CN105887970A - 一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置 - Google Patents

一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水机构；太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，蓄电池与集水机构连接；集水机构包括集水箱、储水箱、内嵌式板、散热器、半导体制冷组件和鼓风机，集水箱的下端与储水箱连接，内嵌式板固定于集水箱内的中部，内嵌式板将集水箱的内腔分隔形成冷风风道和热风风道，冷风风道的一端通过过渡风道与热风风道的一端连通；散热器安装于热风风道，半导体制冷组件安装于冷风风道，散热器通过热管与半导体制冷组件连接；集水箱的一侧设有与冷风风道另一端相通的进风口，鼓风机安装于进风口。本发明结构简单、环境要求低、集水效率高且减少对环境的污染。

Description

一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置
技术领域
本发明涉及集水装置，具体来说是一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置。
背景技术
众所周知，水是人类生命活动所必不可少的宝贵资源。目前，全球有不少严重缺水的国家和地区，存在严重的供水不足问题；此外，社会的高速发展也使得巨大的水资源遭受严重的污染而无法供人类使用，越来越严重的水资源短缺问题已成为全世界所关注的焦点，采用制冷集水从空气中取水是解决相关地区水资源匮乏的有效方法之一。
目前，现有的从空气中收集水资源的装置对环境条件也较为苛刻，例如只能用于夜间使用、电源需要外部提供和空气湿度应较大等，在很大程度上限制了集水器的广泛应用。因此如何设计一种无需外接能源且能源源不断能够提供清洁水源的集水器已成为当前的一个重要的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、安装方便、环境要求低、集水效率高的太阳能半导体制冷式集水器。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水机构；所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与集水机构连接；所述集水机构包括集水箱、储水箱、内嵌式板、散热器、半导体制冷组件和鼓风机，所述集水箱的下端与储水箱连接，所述内嵌式板固定于集水箱内的中部，此内嵌式板将集水箱的内腔分隔形成冷风风道和热风风道，所述冷风风道的一端通过过渡风道与热风风道的一端连通；所述散热器安装于热风风道，所述半导体制冷组件安装于冷风风道，且所述散热器通过热管与半导体制冷组件连接；所述集水箱的一侧设有与冷风风道另一端相通的进风口，所述鼓风机安装于进风口。
优选的，所述半导体制冷组件包括半导体制冷片、导冷块和导热块，所述半导体制冷片的热端与导热块连接，所述导热块通过热管与散热器连接，所述导冷块与半导体制冷片的冷端连接；所述导冷块位于冷风风道内。
优选的，所述导冷块的下端端面设有超疏水涂层；同时，所述导冷块的下端端面设有多个凸起，所述凸起的表面设有亲水涂层。
优选的，所述凸起呈半球形，且多个凸起均匀分布于导冷块的下端端面。
优选的，所述过渡风道呈圆弧状。
优选的，所述集水箱和储水箱之间设有净水过滤膜。
优选的，所述散热器通过热管与半导体制冷组件连接形成集水核心，所述集水核心的数量至少一组。
优选的，当集水核心的数量为两组以上时，所述集水核心以一排分布于集水箱。
优选的，所述储水箱的出水口设有水龙头。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置主要由太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水机构构成，其利用太阳能为集水装置提供能量，而集水机构中的半导体制冷片分别为散热器和导冷块提供热量和冷量，实现能量自给，不需要外接能源，且太阳能为清洁能源，不产生污染，达到了节能环保的效果。
2、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中的太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，这利用了调压模块将太阳能发电板转化的不稳定电压转换为稳定的电压输出，从而满足蓄电池的需求。
3、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中，在太阳光强烈时，太阳能发电板输出功率高于集水器功率，蓄电池能够存储多余的由太阳能转化的电能；在太阳光较弱时，太阳能发电板输出功率低于集水器功率，蓄电池能够作为供电电源，保证集水器的正常工作。
4、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中的集水箱内设置上下分布的热风风道和冷风风道，且冷风风道与热风风道通过过渡风道连接，这防止已经冷凝水蒸汽的空气和新送入的空气有效的隔离，保证新送入空气中水蒸汽的冷凝效率，从而提高集水效率。
5、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中的集水箱内设置上下分布的热风风道和冷风风道，且冷风风道与热风风道通过过渡风道连接，则外界空气通过鼓风风扇从进风口缓缓输送进入冷风风道中再经过热风风道而流出外界，能够使得外界新鲜空气缓缓不断送入，确保风道中空气的水蒸汽含量没有太大变化，从而确保集水器的集水效率。
6、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中的热风风道与冷风风道通过圆弧状的过渡风道连接，外界空气通过冷风风机输送进入冷风风道中再经过热风风道而流出外界，能够使得半导体制冷片的热端及时散热、半导体制冷片的冷端及时供冷，工作条件温和，从而有效提高半导体制冷片的制冷效率以及工作寿命。
7本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中设置有至少有1个集水核心，可根据实际需求的变化而增减数量，以最大限度应对水资源的需求。
8、本太阳能光伏半导体制冷式集水装置中的导冷块的下端除半球形凸起外的表面涂有超疏水涂层，半球形凸起涂有亲水涂层，可有效防止导冷块上形成水膜，进而使导冷块上的凝结水聚集成水珠落下，有效提高表面凝结水的凝结效率。
