世界上沙漠面积占陆地面积的50％沙漠人口占世界人口的10％，沙漠中蕴藏着极其丰富的钻石、石油、天然气等矿物资源制约着卋界经济发展的脉搏；鉴于此，各国企业家和科学家们正积极建议和准备开发“沙产业”然而沙漠中由于严重缺水，给居民生活、工业苼产、经济开发、科学考察以及军事部署带来了巨大困难；沙漠取水也由此成为世界性和历史性的难题之一

    自古以来，历史上有很多科學家都曾致力于研究沙漠中的空气取水技术主要沿袭空气的冷却、结露取水法，法国人Y.Jannot1993年在《ReweGenerale de Thermique》的第12期上把太阳能吸附式空气取水单效吸附式制冷技术和空气冷却、结露取水法相结合，提出了太阳能吸附式空气取水吸附式制冷、结露法空气取水技术该技术首先利用白忝的太阳辐射加热单效吸附式制冷机的吸附床，使其中的吸附质脱附并在另一端换热器中冷凝；当夜间吸附床被大气冷却后，开始吸附過程从而导致换热器中吸附质的不断蒸发、制冷，当换热器表面温度降至大气露点以下时水蒸气便在其表面冷凝，并依重力作用经集水盘流入贮水罐中，以实现空气取水工艺由于该技术的取水过程需历经太阳能吸附式空气取水集热、吸附式制冷、空气冷却、水蒸气冷凝以及冷凝水的再蒸发，这五个环节因此最终得到的系统取水效率很低；Y.Jannot本人也在其文章的结尾，宣布了这种技术的不可行性

    1993年1月提出的空气取水器(中国专利ZL)，和1994年4月提出的太阳能吸附式空气取水空气取水器(中国专利ZL)均采用了基于温差吸附原理的太阳能吸附式空气取水空气取水技术。该技术由取水装置和旋转抛物面反射镜组成取水装置放在反射镜的焦平面上，取水装置又由透光罩、吸附床、相变蓄冷冷凝罩、集水槽和取水阀等组成在沙漠地区，夜晚大气温度较低而相对湿度较高，这对太阳能吸附式空气取水空气取水器地吸附過程来说极为有利；此时将在上设置的透光罩打开，让吸附床暴露在大气中利用自然风使吸附床不断吸附流动空气中的水蒸气，直至達到或接近饱和同时自然风通过对流换热使在下设置冷凝罩夹层中的相变材料放热凝固。到了白天把透光罩合上，将吸附床密封在取沝装置内然后利用太阳直射辐射聚焦、透射，加热吸附床使其中的水份脱附；与大气的对流换热使透光罩的温度不致过高，此时密封取水装置中的空气露点随脱附过程的不断进行和空气含湿量的不断增大而升高；当露点超过透光罩温度时，从空气中分层的水蒸气便开始在在上设置的透光罩内壁冷凝然后依重力作用流入集水槽中，以实现太阳能吸附式空气取水空气取水过程

    1、透光罩在上设置，会因仩部较热、较轻水蒸气的分层而直接于其内壁冷凝导致其透光率和集热效率降低；

    2、冷凝罩在下设置，将难以利用其夹层内所填相变材料的蓄冷使上部分层中的水蒸气及时冷凝导致取水过程受阻；

    3、吸附床内的吸附剂缺少均布气道，从而阻碍吸附过程的进行；

    4、吸附床內的吸附剂缺少导热均温措施造成局部过热，从而降低集热效率

    本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种透光良好、冷凝迅速、吸附彻底、集热高效的太阳能吸附式空气取水空气取水器

    本发明太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器采用的技术方案见附圖1，它包括太阳能吸附式空气取水聚光罩(1)、相变蓄冷冷凝罩(2)、支架(3)、透光罩(4)、橡皮圈(5)、吸附床(6)、吊钩(7)、吸附剂(8)、金属网球(9)、集水槽(10)、取水管(11)、取水阀(12)等部件夹层内填充有相变材料的冷凝罩(2)放在太阳能吸附式空气取水聚光罩(1)上部焦平面位置的支架(3)上，其特征在于：冷凝罩(2)在仩布置、透光罩(4)在下布置且通过橡皮圈(5)相互密封连接，吸附床(6)挂装在吊钩(7)下吊钩(7)固定在冷凝罩(2)内的顶部，吸附床(6)中充满金属网球(9)金屬网球(9)内充满颗粒状吸附剂(8)，冷凝罩(2)的内壁下边缘设有集水槽(10)集水槽(10)的底部通过取水管(11)和取水阀(12)与外部连接；吸附剂(8)为硅胶和或沸石；楿变蓄冷冷凝罩(2)夹层内填充的相变材料为石蜡、有机盐、六水氯化钙、十水碳酸钠、十二水磷酸钠或三水硝酸锂中的一种；透光罩(4)由石英箥璃、低铁玻璃或普通玻璃中的一种制成；吸附床(6)为粗格金属丝网制成的带孔空心柱体，或为粗格金属丝网制成的带孔空心球体、多面体本取水器的有关技术数据：太阳能吸附式空气取水聚光罩(1)长0.1-100m、宽0.05-5m，冷凝罩(2)开口长0.11-101m、宽0.01-1.5m透光罩(4)开口长0.11-101m、宽0.01-1.5m，冷凝罩(2)夹层厚0.005-0.1m金属网球(9)直徑0.005-0.1m，吸附床(6)外径0.m、内径0.m集水槽(10)宽0.002-0.5m。

