自动控制吸附式空气取水滴灌系统技术方案

本发明专利技术公开了一种自动控制吸附式空气取水滴灌系统，包括：吸附式空气取水装置、自动控制传动装置和滴灌装置；所述吸附式空气取水装置包括：太阳能板；设置在太阳能板背侧的吸湿组件，该吸湿组件具有蒸发工作状态和吸湿工作状态；冷凝组件，该冷凝组件在吸湿组件处于蒸发工作状态时，对其蒸发产生的水蒸气进行冷凝；用于收集冷凝组件产生的冷凝水的集水箱；所述自动控制传动装置用于将吸湿组件在蒸发工作状态和吸湿工作状态两个工作状态下的切换。本发明专利技术通过传感器感知吸附式空气取水装置内部的物理信息通过算法判断出产水的事实效率。通过控制器的算法判断出最高效的产水方法，及时使用传动装置更换效率下降的吸附材料，保证总体产水的高效率。保证总体产水的高效率。

【技术实现步骤摘要】
自动控制吸附式空气取水滴灌系统


[0001]本专利技术涉及淡水获取技术类领域，具体地涉及一种自动控制吸附式空气取水滴灌系统。

技术介绍

[0002]我区水资源严重短缺，干早缺水成为制约我区农林业发展的主要因素之一。由于用水浪费现象普遍存在，灌溉水利用率只有30％～40％。滴灌是一种先进的节水灌溉技术，具有诸多优点，如节水省肥、减少整地费用、排盐、省工、省劳、提高造林成活率及生长量等。在滴灌系统中，灌溉水通过管道及时均匀地输送到毛管上的滴头，再缓慢地滴到树木根区的土壤里，渗透至根系范围内。减少了深层渗漏和地而蒸发，避免了径流损失。水资源利用率可提高至90％以上，较常规灌溉节水60％左右。
[0003]由于滴灌仅局部湿润上体，基本不破坏上壤结构，使上壤内部的水、肥、气、热经常保持在适宜作物生长的良好状态下。实践证明，在干旱缺水地区采用滴灌节水技术，将获得显著的节水增产效果，对大力发展我区节水型生态环境的建设具有极其重要的意义。
[0004]如今随着生产力的发展，滴灌日渐成为农业中不可或缺的一环，但在炎热高温环境下进行农业滴灌仍显得十分困难，为实现恶劣环境条件下滴灌的顺利进行，这一切最根本是如何便捷快速地获得水、电。
[0005]结合太阳能的吸附式空气取水的滴灌技术是如今一种先进的滴灌方法，利用对太阳能的综合使用分别产出电能和热能。而热能又作为驱动力使得由吸附床和冷凝器产出液态水。该技术通过利用太阳能和空气中水汽在时间上分布的不均匀，在水汽丰富、太阳能缺少的晚上吸附水蒸气，而在水汽缺乏、太阳能丰富的白天析出液态水和生产电能。这一些水资源和电力资源又由滴灌装备使用实现沙漠中水电自产的滴灌农业。
[0006]经过检索，专利文献CN102943503A公开了一种沙漠集雨蓄水滴灌装置，包括由砖体支架支撑的砖体上表面均匀分布V型集水槽和集雨分管，其侧面设有集雨总管并连接至下储水池，下储水池通过抽水管与上储水池连接，上储水池通过滴灌总管与砖体连接。该装置使用大型集水平台收集沙漠地区极其少量的雨水，其使用时具有占地面积大、空间利用率底、水资源获取不稳定、装置需要外部供能等缺点。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种太阳能水电自产滴灌装置。
[0008]本专利技术提出了一种太阳能吸附式水电自产技术，通过综合使用太阳能的方法产出水资源和电能，提高太阳能的利用率，同时为滴灌装置稳定供水。
[0009]一种自动控制吸附式空气取水滴灌系统，包括：吸附式空气取水装置、自动控制传动装置和滴灌装置；所述吸附式空气取水装置包括：
[0010]太阳能板；
[0011]设置在太阳能板背侧的吸湿组件，该吸湿组件具有蒸发工作状态和吸湿工作状
态；
[0012]冷凝组件，该冷凝组件在吸湿组件处于蒸发工作状态时，对其蒸发产生的水蒸气进行冷凝；
[0013]用于收集冷凝组件产生的冷凝水的集水箱；
[0014]所述自动控制传动装置用于将吸湿组件在蒸发工作状态和吸湿工作状态两个工作状态下的切换。
[0015]所述太阳能板可选择市售的各种光伏板，利用太阳能板不仅可以通过供电线为整体装置提供电能，其多余产生的电能还可通过供电线为外接其他装置提供电能。所述光伏板在太阳下产生电时，未被转化的光能将作为废热产出，该部分废热刚好可以对固定其上的吸湿组件中水蒸气的蒸发提供热量，使其中水蒸气释放出来，同时实现吸湿组件内部的吸湿剂发生再生脱附过程。
[0016]所述吸湿组件可采用现有任意具有水蒸气吸附功能的结构。一种可选择的方案，所述吸湿组件由包裹材料(比如现有的各种多孔包覆膜)以及封装在包裹材料内的吸湿材料组成。吸湿材料由多孔基质及吸湿盐组成。
[0017]所述多孔基质可以采用活性炭纤维毡(active carbon fiber felt，ACFF)、硅胶、沸石、活性炭或活性氧化铝；所述吸湿盐采用氯化锂、氯化钙、氯化锶、溴化锂或溴化锶；所述包覆膜采用聚四氟乙烯(Polytetra fluoroethylene，PTFE)膜等能可被水气透过而阻隔液体包覆膜。
