CN105089103A - 移动式太阳能空气取水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种移动式太阳能空气取水系统，白天太阳能电池给风机和斯特林制冷机供电，晚上蓄电池给风机和斯特林制冷机供电，斯特林制冷机冷端与凝水器内热管连接，凝水器内热管与回热器收集并冷却的空气进行冷热交换，热管上的翅片析出的冷凝水，在热管上翅片上凝结后顺着流入凝水器下方的集水器内存储，凝水器内冷空气回到回热器对回热器收集的空气冷却，形成冷却循环。所使用的能源完全由太阳能提供，在沙漠地区具有充足的太阳能资源，用于解决沙漠等干旱地区运输时的用水问题；结合斯特林制冷机体积小，结构紧凑，方便携带，在低温区的制冷效率高；本发明具体绿色、环保、无污染、可在白天与晚上持续取水。

Description

移动式太阳能空气取水系统

技术领域

本发明涉及一种取水设备，特别涉及一种移动式太阳能空气取水系统。

背景技术

随着人类社会的发展，环境问题越来越严重，尤其是土地沙漠化，淡水资源匮乏，能源问题尤为突出。在我国一些沙漠和干旱地区水资源匮乏，在这些地区运输物资或人员时，只能依靠远距离运输，但是在运输物资时车内的空间有限，运输大量的水很不方便，所以在这些地区用水问题是一个难题。空气含有一部分水蒸气，即使是干旱的沙漠地区，空气中的相对湿度也能达到20%以上，因此，利用太阳能从空气中提取淡水十分可观。现已经发明的空气取水装置大多都是吸附式取水，基本采用吸附能力较强的吸附材料，晚上吸附，白天加热脱附，这种设备往往体积庞大，不方便与携带与运输。而且吸附式取水需要一个白天和一个夜晚作为一个取水周期，不能在白天单独取水。

发明内容

本发明是针对沙漠地区取水存在的问题，提出了一种移动式太阳能空气取水系统，可以在白天利用太阳能从空气中取水，该系统能有效的为运输人员提供用水。

本发明的技术方案为：一种移动式太阳能空气取水系统，包括过滤网、风机、回热器、凝水器、集水器、太阳能电池、蓄电池、铜板、热管和斯特林制冷机，空气经过滤网过滤除尘除杂后，由风机引入到进风口，进风口管道和回热器连接，经过滤后的空气通过管道进入回热器，进行冷却后进入凝水器，凝水器内分布有数根热管，热管冷端通过铜板连接斯特林制冷机冷端换热器，热管热端分布有密集的翅片，回热器流入的冷却空气与热管热端进行冷热交换，析出的冷凝水在翅片上凝结后顺着流入凝水器下方的集水器内存储，凝水器内空气通过凝水器另一端的出口排回到回热器内，对进入回热器的热空气进行冷却，废气从回热器的出气口排出；太阳能电池固定于车体运输箱上方，和蓄电池相连接，白天太阳能电池给风机和斯特林制冷机供电，晚上蓄电池给风机和斯特林制冷机供电。

所述热管采用吸液芯热管，热管冷端一端插入铜板密封固定，另一端热端分布翅片。

所述铜板一端开数个孔，与热管的冷端配合连接，铜板另一端一大孔，斯特林制冷机冷端换热器内嵌在大孔内。

本发明的有益效果在于：本发明移动式太阳能空气取水系统，所使用的能源完全由太阳能提供，在沙漠地区具有充足的太阳能资源，用于解决沙漠等干旱地区运输时的用水问题；结合斯特林制冷机体积小，结构紧凑，方便携带，在低温区的制冷效率高；本发明具体绿色、环保、无污染、可在白天与晚上持续取水。

附图说明

图1为本发明移动式太阳能空气取水系统结构示意图；

图2为本发明斯特林制冷机与热管连接示意图；

图3为本发明连接斯特林制冷机冷端换热器与热管的铜板示意图。

具体实施方式

如图1所示移动式太阳能空气取水系统结构示意图，系统包括空气取水装置和斯特林制冷机；空气取水装置包括过滤网1、风机2、回热器3、凝水器4、集水器5、太阳能电池8、蓄电池7、铜板14、热管12。

