具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1、一种太阳能驱动吸附式空气取水随身瓶，如图1-6所示，包括依次连接的风机、 电加热器、吸附单元、水过滤单元和集水单元；风机、电加热器、吸附单元均设置于空气流 道外壳3之内，空气流道外壳3用以给风机、电加热器、吸附单元提供保护的同时作为空气 流动的通道和吸附取水的通道，空气流道外壳3内设有半导体制冷片1101用于冷凝制水，水 过滤单元和集水单元设于空气流道外壳3之外，用于过滤和收集冷凝水；风机、电加热器和 半导体制冷片1101由供能单元提供工作所需能源。

风机包括风扇保护壳103，在风扇保护壳103之内设有DC直流风扇102，直流风扇耗电 省噪音低，可以采用外接电源供电，从而更适合随身携带使用；风扇保护壳103上设有金属 网罩101，作为空气的入口并用以防杂物进入取水瓶内，金属网罩101位于空气流道外壳3 的上端开口处，风扇保护壳103与空气流道外壳3固定连接。

电加热器包括设于加热器外壳202之内的PTC陶瓷发热体201，如图3所示，PTC陶瓷发热具有热阻小、换热效率高和体积小的优点，PTC陶瓷发热体201可以采用低至3.7V的直流电源，为应用广泛的成熟技术，适合设计为随身携带的小型化器件；风扇保护壳103、加热器外壳202之间通过法兰密封连接，空气被风机从外界吸入，经过电加热器的PTC陶瓷发热体201，温度升高成为热空气，然后进入吸附单元。

吸附单元包括吸附外壳1001，如图4所示，吸附外壳1001的上端开口通过螺纹与加热 器外壳202相连接，吸附外壳1001的内部依次排列的吸附剂1002，吸附剂1002为经硅溶胶 固化的活性炭纤维/氯化锂/乙酸钠双盐复合吸附剂，具有高吸湿性和宽吸附域，制成波纹状和 片状的吸附剂1002依次排列且相互间留有空隙，形成良好的空气流通的通道，增加了吸附剂 与空气的接触面积；吸附外壳1001的底端开口处设有许多可供空气通过的孔道1003。

空气流道外壳3外形为上下两端开口的圆筒形，如图2所示，风机、电加热器和吸附单 元均设置在空气流道外壳3内，在空气流道外壳3内设有第一环形内壁301、第二环形内壁 302；第一环形内壁301为U型的筒状，顶部开口底部封闭，吸附单元悬空地设于第一环形内壁301中，即，吸附外壳1001底部的孔道1003与第一环形内壁301的底部留有距离，从 而使得吸附外壳1001的底部与第一环形内壁301的底部、吸附外壳1001的四周与第一环形 内壁301之间形成第一空气流道303，第一空气流道303的顶端封闭；第一环形内壁301的U 型底部设有一个水流出口306，水流出口306为一个细小的开口，从而使得从吸附单元向下 出来的空气遇到第一环形内壁301的底部受阻后，改成从下往上流动，又使得半导体制冷片1101产生的冷凝水可以从水流出口306流下去进入水过滤单元；

第二环形内壁302为上下两端开口的圆筒形，套在第一环形内壁301之外，从而使得第 一环形内壁301与第二环形内壁302之间形成第二空气流道304，第二空气流道304的顶端 封闭，底端开口与外界流通，第二环形内壁302的底端设有外展的裙边307，从而使得第二 空气流道304下端开口为喇叭形开口，防止热空气直接吹在下部的水过滤单元和集水单元上； 第二环形内壁302与空气流道外壳3之间为一个不与外界环境空气联通的封闭的空气夹层305， 可以对内部起到保温绝热的作用。吸附单元、第一环形内壁301、第二环形内壁302和空气 流道外壳3由内向外依次同心圆设置。

