[实用新型]一种自然循环的淡水采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及缺水地区采集淡水工程领域，尤其涉及一种自然循环的淡水采集装置。

背景技术

我国的黄土高原、干旱沙漠地区、远离陆地的海岛等地区淡水资源贫乏，这直接影响了这些地区的生态环境和人类的生活质量。由于缺少有效的降雨和充沛的地表河水供给，我国西北大部分地区的地表植物难于存活和生长，水土流失和荒漠化现象日趋严重，影响到沙漠治理和生态恢复与保护等问题。对于我国幅员辽阔的干旱地区，单纯依靠修筑水利设施的方法引水上山、引水入沙漠解决淡水资源短缺的问题是不现实的。应该把眼光放在如何利用空气中所包含的水汽资源上，如何能够以最小的能源消耗获得足够的淡水资源供给植被生存的需要。

申请号为201210058105.3的中国专利公开了一种基于风能的从空气中收集水的装置，其包括塔筒，塔筒的顶端设有风力发电机；所述塔筒的内壁上设有制冷器，所述制冷器由所述风力发电机供电；所述塔筒的底部设有淡水收集池，所述塔筒的侧壁上设有透气孔。该实用新型的基于风能的从空气中收集水的装置，可以实现高空气湿度环境下的自动淡水采集操作，且设备简单，无须外部能源，可靠性高，即可实现规模性生产淡水，也可以根据需要小规模应用。利用本实用新型对海水进行间接淡化，比直接淡化得到的淡水更清洁。

然而上述实用新型存在以下缺陷：首先，为得到更大的风能，所述的塔体建设高度较高，其建设成本较高，且占地面积较大；其次，上述实用新型收集淡水的效率受到天气的影响较大，在无风的天气或地区，采用上述实用新型涉及的设备进行淡水采集显然效率很低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述问题，结合行业的需求，提供了一种利用温差驱动湿热空气在地下低温管道中流动，使空气中的水汽冷凝从而获得淡水的技术。

为了达到目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型涉及的一种自然循环的淡水采集装置，其特征在于：其包括集热箱、回气管和若干水汽冷凝管，所述的集热箱为带空腔的长方体结构，其通过支架固定在地面上，集热箱整体倾斜设置，朝上的最大面采用玻璃板，其余五个面均采用集热板，集热板的内壁铺贴吸热层，集热箱的顶面设有若干排气槽，底面与回气管的顶端密封连接，所述的回气管的底端埋入土体；所述的水汽冷凝管横向埋于土体中，水汽冷凝管的进气端暴露在地面上，出气端与回气管的底端密封连接，水汽冷凝管的下部管壁上设有若干排水孔。

本实用新型的工作原理是：集热箱收集太阳辐射能量加热空气，空气受热膨胀后从集热箱的顶部排出，回气管和水汽冷凝管内部的空气压力减小而产生烟囱效应，带动空气从各个水汽冷凝管的进气端进入埋在地下的水汽冷凝管，空气中的水汽在低温的水汽冷凝管壁上冷凝获得淡水。

优选地，所述的水汽冷凝管和回气管均采用塑料管，水汽冷凝管与回气管的连接处采用热熔或胶结的方式连接。

优选地，所述的回气管与集热箱之间采用塑料或金属波纹管进行密封连接，避免因温度变化造成连接失效。

优选地，所述的水汽冷凝管的进气端设有网状的进气口罩，防止动物和较大颗粒的砂石进入水汽冷凝管。

优选地，所述的排水孔的孔径为2～3mm。

优选地，所述的水汽冷凝管的外侧包裹有透水土工布，能够防止土体进入水汽冷凝管影响水汽的流动，并且能够顺利地排出冷凝水。

优选地，所述的支架的顶端与玻璃板相对的集热板的外壁铰接连接。

一种采用权利要求1所述的自然循环的淡水采集装置的淡水采集方法，其特征在于，其包括以下步骤：

(1)太阳光透过集热箱的玻璃板照射在集热板上，集热箱内的空气被加热，密度变小，水汽冷凝管的进气端和集热箱内形成气压差；

(2)地表的湿热空气进入水汽冷凝管内，由于水汽冷凝管的管壁温度低于湿热空气的温度，湿热空气中的水汽在冷凝管的管壁上冷凝形成冷凝水，不断汇集的冷凝水通过排水孔渗入周围的土体中，为植物的根部提供充足可靠的水源；

(3)干燥空气汇集在回气管中，通过集热箱加热，最终通过排气槽排出。

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型涉及的自然循环的淡水采集装置利用太阳能加热原理驱动空气的自然循环，并借助温差实现空气中的水汽凝结采集淡水。在整个过程中不消耗任何能源，无排放、无污染，环境效益好。