在沙漠和海岛地区这种趋势更是日益显现。为解决沙漠和海岛等边远地区的淡水供应问题，传统方法包括交通运输和海水淡化两种途径，但这两种途经的成本较高，且海水淡化能耗大、效率低，设备体积过大，不适合广泛使用。大气中富含淡水，并且不受地域限制，尤其在海岛和沿海地区，空气湿度较高。然而到目前为止，对空气中淡水的利用率几乎为零。近几年，有关空气制水技术的报道仅限于冷却结露式取水和吸湿/解析式取水两种。然而，现有的冷却结露和吸湿/解析式制水技术均对环境湿度均有很高的要求，一般在湿度40％以上才能制水，且制水效率均不高，这就使空气制水技术的推广受到了限制，更无法在沙漠、高原等干燥环境下使用。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，本专利技术的目的在于提供一种空气取水的装置及方法，本专利技术能够解决在干燥环境下的制水难题，大大拓宽了空气制水装备的环境适用范围。本专利技术采用的技术方案如下：一种空气取水的装置，包括空气过滤器、吸风装置、水汽富集组件、真空泵、缓冲器、冷凝器、吸附器、换热器、加热器和液态水收集净化组件，吸附器具有吸附区和解析区；空气过滤器具有空气入口和空气出口，空气过滤器的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件的入口连接，水汽富集组件的出口与真空泵的入口连接，真空泵的出口与缓冲器的入口连接，缓冲器还具有气体出口以及液体出口，缓冲器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，缓冲器的气体出口与冷凝器的气体入口连接，冷凝器还具有液体出口和气体出口，冷凝器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，冷凝器的气体出口与吸附器吸附区的入口连接；加热器用于加热空气，加热器的热气出口与吸附器解析区的入口连接。吸风装置的出风口与缓冲器的入口通过管路连接，该管路上设有控制气体通断的阀门；水汽富集组件的入口设置有阀门。还包括换热器，吸附器吸附区的出口分出一路管路经换热器后与加热器的空气入口连接，换热器能够对该路管路进行加热。吸附器解析区出口的管路经换热器后连接至冷凝器的气体入口，换热器能够对该管路进行降温。空气过滤器采用纤维形式过滤器、滤料形式过滤器或袋式过滤器，或者为纤维形式过滤器、滤料形式过滤器和袋式过滤器中至少两种组合形成的空气过滤器组；水汽富集组件中的分离膜采用板式膜、卷式膜或中空纤维膜，水汽富集组件的水汽与干空气的分离系数为50～5000；缓冲器的入口与气体出口互不相对。吸风装置采用风机；吸附器采用转轮式吸附器；换热器采用非接触式换热器。一种空气取水的方法，采用上述空气取水的装置进行，过程如下：吸风装置从空气过滤器的空气出口吸气，使含湿空气流经空气过滤器进行过滤，得到洁净含湿空气；洁净含湿空气经吸风装置出风口排入水汽富集组件，真空泵将水汽富集组件的出口抽真空，使洁净含湿空气在水汽富集组件进行水汽富集，得到湿度相对于洁净含湿空气较高的高湿空气；高湿空气经真空泵后排入缓冲器进行缓冲和冷凝，经缓冲器冷凝后的液态水排至液态水收集净化组件；经缓冲后的高湿空气进入冷凝器进行冷凝，冷凝得到的液态水排至液态水收集净化组件；经冷凝器得到的气体排至吸附器的吸附区，吸附区对水汽进行吸收并将吸附后得到的废气排出；加热器将空气加热后排至吸附器的解析区，使吸附器恢复吸附能力。当温度大于25～50℃，含湿空气的相对湿度大于70％时，关闭水汽富集组件入口的阀门，打开吸风装置的出风口与缓冲器入口之间管路上的阀门，洁净含湿空气经吸风装置出风口排入缓冲器进行缓冲和冷凝。吸附器吸附区的出口分出的管路中的废气经换热器进行预加热，预加热后的废气在进入加热器进行加热，加热器将废气加热至110～140℃，然后将加热后的废气排入吸附器的解析区。吸附器解析区出口管路中的水汽经换热器制冷后通入冷凝器进行冷凝。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术空气取水的装置的空气过滤器的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件的入口连接，水汽富集组件的出口与真空泵的入口连接，真空泵的出口与缓冲器的入口连接，缓冲器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，缓冲器的气体出口与冷凝器的气体入口连接，冷凝器的液体出口与液态水收集净化组件的入口连接，冷凝器的气体出口与吸附器吸附区的入口连接；加热器用于加热空气，加热器的热气出口与吸附器解析区的入口连接；通过本专利技术的空气取水的装置取水时，利用吸风装置从空气过滤器的空气出口吸气，使含湿空气流经空气过滤器进行过滤，得到洁净含湿空气；洁净含湿空气经吸风装置出风口排入水汽富集组件，真空泵将水汽富集组件的出口抽真空，使洁净含湿空气在水汽富集组件进行水汽富集，得到湿度相对于洁净含湿空气较高的高湿空气；高湿空气经真空泵后排入缓冲器进行缓冲和冷凝，经缓冲器冷凝后的液态水排至液态水收集净化组件；经缓冲后的高湿空气进入冷凝器进行冷凝，冷凝得到的液态水排至液态水收集净化组件；经冷凝器得到的气体排至吸附器的吸附区，吸附区对水汽进行吸收并将吸附后得到的废气排出；加热器将空气加热后排至吸附器的解析区，使吸附器恢复吸附能力。本专利技术不同于常规的单冷凝或单吸附空气制水设备，而是将水汽富集、冷凝、吸附等多种制水方式串联耦合，提高制水的效率。