水吸附模组、水分离装置及水分离方法

本发明的实施例属于淡水生产，特别涉及一种水吸附模组、水分离装置及水分离方法。

背景技术：

1、水是生命之源，但随着全球气候变暖、环境污染和人口的不断增长，目前全球可利用的清洁淡水资源日益紧缺，如何随时随地获取可饮用水逐渐成为该领域的研究热点。吸附式空气取水技术能够利用硅胶、沸石、分子筛、吸湿盐、金属有机框架、水凝胶、气凝胶和复合材料等多种类型的吸附剂从无处不在的空气中获取水分，同时可以利用太阳能、工业余热、光伏、电能等多能源驱动解吸，在全球缺水危机的大背景下具有良好的应用前景。

2、目前空气取水领域的研究大多集中在高效吸附剂材料开发和取水装置设计，但材料层面，金属有机框架和复合物凝胶等具有优异吸湿性能的材料通常存在合成工艺复杂、原料成本高、单次合成产量小、不宜封装等问题，难以实现大规模空气取水。装置层面，虽然现有大型空气取水机组能够实现单日高产水量，但其结构复杂、体积和占地面积大、运行存在噪音、能耗大，不适用于家庭日常用水。

技术实现思路

1、本发明实施方式的目的在于设计一种水吸附模组、水分离装置及水分离方法，不但结构紧凑、能耗低，且可大大减小在生产淡水时，产生的噪音。

2、为了实现上述目的，本发明的实施例提供了一种水吸附模组，包括：

3、吸附篮；所述吸附篮绕预设轴线包括：可传递热量的内壁、与所述内壁相对的外壁；其中，所述外壁可供水分子通过，且所述内壁和所述外壁之间隔开，形成材料填充区，所述内壁绕所述预设轴线方向，围成可设置加热模组的内腔；

4、吸附材料，填充于所述材料填充区内；所述吸附材料用于吸附空气中的水分，并对吸附的水分进行存储；

5、其中，所述吸附材料还用于在受到所述加热模组的热量后，通过所述外壁向所述材料填充区外释放水蒸气。

6、在一种具体实施方式中，内壁和所述外壁均为分布网孔的网孔板。在一种具体实施方式中，压盖相对于吸附篮的一侧具有可嵌入材料填充区的压块。在一种具体实施方式中，吸附篮沿垂直于预设轴线方向的截面形状为回字形。

7、另外，本发明的实施例还提供了一种水分离装置，所述水分离装置包括：

8、壳体；所述壳体具有解吸腔；

9、如上所述的水吸附模组，可拆卸地设置于所述解吸腔；

10、顶盖组件，与所述壳体可拆卸连接，用于打开或封闭所述解吸腔；

11、加热模组，设置于所述吸附篮的所述内腔，用于在发热时，使热量传递至所述水吸附模组的所述吸附材料；

12、冷凝模组，与所述壳体连接，用于接收所述吸附材料在加热时产生的水蒸气，并对水蒸气进行冷凝，使所述水蒸气凝结产生淡水。

13、在一种具体实施方式中，壳壁背离所述解吸腔的一侧还设置隔热层。在一种具体实施方式中，冷凝器包括：冷凝管，冷凝管具有所述进口和所述出口；若干散热翅片，分布于冷凝管的外壁，用于对进入冷凝管内的水蒸气的热量与外界空气中的冷量进行热交换，使进入冷凝管内的水蒸气产生冷凝水。在一种具体实施方式中，冷凝管竖直设置，进口和出口沿竖直方向彼此相互远离设置。在一种具体实施方式中，各散热翅片沿竖直方向等距设置于冷凝管上。

14、在一种具体实施方式中，导热板沿预设轴线方向，设置可被加热部件插入的安装孔。在一种具体实施方式中，导热板相对于内壁的一侧有部分凸出，形成至少一个具有安装孔的安装套。在一种具体实施方式中，导热板与吸附篮的所述内壁隔开。