如图2所示斯特林制冷机系统与热管连接示意图，斯特林制冷机6包括：线性压缩机18、热端换热器17、冷指16、冷端换热器13，热端换热器17接线性压缩机18，冷指16连接热端换热器17和冷端换热器13，线性压缩机18推动压缩活塞产生压力波，在冷指16内部有膨胀活塞，膨胀活塞在压力波的驱动下膨胀制冷，冷量通过冷端换热器13传递给铜板14。斯特林制冷机所用工质为氦气。

斯特林制冷机冷端换热器13内嵌与开孔铜板14内，铜板14另一端开孔，与热管12的冷端紧密接触，实现充分换热，热管传热效率高，使用热管进行冷量传递和热量散发，在较小的空间能达到较大的换热量。

热管12采用吸液芯热管，热管12一端插入铜板14密封固定，热管12另一端热端分布有翅片15。

空气经过过滤网1过滤除尘除杂后，由风机2引入到进风口，其中风机2可由太阳能电池8供电，太阳能电池8固定于车体运输箱上方，和蓄电池7相连接，蓄电池7将在晚上为制冷机系统6及风机2提供动力；进风口管道和回热器3连接，经过滤后的空气通过管道进入回热器3，在回热器3内进行冷却，回热器3再与凝水器4连接，初步预冷后的空气进入凝水器4，凝水器4内分布有热管12，热管冷端通过铜板14连接斯特林制冷机冷端换热器13，热管热端分布有密集的翅片15，由回热器3流入的空气，在热管12的热端与热管充分换热冷却，直到温度降至露点温度以下，析出冷凝水，水滴在翅片15上凝结后顺着流入凝水器4下方的集水器5内存储；空气在凝水器4内析出水后，通过凝水器另一端的出口排回到回热器3内，对进入回热器3的热空气进行冷却，实现冷量的回收利用，最后的废气从回热器的出气口10排出。斯特林制冷机6用导线11和蓄电池7连接。回热器为间壁式换热器，采用高效紧凑的板翅式换热器。

如图3所示连接斯特林制冷机冷端换热器与热管的铜板示意图，铜板14一端有若干小孔用于固定热管12的冷端，并增大换热面积，每个孔不小于热管12的直径，铜板14另一端开孔大小不小于斯特林制冷机冷端换热器13的直径（图中虚线），铜板厚度可根据实际情况选取。

本发明把斯特林制冷机与太阳能结合用于实现沙漠等干旱地区的空气取水过程，该系统采用斯特林制冷，其在低温区制冷效率高，体积小，便于运输时携带；采用吸液芯热管，其传热效率高，使用热管进行冷量传递和热量散发，在较小的空间能达到较大的换热量，将热管与斯特林用铜板紧密连接，增大了其换热面积，提高了管热效率，实现了在沙漠等干旱地区运输过程中的取水。

Claims (3)

1.一种移动式太阳能空气取水系统，其特征在于，包括过滤网、风机、回热器、凝水器、集水器、太阳能电池、蓄电池、铜板、热管和斯特林制冷机，空气经过滤网过滤除尘除杂后，由风机引入到进风口，进风口管道和回热器连接，经过滤后的空气通过管道进入回热器，进行冷却后进入凝水器，凝水器内分布有数根热管，热管冷端通过铜板连接斯特林制冷机冷端换热器，热管热端分布有密集的翅片，回热器流入的冷却空气与热管热端进行冷热交换，析出的冷凝水在翅片上凝结后顺着流入凝水器下方的集水器内存储，凝水器内空气通过凝水器另一端的出口排回到回热器内，对进入回热器的热空气进行冷却，废气从回热器的出气口排出；太阳能电池固定于车体运输箱上方，和蓄电池相连接，白天太阳能电池给风机和斯特林制冷机供电，晚上蓄电池给风机和斯特林制冷机供电。

2.根据权利要求1所述移动式太阳能空气取水系统，其特征在于，所述热管采用吸液芯热管，热管冷端一端插入铜板密封固定，另一端热端分布翅片。

3.根据权利要求2所述移动式太阳能空气取水系统，其特征在于，所述铜板一端开数个孔，与热管的冷端配合连接，铜板另一端一大孔，斯特林制冷机冷端换热器内嵌在大孔内。