CN107905298A - 一种用于干旱地区的风能制水控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于干旱地区的风能制水控制系统，包括基座，基座顶部设置有支撑柱，支撑柱上设置有转向轴风机，基座底部连接有连接管，连接管末端连接有集水器，集水器设置在地表以下的土层中，基座设置在地面；集水器包括回转腔，回转腔底部连接有储水罐，储水罐底部通过排水管与基座相连；排水管上设置有水泵；基座上设有出水口，出水口与排水管相连，出水口上设置有电磁阀；基座内设置有控制柜，控制柜内设置有控制电路，水泵与控制电路电连接；控制电路包括中央处理单元。解决了干旱地区取水困难的问题，解决了沙漠地区无法生产水的问题，解决了干旱地区生活的人们取水成本高的问题。

Description

一种用于干旱地区的风能制水控制系统

技术领域

本发明涉及一种制水设备，特别是涉及一种用于干旱地区的风能制水控制系统。

背景技术

水（H₂O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。

水资源是被人类在生产和生活活动中广泛利用的资源，不仅广泛应用于农业、工业和生活，还用于发电、水运、水产、旅游和环境改造等。在各种不同的用途中，有的是消耗用水，有的则是非消耗性或消耗很小的用水，而且对水质的要求各不相同。这是使水资源一水多用、充分发展其综合效益的有利条件。全世界的淡水极度缺乏，特别是特殊气候形成的盐碱地、海边沙漠气候，空气中有大量水源不能得到充分利用。

这样存在取水困难，水源得不到保障，生活中的水成本过高的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于干旱地区的风能制水控制系统，解决了干旱地区取水困难的问题，解决了沙漠地区无法生产水的问题，解决了干旱地区生活的人们取水成本高的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于干旱地区的风能制水控制系统，包括基座，基座顶部设置有支撑柱，支撑柱上设置有转向轴风机，基座底部连接有连接管，连接管末端连接有集水器，集水器设置在地表以下的土层中，基座设置在地面；集水器包括回转腔，回转腔底部连接有储水罐，储水罐底部通过排水管与基座相连；排水管上设置有水泵；基座上设有出水口，出水口与排水管相连，出水口上设置有电磁阀；基座内设置有控制柜，控制柜内设置有控制电路，水泵与控制电路电连接；控制电路包括中央处理单元；基座上设置有第二温度传感器，储水罐内设置有水深度传感器，回转腔或储水罐的侧壁上设置有第一温度传感器；水深度传感器、第一温度传感器和第二温度传感器通过电缆与控制电路信号相连；控制电路包括中央处理单元、触控显示屏，触控显示屏与中央处理单元信号相连。

进一步地，本发明公开了一种用于干旱地区的风能制水控制系统的优选结构，所述支撑柱顶部与转向轴风机相连，转向轴风机包括固定轴，固定轴上通过轴承活动连接有转轴，转轴上设置有风机外壳，风机外壳内设置有发电机；风机外壳内活动连接有风机轴，发电机的转轴与风机轴动力相连，风机轴穿过风机外壳的一端连接有若干风页，风机轴顶部设置有导流罩，风机外壳上与导流罩相对的另一侧设置有尾杆，尾杆与风机轴同轴心设置；尾杆末端设置有尾翼。

进一步地，所述控制电路包括A/D转换电路，信号调理电路，电开关的输出端与信号调理电路的输入端电连接，信号调理电路的输出端与A/D转换电路输入端信号相连，A/D转换电路输出端与中央处理单元信号相连；控制电路包括D/A转换电路和电机驱动电路，中央处理单元的信号输出端与D/A转换电路的信号输入端信号相连，D/A转换电路的输出端与电机驱动电路信号相连，电机驱动电路输出端与水泵电连接；水深度传感器、第一温度传感器和第二温度传感器通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接；控制电路包括电磁阀驱动电路，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀电连接，电磁阀驱动电路的输入端与D/A转换电路信号相连。