[0018]所述吸湿组件制备时，一把包括两个步骤：
[0019](1)吸湿材料(或吸湿剂)制备：将多孔基质浸渍在吸湿盐的水溶液中，干燥得到吸湿材料；该步骤(1)中，根据需要可以份多步进行浸渍、烘干；
[0020](2)吸湿组件制备：利用包覆膜将吸湿材料包裹，利用现有的封装方法(比如热熔胶封装)将吸湿材料封装，得到吸湿组件。
[0021]所述多孔基质上附着吸湿盐构成吸湿剂，其被包覆膜包裹。吸湿盐与多孔基质所吸附的水蒸气发生化学吸附，形成水合盐，当吸湿剂所接触的环境相对湿度超过吸湿剂的相对液解湿度时，内部的水合盐进一步吸水发生液解反应，且水蒸气不断的被水合盐颗粒表面饱和盐溶液的液膜吸收形成饱和盐溶液。而在吸湿剂表面所包裹的聚四氟乙烯膜具有良好的透气性、防水性和较强的化学稳定性。将吸湿剂封装在PTFE膜中，水蒸气可透过此膜被吸附材料吸附，这种膜可以防止盐溶液泄露以及保持材料的循环吸附能力。
[0022]作为优选，还包括上顶壳，所述太阳能板、吸湿组件与上顶壳相互固定构成一体结构的水电双产板；所述水电双产板通过可拆卸方式与所述冷凝组件相互固定。采用可拆卸方式，可以在需要吸附水蒸气时，将一体结构件水电双产板与冷凝组件分离，在需要蒸发时，再将两者密封固定。
[0023]作为优选，所述冷凝组件包括：
[0024]设有出水口的下底壳；
[0025]固定在下底壳内，并与下底壳内壁存在空气夹层的整流板；
[0026]固定在下底壳外壁上的冷凝器。
[0027]作为优选，所述上顶壳、下底壳上设有所述磁吸合组件II；所述磁吸合组件II可以采用电磁铁，当磁吸合组件II中的电磁铁有电时可以吸合上顶壳和下底壳。
[0028]所述上顶壳、下底壳上同时设有实现两者密封固定的密封机构。作为进一步优选，所述密封机构为周向设置在上顶壳、下底壳对接面上且相互密封配合的密封凹槽和密封凸起结构。所述密封凸起结构和密封凹槽结构相互配对咬合构成密封结构，为装置提供密封能力。
[0029]所述上顶壳、下底壳一方面可以实现对太阳能板、吸湿组件的密封固定，也可以实现对整流板和冷凝器的安装固定，同时也为冷凝提供冷凝表面，快速实现对水蒸气的冷凝收集。
[0030]所述上顶壳、下底壳上设有安装磁吸合组件II的定位槽。同时设有所需要的传感器信号端子、电信号端子等。所述上顶壳为中空的框板结构，内径略小于太阳能板的外径大小，以实现对太阳能板的固定。吸湿组件一般为板状结构，利用粘接剂(也可以采用其他固定方式，比如螺纹固定，卡合等)等固定在太阳能板背侧。整流板顶部同样可采用各种方式与太阳能板相互固定。所述冷凝器可以采用散热翅板，可以通过粘接剂(也可以采用其他固定方式，比如螺纹固定，卡合等)等固定在下底壳底部。
[0031]所述吸湿组件处于蒸发工作状态时，太阳能板接受太阳能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动控制吸附式空气取水滴灌系统，其特征在于，包括：吸附式空气取水装置、自动控制传动装置和滴灌装置；所述吸附式空气取水装置包括：太阳能板；设置在太阳能板背侧的吸湿组件，该吸湿组件具有蒸发工作状态和吸湿工作状态；冷凝组件，该冷凝组件在吸湿组件处于蒸发工作状态时，对其蒸发产生的水蒸气进行冷凝；用于收集冷凝组件产生的冷凝水的集水箱；所述自动控制传动装置用于将吸湿组件在蒸发工作状态和吸湿工作状态两个工作状态下的切换。2.根据权利要求1所述的自动控制吸附式空气取水滴灌系统，其特征在于，所述自动控制传动装置包括：平行导轨；滑动设置在平行导轨上且能够往复移动的吸盘I，该吸盘I用于将需要进入吸湿工作状态的吸湿组件吸合固定，并运送至传送带设定位置；竖直导轨；滑动设置在竖直导轨上且能够往复移动的吸盘II，该吸盘II用于将需要进入蒸发工作状态的吸湿组件吸合固定，并运送至吸附式空气取水装置设定位置；传送带，承接吸盘I上释放的吸湿组件，同时将需要进入蒸发工作状态的吸湿组件运送至吸盘II对应的位置。3.根据权利要求2所述的自动控制吸附式空气取水滴灌系统，其特征在于，还包括将从吸盘I上释放的吸湿组件转移至传送带指定位置的传动件，该传动件包括：传动竖直导轨；滑动设置在传动竖直导轨上且能够往复移动的驱动滑块；安装在驱动滑块上用于接收从吸盘I上释放的吸湿组件的传动板，该传动板能够随驱动滑块同步竖直移动，同时能够进行可控翻转。4.根据权利要求2所述的自动控制吸附式空气取水滴灌系统，其特征在于，还包括罩设在所述传送带上的箱体，该箱体上可选择的设置可开闭的箱体盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘权稳，俞天曜，李茂林，胡新策，王博，甘智华，
申请(专利权)人：浙大城市学院，
类型：发明
国别省市：