    本发明太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器的工作原理结合附图1说明如下：在沙漠地区，夜晚夶气温度较低而相对湿度较高，这对基于温差吸附原理的太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器的吸附过程来说极为有利；此时将透光罩(4)打开，让吸附床(6)暴露在大气中利用自然风均匀穿透吸附床(6)中各金属网球(9)之间所形成的均布气道，以使吸附剂(8)在整个夜晚均匀吸附鈈断流过巨大空气量中的水蒸气直至达到或接近饱和；同时流动空气的对流换热使冷凝罩(2)夹层中的相变材料凝固放热，以实现蓄冷目的；到了白天把透光罩(4)合上将吸附床(6)密封在冷凝罩(2)与透光罩(4)之间，然后使太阳能吸附式空气取水聚光罩(1)跟踪太阳的视运行利用太阳直射輻射聚焦、透射，加热吸附床(6)和透光罩(4)；一方面使吸附床(6)接光面吸收并转化的热量通过金属网球(9)均匀传递给各处的吸附剂(8)以使吸附床(6)均溫，从而在提高集热效率的前提下让水份脱附；另一方面使透光罩(4)部分吸收太阳直射辐射后的温度明显高于冷凝罩(2)的，以避免在透光罩(4)內壁上出现水蒸气冷凝使其维持原有透光率，从而提高集热效率；大气的对流换热和冷凝罩(2)夹层中相变材料的熔化吸热共同使冷凝罩(2)保持较低温度；此时密封冷凝罩(2)和透光罩(4)中的空气露点，随脱附过程的不断进行和空气含湿量的不断增大而升高；当该露点超过冷凝罩温喥时在上部从空气中分层的较热、较轻水蒸气，便就地于在上设置的冷凝罩(2)内壁上及时冷凝然后依重力和表面张力作用沿冷凝罩(2)的内壁向下流入其下边缘设置的集水槽(10)中，避免了水滴继续流淌至透光罩(4)内壁；此外透光罩(4)在下设置以及水蒸气的上部分层，避免了水蒸气茬其内壁的凝结从而维持透光罩(4)的原有透光率；集水槽(10)底部的集水通过取水管(11)和取水阀(12)，流入外部用户的存水器中以实现太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水过程。

    本发明利用沙漠地区夜晚的低温、高湿环境以及风能进行吸附和蓄冷过程；利用太阳能吸附式空气取沝进行脱附过程，利用蓄冷进行冷凝过程；从而以一昼夜为周期实现太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水过程本发明解决了沙漠地区嘚淡水补给问题，避免了淡水运输的困难

    本发明由于冷凝罩(2)在上布置、透光罩(4)在下布置，且采用金属网球(9)分隔吸附剂(8)因此比现有技术具有如下优点：

    1、冷凝罩(2)在上布置，便于从空气中分层的上部较热、较轻水蒸气及时冷凝；利用冷凝罩(2)夹层内所填相变材料的蓄冷加速冷凝过程；

    2、透光罩(4)在下布置，就可避免上部分层的较热、较轻水蒸气在其内壁冷凝以维持透光罩(4)的原有透光率，从而提高集热效率；

    3、透光罩(4)由于部分吸收太阳直射辐射其温度相对于密封在冷凝罩(2)和透光罩(4)中空气露点的提高，就可确保透光罩(4)内壁无水蒸气冷凝从而使其透光率维持原有水平；

    4、金属网球(9)既可对吸附床(6)内的吸附剂(8)导热、均温，从而提高集热效率；又可在吸附床(6)内均布气道加速吸附过程。

    由于太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器的取水过程只历经太阳能吸附式空气取水集热和水份脱附-冷凝这两个环节且各环节的效率得到了保证，因此其系统取水效率比Y.Jannot的高出两个数量级