进一步地，所述基座旁设置有鼓风机，鼓风机的输入端与进风口相连，基座上设置有出风口；连接管内设置有进风通道、出风管，进风通道与鼓风机的输出端相连；电机驱动电路输出端与鼓风机电连接；进风通道上设置有风速传感器和湿度传感器；风速传感器和湿度传感器通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接。

进一步地，所述回转腔与连接管相连，回转腔的侧壁上斜向上设置有若干吸热管，回转腔内设置有分叉接头，分叉接头上连接有若干进风管，进风管伸进吸热管顶部，分叉接头的输入端与进风通道相连，回转腔内通过出风管与出风口相连。

进一步地，所述吸热管外壁上设置有若干散热片，吸热管内壁顶部设置有若干引导片，吸热管内引导片竖直向下的管壁上开有集水孔，集水孔通过微导管与储水罐相连。

进一步地，所述控制电路包括电源管理电路、蓄电池，电源管理电路的电能输入端与发电机电连接，电源管理电路输出端分别与电机驱动电路和蓄电池的电能输入端电力相连，电源管理电路的信号输入端与D/A转换电路的输出端信号相连。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.通过设置本发明，从而能实现在从空气中获取水，提高了水源地的选择范围；采用风能为设备提供电能，成本低廉，节能环保。

2.降低了干旱地区人们的取水成本，提高生活质量；采用集水孔和微导管收集水分，从而能减少空气流动时带走一部分水分，提高设备的产量；

3．将风能转换为电能为设备提供能量，生产过程中不消耗外来能量，节能环保；且生产的水质量高，能直接用作生活用水。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是集水器结构示意图；

图3是集水器剖面结构示意图；

图4是基座结构示意图；

图5是集水器横截面结构示意图；

图6是吸热管侧面结构意图；

图7是转向轴风机结构示意图；

图中标记：1是集水器，2是连接管，3是基座，4是支撑柱，5是垂直轴风机，6是储水罐，7是排水管，8是回转腔，9是散热片，10是吸热管，11是分叉接头，12是进风管，13是进风通道，14是出风管，15是鼓风机，16是进风口，17是出风口，18是控制柜，19是导流罩，20是固定轴，21是尾杆，22是尾翼，23是转轴，24是风页，25是水泵，26是电磁阀，27是出水口，28是风机外壳；29是第一温度传感器，30是水深度传感器，31是风速传感器，32是湿度传感器，33是第二温度传感器；

101是引导片，102是集水孔，103是微导管。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图7所示，本发明公开了一种用于干旱地区的风能制水控制系统，包括基座3，基座3顶部设置有支撑柱4，支撑柱4上设置有转向轴风机，基座3底部连接有连接管2，连接管2末端连接有集水器1，集水器1设置在地表以下的土层中，基座3设置在地面；集水器1包括回转腔8，回转腔8底部连接有储水罐6，储水罐6底部通过排水管7与基座3相连；排水管7上设置有水泵25；基座3上设有出水口27，出水口27与排水管7相连，出水口27上设置有电磁阀26；基座3内设置有控制柜18，控制柜18内设置有控制电路，水泵25与控制电路电连接；控制电路包括中央处理单元。基座3上设置有第二温度传感器33，储水罐6内设置有水深度传感器30，回转腔8或储水罐6的侧壁上设置有第一温度传感器29；水深度传感器30、第一温度传感器29和第二温度传感器33通过电缆与控制电路信号相连；控制电路包括中央处理单元、触控显示屏，触控显示屏与中央处理单元信号相连。

进一步地，本发明公开了一种用于干旱地区的风能制水控制系统的优选结构，所述支撑柱4顶部与转向轴风机相连，转向轴风机包括固定轴20，固定轴20上通过轴承活动连接有转轴23，转轴23上设置有风机外壳28，风机外壳28内设置有发电机；风机外壳28内活动连接有风机轴，发电机的转轴与风机轴动力相连，风机轴穿过风机外壳18的一端连接有若干风页24，风机轴顶部设置有导流罩19，风机外壳28上与导流罩19相对的另一侧设置有尾杆21，尾杆21与风机轴同轴心设置；尾杆21末端设置有尾翼22。

