摘要
偏远岛屿的建筑物通常在孤立的环境条件下运行，这些条件下传统的供水基础设施不可用或不可靠。然而，缺乏针对建筑规模的自主供水系统的理论框架和整合技术仍然是可持续建筑和韧性建筑发展中的关键挑战。现有的大气水收集技术主要关注材料级的吸附能力或短期的水生产性能，而将吸附材料、热传递结构和可再生能源子系统整合到自主建筑供水系统中的系统原理尚未得到充分确立。本研究开发并验证了一种使用MIL-101(Cr)涂层的肋管进行的主动、连续式大气水收集（AWH）系统。在实际实验中，该系统通过管道交替输送冷水（25°C）和热水（50–70°C；在模拟中为50–80°C），使两个并行模块能够独立进行吸附和解吸过程，从而打破了传统的每天单循环模式。利用从MIL-101(Cr)涂层肋管组件获得的实验数据，开发并验证了一个耦合的热质传递模型，所有关键参数的均方根偏差均低于8.5%。在模拟的沿海岛屿条件下（相对湿度75–87%，温度29–32°C），该双模块系统在80°C的解吸温度下可实现高达1.989 kg·m?2·day?1的水生产率，每个模块的循环频率可达9次/48小时。参数分析表明，解吸温度（50–80°C）和解吸程度（50–80%）之间的协同作用决定了日用水量，而每循环的吸附能力保持稳定在约0.91 g/g。能量和经济分析显示，所需辅助电能范围为0.38 (50°C) 至 6.36 kWh·m?3 (80°C)，初步的平准化水成本为1.85–3.2 USD·m?3，与传统岛屿供水方法具有竞争力。