第一环形内壁301的上半部分设有多个镂空的气孔308，第一空气流道303中的空气通 过气孔308进入第二空气流道304，再排出到外界空气中。

第一环形内壁301下半部分为环绕吸附单元的环形开口用以设置环形的半导体制冷片 1101，半导体制冷片1101与第一环形内壁301固定连接，且半导体制冷片1101的冷端朝内、 热端朝外，冷端散热片1102紧贴着半导体制冷片1101的冷端设置，位于第一空气流道303 中，热端散热片1103紧贴着半导体制冷片1101的热端设置，位于第二空气流道304中；在 取水阶段，从吸附外壳1001出来的热湿空气首先在第一空气流道303自下而上地掠过冷端散 热片1102，空气中的水蒸气在冷端散热片1102表面被冷凝为液态水，在重力作用下汇聚并 从第一环形内壁301的底部的水流出口306流出，被冷却后的空气则从第一空气流道303中 通过气孔308进入第二空气流道304，自上而下地掠过热端散热片1103表面与其进行换热， 达到为半导体制冷片1101的热端降温的目的，然后从第二空气流道304下端开口排放到外界；

作为更好的具有便携性，吸附外壳1001、第一环形内壁301、第二环形内壁302和空气 流道外壳3由内向外呈同心圆分布，且空气流道外壳3、第一环形内壁301和第二环形内壁 302为一体化设计，吸附外壳1001和空气流道外壳3之间通过螺纹连接，可拆卸，以便吸附 剂1002的更换。

空气流道外壳3的外立面上有控制器7，DC直流风扇102、PTC陶瓷发热体201和半导体制冷片1101均与控制器7电连接；控制器7包括定时器以及分别与DC直流风扇102、PTC 陶瓷发热体201、半导体制冷片1101相连的开关，本发明的运行模式为多次连续循环，每次 循环包括吸附-再生的过程，通过手动或定时控制DC直流风扇102、PTC陶瓷发热体201、 半导体制冷片1101的开启或关闭来控制吸附-再生阶段的切换，从而实现取水功能。

水过滤单元有圆筒形的过滤外壳401，过滤外壳401的两端开口且均设有螺纹，过滤外 壳401的上端开口通过螺纹与水流出口306相连接，过滤外壳401的内部为多层填充材料， 分别为蓬松海绵层402，洁净沙砾层403，活性碳颗粒层404，晴纶棉层405和纱布层406；蓬松海绵层402和洁净沙砾层403起到粗效过滤的作用，活性炭颗粒层404起到净化水质的作用，晴纶棉层405和纱布层406的作用是进一步过滤水，同时防止沙砾和活性炭颗粒漏出。

集水单元，如图6所示，包括集水瓶盖5和集水瓶6，集水瓶盖5通过螺纹与过滤外壳401的下端开口和集水瓶6的上端开口连接在一起，集水瓶盖5的内部为漏斗形，方便从水过滤单元出来的水汇聚于集水瓶6中。

供能单元包括太阳能薄膜电池8和蓄电池9，太阳能薄膜电池8和蓄电池9与控制器7 为可拆卸的电连接，太阳能薄膜电池8采用柔性可折叠的，白天以太阳能薄膜电池8供能时， 太阳能薄膜电池8通过电源线与控制器7相连接，夜晚以蓄电池9供能时，更换为蓄电池9 通过电源线与控制器7相连接；

本发明的使用方法为：

1、本装置一次完整的循环包括吸附阶段和再生阶段，通过控制器7上的定时器分别设置 吸附阶段和再生阶段，根据吸附剂的吸放湿特性，同时也为了防止吸附剂发生溢液现象和节 约再生能耗，吸附阶段的时间设置为3～4h，再生阶段的时间设置为1～2h，一日之内24小时 连续工作可运行4～6次完整的循环；

研究表明，再生速率远高于吸附速率，再生过程花费的时间应比吸附更短，而现有吸附 式空气取水系统的运行模式为夜晚吸附、白天再生，长时间的吸附将使吸附剂发生溢液现象， 造成吸附剂的流失，从而让吸附剂的性能下降，并且白天将有相当一部分时间系统并未运行， 这造成了时间的浪费。本发明的运行模式为一天内运行4～6次循环进行吸附-再生过程，一次 吸附时间为3～6h，再生时间为1～2h，提高了时间利用率，避免了溢液问题。