15、另外，本发明的实施例还提供了一种水分离方法，其特征在于，所述水分离方法应用于如上所述的水分离装置，所述水分离方法包括如下步骤：

16、打开所述加热模组，使所述加热模组开始发热，并将热量传递至所述水吸附模组的所述吸附材料，使所述吸附材料在受热后蒸发吸附的水分，并产生水蒸气；

17、由所述壳体的所述解吸腔接收所述吸附材料在受热时产生的水蒸气，并使水蒸气进入所述冷凝模组；

18、由所述冷凝模对进入其内部的水蒸气进行冷凝，使水蒸气凝结产生淡水。

19、本发明的实施例相对于现有技术而言，由于水吸附模组是通过将吸附材料填充于吸附篮的内腔中，同时，吸附篮的外壁可供水分子通过，因此，通过水吸附模组可实现对空气中水分的吸附，而在需要生产淡水时，又可将水吸附模组安装于水分离装置的壳体的解吸腔内，利用加热模组对水吸附模组的加热，可使水吸附模组的吸附材料中的水分得以实现蒸发，并且，吸附材料中的水分在蒸发后产生的水蒸气又可借助吸附篮的外壁进入壳体的解吸腔内，并在压差作用下，进入冷凝模组中，由冷凝模组对水蒸气进行冷凝，从而使得水蒸气凝结产生淡水，实现对空气中淡水的提取，由于整个水分离装置是利用加热模组向水吸附模组供热，使其产生水蒸气，然后通过冷凝模组对水蒸气的冷凝来产生淡水，因此，在保证水分离装置结构紧凑的同时，还大大降低了设备在运行时所产生的噪音。

技术特征：

1.一种水吸附模组，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水吸附模组，其特征在于，所述水吸附模组还包括：设置于所述内壁的导热层，且所述导热层用于在受热时，将热量传递到所述材料填充区内，并阻隔所述吸附材料释放的水蒸气。

3.根据权利要求1或2中任意一项所述的水吸附模组，其特征在于，所述水吸附模组还包括：

4.根据权利要求1或2中任意一项所述的水吸附模组，其特征在于，所述水吸附模组还包括：

5.根据权利要求4所述的水吸附模组，其特征在于，所述封装层为多孔薄膜、多孔丝网、多孔布中的任意一种。

6.一种水分离装置，其特征在于，所述水分离装置包括：

7.根据权利要求6所述的水分离装置，其特征在于，所述壳体包括：底座、绕所述底座的周向环绕设置的壳壁，且所述壳壁在所述底座上围成所述解吸腔，所述解吸腔的外壁还设置隔热层；

8.根据权利要求7所述的水分离装置，其特征在于，所述冷凝模组包括：

9.根据权利要求6所述的水分离装置，其特征在于，所述加热模组包括：

10.根据权利要求6所述的水分离装置，其特征在于，所述顶盖组件包括：

11.一种水分离方法，其特征在于，所述水分离方法应用于如权利要求9-22中任意一项所述的水分离装置，所述水分离方法包括如下步骤：

12.根据权利要求10所述的水分离方法，其特征在于，在打开所述加热模组，使所述加热模组开始发热之后，所述水分离方法还包括如下步骤：

13.根据权利要求11所述的水分离方法，其特征在于，在根据检测到的温度，控制所述加热模组的发热温度的步骤中，具体包括：

技术总结
本发明的实施例属于淡水生产技术领域，特别涉及一种水吸附模组、水分离装置及水分离方法，该吸附模组包括：吸附篮、吸附材料，吸附篮绕预设轴线包括：可传递热量的内壁、与内壁相对的外壁，外壁可供水分子通过，内壁和外壁之间隔开，形成材料填充区，内壁绕预设轴线方向，围成可设置加热模组的内腔；吸附材料填充于材料填充区内，吸附材料用于吸附空气中的水分，并对吸附的水分进行存储；该吸附材料还用于在受到加热模组的热量后，通过外壁向材料填充区外释放水蒸气。同现有技术相比，通过水吸附模组不但可实现对空气中水分的吸附，而且，可在水吸附模组被加热后，通过吸附篮的外壁向材料填充区外释放水蒸气，从而为淡水的生产奠定了基础。

技术研发人员：王如竹,陈芷荟,杜帅,王红斌
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14