一种空气中水分收集系统的制作方法

文档序号:14917233发布日期:2018-07-11 01:37阅读:299来源:国知局

本实用新型属于水回收技术领域,更具体地说,涉及一种空气中水分收集系统。



背景技术:

空气中水分凝结利用技术从原理上分为:直接地温能利用和化学能利用,其中,地温能利用是以热泵或温差半导体为能源凝结空气中的水分;化学能利用则是以化学凝结使用亲水材料或者可降低空气水分露点的物质作为结合基团对液态水处理端。目前一般采用净水或高温分流,存在的问题主要在于高效的低温收集器会产生大量杂质却无法通过过滤器过滤干净。最安全的方式是使用高温分流而以亲水树脂为代表的强氢键结合方式,但由于键能较大需要高温或强红外辐射分离,因此该方法耗能较大,并且亲水材料由于板结和团聚作用而导致二次使用吸收率降低。

为了解决上述问题,经检索,中国实用新型专利(CN201962727U)公开了一种利用溶液收集大气中水分的装置,该装置包括空气回路、溶液循环回路与水管路;空气回路由顺序环形链接的空气-空气热交换器、风机、太阳能集热器、太阳能集热/发生器及它们之间的风管组成;溶液循环回路由顺序环形链接的溶液桶、溶液泵、阀门、太阳能集热/发生器以及它们之间的溶液管路组成;水管路由水桶以及水桶与空气-空气热交换器之间、水桶与太阳能集热/发生器之间的水管组成。中国发明专利(CN106123277A)公开了一种自动收集空气中水分的装置,包括入风设备或导气结构、半导体制冷片、冷凝器、散热器、水泵、水箱和进水管;冷凝器上包附有吸水材料,冷凝器竖直放置,冷凝器的进口端设置入风设备或导气结构,冷凝器的左右两侧布置散热器,半导体制冷片的冷面紧贴冷凝器,半导体制冷片的热面紧贴散热器,水箱设置在冷凝器和散热器的下方,且水箱与冷凝器和散热器相通,水箱的外部设置水泵,水泵通过进水管与水箱的下部连通。上述的空气中水分收集装置包括多组能量转换装置,结构较为复杂,投入成本高,在单位时间内吸水效率只有20%左右,不利于普遍推广。



技术实现要素:

1.要解决的问题

针对现有空气中水分收集装置吸水率低的问题,本实用新型提供了一种空气中水分收集系统,通过吸水性液态工质充分吸水,然后将吸水性液态工质于水分离,在单位时间内该系统的吸水效率达到30~40%,且结构简单,投入成本少,可以安装在建筑物的顶部或平台上,实现普遍应用。

2.技术方案

为了解决上述问题,本实用新型所采用的技术方案如下:

本实用新型的空气中水分收集系统包括外开放收集单元、预存储桶、饮用水收集桶、蒸馏器、冷却储存箱及连接管;所述连接管依次连接外开放收集单元、预存储桶、蒸馏器和冷却储存箱;所述外开放收集单元具有用于铺展吸水性液态工质的倾斜面;预存储桶用于储存吸附有空气水分的甘油;蒸馏器将吸水性液态工质与水分开,在蒸馏器的出水口下方设置饮用水收集桶,空气中的水分被收集,由蒸馏器底部放出的甘油进入冷却储存箱冷却,进入循环使用。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述外开放收集单元还包括支架及承载所述倾斜面的固定座,固定座设置在支架上,倾斜面的表面由疏水纤维组成,且呈波浪形,增大比表面积,满足吸水性液态工质铺满整个倾斜面,增大与空气的接触面积,同时减缓吸水性液态工质在疏水纤维中的迁移速率。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述吸水性液态工质为甘油或甘油混合物,其中甘油混合物中的甘油含量大于95%。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述饮用水收集桶外表面设有第一散热部件,冷却储存箱外表面设有第二散热部件。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述蒸馏器包括蒸馏本体,蒸馏本体上设有进料口,下设有出料口和出水口,出水口连接有排水槽,蒸馏器的加热分离温度为110℃~120℃。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述倾斜面的倾斜角β为30°~60°。

于本实用新型一种可能的实施方式中,还包括第一水泵,所述第一水泵安装在外开放收集单元、预存储桶之间的连接管上。

于本实用新型一种可能的实施方式中,还包括第二水泵,所述第二水泵安装在外开放收集单元、冷却储存箱之间的连接管上。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述第一散热部件、第二散热部件为铜质散热片或铜质散热齿或散热条;散热片、散热齿、散热条是横向分布或者纵向分布或者交叉分布。

于本实用新型一种可能的实施方式中,所述蒸馏器采用电加热、光加热或红外线加热。

3.有益效果

相比于现有技术,本实用新型的有益效果为:

(1)本实用新型的空气中水分收集系统,采用连接管依次连接外开放收集单元、预存储桶、蒸馏器和冷却储存箱,该系统由甘油吸附空气中的水分,然后由蒸馏器分离甘油和水,在单位时间内该系统的吸水效率达到30~40%,且结构简单,投入成本少,可以安装在建筑物的顶部或平台上,实现普遍应用;

(2)本实用新型的空气中水分收集系统,采用吸水性液态工质-甘油或甘油含量大于95%的甘油混合物,其具有较快的吸湿速度和较好的液态工质连续性,其与水分的弱结合力使其的分离温度为110℃~120℃(1.03amp)且可通过电加热、光加热、红外线加热等多种加热方式达到要求温度;

(3)本实用新型的空气中水分收集系统,采用蒸发分离甘油和水,高温状态下能够达到装置自洁保养的要求,且蒸馏水无菌,达到放心使用的目的;