采用的水汽富集组件能够显著提升原料空气的湿度(水蒸气浓度)，克服了传统冷凝制水设备对环境湿度的依赖。在相同湿度条件下，本专利技术的空气取水装置比传统空气冷凝制水设备效率可提高50％以上，能够解决在干燥环境下的制水难题，大大拓宽了空气制水装备的环境适用范围，适用于沙漠、高原、高山等干燥的环境下制备饮用水。由上述本专利技术空气取水的装置的有益效果可知，本专利技术的取水方法克服传统冷凝制水对环境湿度的依赖，比传统空气冷凝制水效率提高50％以上，能够解决在干燥环境下的制水难题，能够在沙漠、高原、高山等干燥的环境下制备饮用水。附图说明图1为本专利技术空气取水的装置的结构框图；图中：1空气过滤器、2-风机、3-水汽富集组件、4-真空泵、5-缓冲器、6-冷凝器、7-吸附器、8-换热器、9-加热器、10-液态水收集净化组件。具体实施方式下面结合附图和实施例来对本专利技术作进一步的说明。参照图1，本专利技术的空气取水的装置，包括空气过滤器1、吸风装置、水汽富集组件3、真空泵4、缓冲器5、冷凝器6、吸附器7、加热器9和液态水收集净化组件10，吸附器7具有吸附区和解析区；空气过滤器1具有空气入口和空气出口，空气过滤器1的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件3的入口连接，水汽富集组件3的出口与真空泵4的入口连接，真空泵4的出口与缓冲器5的入口连接，缓冲器5还具有气体出口以及液体出口，缓冲器5的液体出口与液态水收集净化组件10的入口连接，缓冲器5的气体出口与冷凝器6的气体入口连接，冷凝器6还具有液体出口和气体出口，冷凝器6的液体出口与液态水收集净化组件10的入口连接，冷凝器6的气体出口与吸附器7吸附区的入口连接；加热器9用于加热空气，加热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空气取水的装置，其特征在于，包括空气过滤器(1)、吸风装置、水汽富集组件(3)、真空泵(4)、缓冲器(5)、冷凝器(6)、吸附器(7)、换热器(8)、加热器(9)和液态水收集净化组件(10)，吸附器(7)具有吸附区和解析区；空气过滤器(1)具有空气入口和空气出口，空气过滤器(1)的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件(3)的入口连接，水汽富集组件(3)的出口与真空泵(4)的入口连接，真空泵(4)的出口与缓冲器(5)的入口连接，缓冲器(5)还具有气体出口以及液体出口，缓冲器(5)的液体出口与液态水收集净化组件(10)的入口连接，缓冲器(5)的气体出口与冷凝器(6)的气体入口连接，冷凝器(6)还具有液体出口和气体出口，冷凝器(6)的液体出口与液态水收集净化组件(10)的入口连接，冷凝器(6)的气体出口与吸附器(7)吸附区的入口连接；加热器(9)用于加热空气，加热器(9)的热气出口与吸附器(7)解析区的入口连接。

【技术特征摘要】
1.一种空气取水的装置，其特征在于，包括空气过滤器(1)、吸风装置、水汽富集组件(3)、真空泵(4)、缓冲器(5)、冷凝器(6)、吸附器(7)、换热器(8)、加热器(9)和液态水收集净化组件(10)，吸附器(7)具有吸附区和解析区；空气过滤器(1)具有空气入口和空气出口，空气过滤器(1)的空气出口与吸风装置的进风口连接，吸风装置的出风口与水汽富集组件(3)的入口连接，水汽富集组件(3)的出口与真空泵(4)的入口连接，真空泵(4)的出口与缓冲器(5)的入口连接，缓冲器(5)还具有气体出口以及液体出口，缓冲器(5)的液体出口与液态水收集净化组件(10)的入口连接，缓冲器(5)的气体出口与冷凝器(6)的气体入口连接，冷凝器(6)还具有液体出口和气体出口，冷凝器(6)的液体出口与液态水收集净化组件(10)的入口连接，冷凝器(6)的气体出口与吸附器(7)吸附区的入口连接；加热器(9)用于加热空气，加热器(9)的热气出口与吸附器(7)解析区的入口连接。2.根据权利要求1所述的一种空气取水的装置，其特征在于，吸风装置的出风口与缓冲器(5)的入口通过管路连接，该管路上设有阀门；水汽富集组件(3)的入口设置有阀门。3.根据权利要求1所述的一种空气取水的装置，其特征在于，还包括换热器(8)，吸附器(7)吸附区的出口分出一路管路经换热器(8)后与加热器(9)的空气入口连接，换热器(8)能够对该路管路进行加热。4.根据权利要求3所述的一种空气取水的装置，其特征在于，吸附器(7)解析区出口的管路经换热器(8)后连接至冷凝器(6)的气体入口，换热器(8)能够对该管路进行降温。5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种空气取水的装置，其特征在于，空气过滤器(1)采用纤维形式过滤器、滤料形式过滤器或袋式过滤器，或者为纤维形式过滤器、滤料形式过滤器和袋式过滤器中至少两种组合形成的空气过滤器组；水汽富集组件(3)中的分离膜采用板式膜、卷式膜或中空纤维膜，水汽富集组件(3)的水汽与干空气的分离系数为50～5000；缓冲器(5)的入口与气体出口互不相对。6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种空气取水的装置，其特征在于，吸风装置采用风机(2)；吸附器...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗二平，姜茂刚，罗鹏，景达，李新，申广浩，谢康宁，阮俊勇，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61