附图说明
图1是本发明实施例1太阳能光伏半导体制冷式集水装置的整体结构示意图。
图2是本发明实施例1集水机构的结构示意图。
图3是本发明实施例1集水核心的结构示意图。
图4是本发明实施例2集水机构的结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1：
如图1至图3所示，本太阳能光伏半导体制冷式集水装置，包括太阳能发电板1、调压模块2、蓄电池3和集水机构4；所述太阳能发电板1通过调压模块2与蓄电池3连接，所述蓄电池3与集水机构4连接；所述集水机构4包括集水箱401、储水箱402、内嵌式板403、散热器404、半导体制冷组件405和鼓风机406，所述集水箱401的下端与储水箱402连接，所述内嵌式板403固定于集水箱401内的中部，此内嵌式板403将集水箱401的内腔分隔形成冷风风道407和热风风道408，所述冷风风道407的一端通过过渡风道409与热风风道408的一端连通；所述散热器404安装于热风风道408，所述半导体制冷组件405安装于冷风风道407，且所述散热器404通过热管410与半导体制冷组件405连接；所述集水箱401的一侧设有与冷风风道407另一端相通的进风口411，所述鼓风机406安装于进风口411。具体地，本实施例中的调压模块2为DC-DC调压模块，此DC-DC调压模块可从市场直接购买，此DC-DC调压模块使在各种阳光强度下输入蓄电池两端的电压均为固定值，防止电压过高损坏蓄电池。内嵌式板403通过焊接固定于集水箱内，这固定方式稳定牢固。
所述半导体制冷组件405包括半导体制冷片412、导冷块413和导热块414，所述半导体制冷片412的热端与导热块414连接，所述导热块414通过热管410与散热器404连接，所述导冷块413与半导体制冷片412的冷端连接；所述导冷块413位于冷风风道407内。此半导体制冷组件705的结构简单，安装方便的制冷效率高，保证了空气中水蒸汽的凝结。
所述导冷块413的下端端面设有超疏水涂层；同时，所述导冷块413的下端端面设有多个凸起7，所述凸起7的表面设有亲水涂层。所述凸起7呈半球形，且多个凸起7均匀分布于导冷块413的下端端面。这有效防止导冷块413上形成水膜，进而使导冷块413上的凝结水聚集成水珠落下，有效提高表面凝结水的凝结效率。
所述过渡风道409呈圆弧状。圆弧状的过渡风道409保证了集水箱401内空气流动的平稳定，以进一步提高空气中水蒸汽的冷凝效率，故提高了集水机构4的集水效率。
所述集水箱401和储水箱402之间设有净水过滤膜5。这保证了收集储放的液态水的洁净度。
所述散热器404通过热管410与半导体制冷组件405连接形成集水核心，所述集水核心的数量至少一组；而当集水核心的数量为两组以上时，所述集水核心以一排分布于集水箱401。集水核心可根据实际需求的变化(如集水箱的大小或空气中水蒸汽的浓度)而增减数量，以最大限度应对水资源的需求。本实施例中的集水核心的数量为1组。
所述储水箱402的出水口设有水龙头6。水龙头6可有效控制储水箱402内的水的排放。
在实际工作中，经太阳光的照射，使太阳能发电板1转化而来的电能经调压模块2稳定储存在蓄电池3中，由蓄电池3将电能供给集水机构4，保证集水机构4正常工作。在集水机构4中，鼓风机406工作使外界空气源源不断输送入冷风风道407中，同时在半导体制冷片412冷端的作用下，空气中的水蒸汽冷凝成为液态水凝结于导冷块413，进而滴落经由净水过滤膜5而进入储水箱402中储存，故可有效地将空气中的水蒸气冷凝收集，实现从空气中收集液态水。
实施例2：
本太阳能光伏半导体制冷式集水装置除以下技术特征外同实施例1：如图4所示，所述散热器通过热管与半导体制冷组件连接形成集水核心，所述集水核心具有两组，所述集水核心以一排分布于集水箱。采用两组集水核心，这进一步提高了集水机构的集水效率。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水机构；所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与集水机构连接；所述集水机构包括集水箱、储水箱、内嵌式板、散热器、半导体制冷组件和鼓风机，所述集水箱的下端与储水箱连接，所述内嵌式板固定于集水箱内的中部，此内嵌式板将集水箱的内腔分隔形成冷风风道和热风风道，所述冷风风道的一端通过过渡风道与热风风道的一端连通；所述散热器安装于热风风道，所述半导体制冷组件安装于冷风风道，且所述散热器通过热管与半导体制冷组件连接；所述集水箱的一侧设有与冷风风道另一端相通的进风口，所述鼓风机安装于进风口。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述半导体制冷组件包括半导体制冷片、导冷块导热块，所述半导体制冷片的热端与导热块连接，所述导热块通过热管与散热器连接，所述导冷块与半导体制冷片的冷端连接；所述导冷块位于冷风风道内。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述导冷块的下端端面设有超疏水涂层；同时，所述导冷块的下端端面设有多个凸起，所述凸起的表面设有亲水涂层。
4.根据权利要求3所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述凸起呈半球形，且多个凸起均匀分布于导冷块的下端端面。
5.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述过渡风道呈圆弧状。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述集水箱和储水箱之间设有净水过滤膜。
7.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述散热器通过热管与半导体制冷组件连接形成集水核心，所述集水核心的数量至少一组。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：当集水核心的数量为两组以上时，所述集水核心以一排分布于集水箱。
9.根据权利要求1所述的太阳能光伏半导体制冷式集水装置，其特征在于：所述储水箱的出水口设有水龙头。
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