(4)本实用新型的空气中水分收集系统,外形设计合理,可安装在建筑物的顶部或顶部平台上,与现代建筑完美嵌合,且不影响其他设备管道的安装,使得顶部空间的利用达到最大化;

(5)本实用新型的空气中水分收集系统,结构简单,材料环保,成本低,易于制造且整个系统可再生自动循环,实现节能环保。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述,但是应当知道,这些附图仅是为解释目的而设计的,因此不作为本实用新型范围的限定。此外,除非特别指出,这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造,而不必要依比例进行绘制。

图1为本实用新型空气中水分收集系统的结构示意图;

图2为本实用新型空气中水分收集系统外开放收集单元的结构示意图;

图3为本实用新型空气中水分收集系统饮用水收集桶的俯视图;

图4为本实用新型空气中水分收集系统冷却储存箱的俯视图。

图中:1、外开放收集单元;1-1、支架;1-2、固定座;1-3、倾斜面;2、预存储桶;3、饮用水收集桶;3-1、第一散热部件;4、蒸馏器;4-1、蒸馏本体;4-2、排水槽;5、冷却储存箱;5-1、第二散热部件;6、第一水泵;7、第二水泵;8、连接管。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图,该附图形成描述的一部分,在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型,但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围,而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述,以提出执行本实用新型的最佳方式,并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此,本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解,其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1至图4所示,本实施例空气中水分收集系统包括外开放收集单元1、预存储桶2、饮用水收集桶3、蒸馏器4、冷却储存箱5、第一水泵6、第二水泵7及连接管8;连接管8依次连接外开放收集单元1、预存储桶2、蒸馏器4和冷却储存箱5,第一水泵6安装在外开放收集单元1、预存储桶2之间的连接管8上,第二水泵7安装在外开放收集单元1、冷却储存箱5之间的连接管8上。

在本实施例中,吸水性液态工质为甘油。如图2所示,本实施例的外开放收集单元1包括支架1-1、倾斜面1-3及承载倾斜面1-3的固定座1-2,固定座1-2设置在支架1-1上,倾斜面1-3的表面敷设有疏水纤维层,且呈波浪形,增大比表面积,满足甘油铺满整个倾斜面1-3,增大与空气的接触面积,同时减缓甘油在疏水纤维中的迁移速率;倾斜面1-3的倾斜角β为45°,一方面便于安装,另一方面甘油在此角度下,流动速度适中,甘油吸水效率高。

本实施例的预存储桶2用于储存吸附有空气水分的甘油,考虑蒸馏器的工作连续性以及蒸馏效率,将吸附有空气水分的甘油进行储存,这样一来可以提高空气水分的收集效率,同时可以配备多台蒸馏器来实现甘油和水的分离。

本实施例的蒸馏器4包括蒸馏本体4-1,蒸馏本体4-1上设有进料口,下设有出料口和出水口,出水口连接有排水槽4-2,蒸馏器4采用电加热、光加热或红外线加热,加热分离温度为110℃,在这个温度范围内,水受热蒸发,甘油的沸点高于上述的温度,因此,可以将甘油和水分离开来。在蒸馏器4的出水口下方设置饮用水收集桶3,空气中的水分被收集,由蒸馏器4底部放出的甘油进入冷却储存箱5冷却,进入循环使用。

甘油的比热容较小是目前再生工质中分离能量最小的,相对于其他利用固态工质吸湿系统明显具有易于任意排线、埋管的管道运输优点,因此可以扩大收集范围,外开放收集单元1距处理段距离不受限制,针对现今建筑顶部凌乱性,具有灵活安装的特性。

如图3、图4所示,本实施例的饮用水收集桶3外表面设有第一散热部件3-1,冷却储存箱5外表面设有第二散热部件5-1。其中,第一散热部件3-1、第二散热部件5-1的形式、形状种类多,第一散热部件3-1、第二散热部件5-1可以为散热片或者散热齿或者散热条;散热片、散热齿、散热条是横向分布或者纵向分布或者交叉分布,与空气的接触面积成几倍增加,散热效果好。

在室外设置本实施例的系统,使甘油缓慢流过倾斜面1-3,经由约24小时后甘油将结合空气中的水分形成湿甘油(约40%m/M)使其流入预存储桶2中;当有取水需要时以第一水泵6将其中湿甘油泵入蒸馏器4中分离可得到蒸馏水和甘油(约5%m/M),打开蒸馏器4以第二水泵7将甘油泵入冷却储存箱5,作为下一次时外吸收的原料。

实施例2

本实施例结构与实施例1结构相类似,不同之处在于,本实施例的外开放收集单元1包括支架1-1、倾斜面1-3及承载倾斜面1-3的固定座1-2,固定座1-2设置在支架1-1上,倾斜面1-3的表面由疏水纤维组成,且呈波浪形,增大比表面积,满足甘油铺满整个倾斜面1-3,增大与空气的接触面积,同时减缓甘油在疏水纤维中的迁移速率;倾斜面1-3的倾斜角β为60°。

在本实施例中,吸水性液态工质为甘油混合物,其中,甘油含量为98%,蒸馏器4的加热分离温度为115℃。

实施例3

本实施例结构与实施例1结构相类似,不同之处在于,本实施例的外开放收集单元1包括支架1-1、倾斜面1-3及承载倾斜面1-3的固定座1-2,固定座1-2设置在支架1-1上,倾斜面1-3的表面由疏水纤维组成,且呈波浪形,增大比表面积,满足甘油铺满整个倾斜面1-3,增大与空气的接触面积,同时减缓甘油在疏水纤维中的迁移速率;倾斜面1-3的倾斜角β为30°。

在本实施例中,吸水性液态工质为甘油混合物,其中,甘油含量为95%,蒸馏器4的加热分离温度为120℃。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

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