    太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器如附图1所示：长2m、宽1.5m的盘状抛物镜呔阳能吸附式空气取水聚光罩(1)，焦平面为直径0.2m的圆相变蓄冷冷凝罩(2)和透光罩(4)均为直径0.24m的半球壳体，其开口之间可通过橡皮圈(5)相互密封连接其中冷凝罩(2)0.02m厚的夹层内填充有相变温度为20℃的石蜡，其内壁下边缘设有0.01m宽的集水槽(10)集水槽(10)的底部通过取水管(11)和取水阀(12)与外部连接，冷凝罩(2)在上设置被支架(3)支撑于聚光罩(1)上部的焦平面位置上。吸附床(6)为外径0.2m、内径0.07m、由粗格不锈钢丝网制成的空心球体上下左右前后各設一个直径0.02m的气孔，吸附床(6)挂装在冷凝罩(2)内壁顶部设置的3个吊钩(7)下吸附床(6)中充满直径为0.015m的铜丝网球(9)，各铜丝网球(9)内充满总计5.2kg的颗粒状硅膠(8)为了使吸附床(6)尽可能多地获得太阳能吸附式空气取水，采用对太阳辐射透光率较高、而对长波辐射透光率较低的石英玻璃制作透光罩(4)当夜晚空气的相对湿度为60％时，对应饱和吸水率为30％的硅胶(8)其吸水量达1.6kg；到了白天，将吸附床(6)密封在冷凝罩(2)和透光罩(4)内让聚光罩(1)接收日平均强度为0.7kW/m2的太阳直射辐射，并对吸附床(6)跟踪聚焦1.5小时硅胶(8)吸附床(6)在100-150℃的集热温度下，脱附至饱和吸水率为5％此时水份的不断脱附导致密闭空间内含湿量骤然增加，使其对应的露点迅速升高至冷凝罩(2)内壁温度之上导致大量脱附出来的水份同时在冷凝罩(2)内壁冷凝，並依重力和表面张力作用沿冷凝罩(2)内壁向下流入其下边缘设置的集水槽(10)中除吸附床(6)中剩余的0.3kg饱和水份外，其余1.3kg的水份就这样经脱附、冷凝等过程被取出本实施例1可每昼夜依次使6个各填充5.2kg硅胶(8)的吸附床(6)吸附、脱附、冷凝、取水，共制取淡水7.8kg平均每m2采光面积的聚光罩(1)每天取水2.6kg。

    太阳能吸附式空气取水吸附式空气取水器如附图1所示：长10m、宽2m的柱状抛物镜太阳能吸附式空气取水聚光罩(1)其焦距为1.0m，聚焦比为10焦平面长10m、宽0.2m；相变蓄冷冷凝罩(2)和透光罩(4)均为长10.04m、直径0.24m的半圆柱壳体，其开口之间可通过橡皮圈(5)相互密封连接其中冷凝罩(2)0.02m厚的夹层内填充有相变温度为20℃的石蜡，其内壁下边缘设有0.01m宽的集水槽(10)集水槽(10)的底部通过取水管(11)和取水阀(12)与外部连接，冷凝罩(2)在上设置被支架(3)支撑於聚光罩(1)上部的焦平面位置上，吸附床(6)为长10m、外径0.2m、内径0.07m、由粗格不锈钢丝网制成的空心圆柱体挂装在冷凝罩(2)内壁顶部设置的22个吊钩(7)下。吸附床(6)中充满直径为0.015m的铜丝网球(9)各铜丝网球(9)内充满总计80.0kg的颗粒状硅胶(8)。为了使吸附床(6)尽可能多地获得太阳能吸附式空气取水采用对呔阳辐射透光率较高、而对长波辐射透光率较低的石英玻璃制作透光罩(4)。当夜晚空气的相对湿度为60％时对应饱和吸水率为30％的硅胶(8)，吸沝量达24.0kg；到了白天将吸附床(6)密封在冷凝罩(2)和透光罩(4)内，让聚光罩(1)接收日平均强度为0.7kW/m2的太阳直射辐射并对吸附床(6)跟踪聚焦3小时，硅胶(8)吸附床(6)在100-150℃的集热温度下脱附至饱和吸水率为5％，此时水份的不断脱附导致密闭空间内含湿量骤然增加使其对应的露点迅速升高至冷凝罩(2)内壁温度以上，导致大量脱附出来的水份同时在冷凝罩(2)内壁冷凝并依重力和表面张力作用沿冷凝罩(2)内壁向下流入其下边缘设置的集水槽(10)中，除吸附床(6)中剩余的4.0kg饱和水份外其余20.0kg的水份就这样经脱附、冷凝等过程被取出。本实施例2可每昼夜依次使3个各填充80.0kg硅胶(8)的吸附床(6)吸附、脱附、冷凝、取水共制取淡水60.0kg，平均每m2采光面积的聚光罩(1)每天取水3.0kg