2、吸附阶段：

仅DC直流风扇102开启，上电工作，PTC陶瓷发热体201和半导体制冷片1101关闭不工作；

DC直流风扇102带动空气流动自上而下地进入吸附外壳1001中，此时进入吸附剂1002 内的空气状态参数与外界空气相同，吸附剂1002吸收空气中的水蒸气，使其含湿量降低；经 过长时间吸附，吸附剂1002吸湿逐渐接近饱和，吸附阶段的时间设为3～4h，从而使得吸附 剂1002接近而未达到饱和的状态，避免了溢液现象的发生；

含湿量降低的空气进入第一空气流道303中，自下而上流动，然后通过气孔308进入第 二空气流道304，自上而下流动，从第二空气流道304下端开口排放到外界，此过程并不能 生产水；

3、再生阶段：吸附阶段后切换进入再生阶段：

DC直流风扇102、PTC陶瓷发热体201和半导体制冷片1101同时开启，均上电工作；

DC直流风扇102将外界湿空气引入，并在通过PTC陶瓷发热体201时被等湿加热，变为高温低湿的空气之后与吸附剂1002进行热质交换，使吸附剂1002中的水分不断脱附变成水蒸气并进入空气中，实现对高温空气的加湿。接着高温高湿空气进入第一空气流道303，自下而上流动，其中的水蒸气经过冷端散热片1102表面被冷凝为液态水，在重力的作用下经 由水流出口306被收集至过滤外壳401中，而冷却后的空气则通过第一环形内壁301上的气 孔308进入第二空气流道304，自上而下流动，与热端散热片1103进行换热，达到为半导体 制冷片1101的热端降温的目的，然后从第二空气流道304的下端开口排放到外界。

4、步骤3获得的冷凝水在过滤外壳401中，依次经过蓬松海绵层402，洁净沙砾层403， 活性碳颗粒层404，晴纶棉层405和纱布层406的多层过滤后被集水瓶盖5收集在集水瓶6 中，若欲取用所收集的水或更换集水瓶6，则只需关闭供能单元，从集水瓶盖5上拧下集水 瓶6即可。

5、当具有阳光辐射时，本装置采用太阳能薄膜电池8供电，否则采用蓄电池9供电。

另外，需说明的是本发明所用的吸附剂1002为硅溶胶固化活性炭纤维毡/氯化锂+乙酸钠 双盐的复合吸附剂，按照申请号为202110725018.8的发明《二氧化硅-活性炭纤维毡-双盐复 合干燥剂及其制备方法》进行制备，具体如下：

(1)、将活性碳纤维毡放入120℃烘箱中干燥4h后取出，待冷却至室温后，得到含水率 ≦3％的干燥后活性碳纤维毡；

取上述干燥后活性碳纤维毡浸渍在过量的15wt.％浓度的二氧化硅液体中2小时；然后取 出置于120℃烘箱中干燥4h；

说明：过量代表浸渍时间到达后，二氧化硅液体仍然有余量，即，二氧化硅液体不能全 部被干燥后活性碳纤维毡所吸收。

(2)、先分别配置30wt.％氯化锂水溶液，26.6wt.％的乙酸钠水溶液，将氯化锂水溶液 与乙酸钠水溶液按照设定的体积比(约3:1)混合，得混合盐溶液；所得混合盐溶液中氯化锂的 质量浓度为23％，乙酸钠的质量浓度为6％；即，氯化锂:乙酸钠＝3.8:1的浓度比；

将步骤(1)所得烘干后活性碳纤维毡浸渍在过量的混合盐溶液中，浸渍时间为8h，然后取 出置于120℃烘箱中烘干4h，得氯化锂和乙酸钠双盐改性的二氧化硅-活性炭纤维。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不 限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导 出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。