[发明专利]一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法

说明书

本发明提供一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法，属于空气取水和混凝土养护技术领域。该装置从上至下依次为发生器与收集器，发生器包括冷凝夹层、吸收主体和外壳驱动装置，冷凝夹层中填充相变材料，吸收主体由玻璃外壳和吸附床构成，吸附床由吸附单元构成，玻璃外壳右侧由驱动装置驱动；收集器包括聚光板、集水箱和太阳能板，聚光板呈凹球状分布在收集器内侧，集水箱位于聚光板下侧，聚光板收集的部分水分会汇集于此，并且通过底部的小孔节流装置用于大体积混凝土养护，收集器最外侧包裹四块太阳能板用于装置供能。该装置利用太阳能驱动装置运作，对于能量的收集利用和资源的循环使用具有重大节能环保意义。

技术领域

本发明涉及空气取水和混凝土养护技术领域，特别是指一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法。

背景技术

空气取水技术是一种非常有前景且灵活的供水方式。吸附法是采用液体或固体干燥剂吸收湿空气中的水蒸气，然后通过干燥剂的再生获得需要的淡水。与传统的空气取水技术相比，吸附式空气取水具有装置体积小、取水效率高、结构简单、节能环保等优点。由于大气环流的作用，大气中的水分会保持较稳定的值，即使在干旱的沙漠地区，大气湿度也可以超10g/m³。因此，太阳能吸附式空气取水对于能量的收集利用和资源的循环使用具有重大意义。

吸附式空气取水技术目前尚处于研发起步阶段，现有的吸附法需要白天与夜晚人工操作，十分繁琐，并且由于冷凝等方面的限制，取水量较低。

混凝土养护是指人为的创造湿度和温度条件，使浇筑过后的混凝土可以正常或者加速其硬化和强度增长。混凝土养护过程中适宜的温度和湿度必不可少，否则会对混凝土性能造成极大影响。针对普通的硅酸盐水泥混凝土，养护时间必须大于七个昼夜，而且过程中混凝土必须保持湿润。建筑行业飞速发展的今天，人们需要使用的往往是大体积混凝土，此类混凝土体积更大，水分渗透也更为困难。

现有自然养护技术存在养护过程繁琐，浪费大量水资源和人力等问题。

若能够采用太阳能驱动的全自动空气取水方法用于大体积混凝土养护，则可解决上述问题。即：采取柱状可移动式外壳，通过外壳驱动装置控制，由白天吸收太阳能供能，使装置可以在夜晚完全暴露在空气下充分吸水，白天则通过太阳辐射加热解吸，实现全自动吸附-解吸附。在冷凝装置方面，采取相变材料夹层的方式，可以实现高效蓄冷，达到更好的冷凝效果。对于吸附法的核心问题吸附床，填充经济效益较高的硅胶—CaCl₂来增强整个装置的核心能力。装置在夜间与白天分开工作，交替进行，收集到的水分将通过小孔节流装置用于下方的混凝土养护，可保证全天24小时混凝土都具有适宜的温度与湿度，并且大大的解放了人力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于大体积混凝土养护的太阳能取水装置及方法。

该装置包括发生器与收集器，发生器置于收集器上，发生器包括冷凝夹层、吸收主体和外壳驱动装置，冷凝夹层位于吸收主体上部，外壳驱动装置位于吸收主体下部，冷凝夹层中填充相变材料，吸收主体由玻璃外壳和吸附床构成，吸附床外部由玻璃外壳包裹，吸附主体底侧有小孔，吸附床由吸附剂填充的吸附单元构成，玻璃外壳右侧由驱动装置驱动；收集器包括聚光板，集水箱和太阳能板，聚光版呈凹球状分布在收集器内侧，集水箱位于聚光板下方，集水箱通过水管与聚光板相连，集水箱底部设置小孔节流装置，收集器最外侧包裹四块太阳能板。

其中，吸附床位于发生器的中心部位，吸附床上部的冷凝夹层内填装的相变材料为高温相变蓄热材料，其相变温度范围为45℃至85℃，材料的填充空隙率小于95％；吸附床填充物质为硅胶-CaCl₂复合材料，填充空隙大于75％；冷凝夹层外侧为不透光非金属材料构成，内侧为冷凝表面。

聚光板为反光材料制成，其反射率大于85％。

外壳驱动装置由收集器四侧的太阳能板吸收太阳能供能。

水管与聚光板连接的高度大于等于五分之一聚光板高度。