进一步地，所述电路包括A/D转换电路，信号调理电路，电开关的输出端与信号调理电路的输入端电连接，信号调理电路的输出端与A/D转换电路输入端信号相连，A/D转换电路输出端与中央处理单元信号相连；控制电路包括D/A转换电路和电机驱动电路，中央处理单元的信号输出端与D/A转换电路的信号输入端信号相连，D/A转换电路的输出端与电机驱动电路信号相连，电机驱动电路输出端与水泵25电连接；水深度传感器30、第一温度传感器29和第二温度传感器33通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接；控制电路包括电磁阀驱动电路，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀26电连接，电磁阀驱动电路的输入端与D/A转换电路信号相连。

进一步地，所述基座3旁设置有鼓风机15，鼓风机15的输入端与进风口16相连，基座3上设置有出风口17；连接管2内设置有进风通道13、出风管14，进风通道13与鼓风机15的输出端相连；电机驱动电路输出端与鼓风机15电连接；进风通道13上设置有风速传感器31和湿度传感器32；风速传感器31和湿度传感器32通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接。

进一步地，所述回转腔8与连接管2相连，回转腔8的侧壁上斜向上设置有若干吸热管10，回转腔8内设置有分叉接头11，分叉接头11上连接有若干进风管12，进风管12伸进吸热管10顶部，分叉接头11的输入端与进风通道13相连，回转腔8内通过出风管14与出风口17相连。

进一步地，所述吸热管10外壁上设置有若干散热片9，吸热管10内壁顶部设置有若干引导片101，吸热管10内引导片101竖直向下的管壁上开有集水孔102，集水孔102通过微导管103与储水罐6相连。

进一步地，所述控制电路包括电源管理电路、蓄电池，电源管理电路的电能输入端与发电机电连接，电源管理电路输出端分别与电机驱动电路和蓄电池的电能输入端电力相连，电源管理电路的信号输入端与D/A转换电路的输出端信号相连。

进一步地，所述发电机、蓄电池、鼓风机15通过电缆分别与控制电路电连接。

吸热管10和散热片9均采用铝合金制成，吸热管10和散热片9的表面均采用阳极氧化处理。储水罐6内壁还涂设有一层抗菌涂层，抗菌涂层厚度在0.010-0.15mm厚。

具体使用时，将本发明设置在潮湿的环境中，集水器1设置在土层常温区内，一段时间过后，储水罐6中就会产生一定的淡水，实现淡水的供应。

具体运行过程，当有微风拂过，风页24在风的吹拂下通过带动风杆22带动转轴21转动；转轴21转动带动发电机转动，发电机将动能转换成电能并通过电缆输送到控制柜18，控制柜18中的控制电路将一部分电能通过蓄电池存储起来，一部分电能输送到鼓风机15中，鼓风机15开始转动。

鼓风机15运行时，将带水蒸气的空气从进风口16吸入，通过进风通道13输入到分叉接头11，然后进入进风管12；白昼，空气的温度大于大地内的温度，当空气进入吸热管10中，空气会被冷却，空气中的水蒸气会凝结成水珠并附着在吸热管10内壁上，水珠会顺着引导片101滴入集水孔102中，然后水珠会顺着微导管103流入储水罐6中并存储起来；这样，就能实现在从空气中获取水，提高了水源地的选择范围；降低了干旱地区人们的取水成本，提高生活质量；生产过程中不消耗能量，节能环保；且生产的水质量高，能直接用作生活用水。采用风能作为系统的能源输入，不会消耗能量，效率高，节能环保，运行成本低。

中央处理单元通过D/A转换电路控制电能的分配，当需要取水时，打开电磁阀26时电开关将脉冲电信号传递给信号调理电路，信号调理电路信号放大后传递给A/D转换电路，A/D转换电路将电信号转换成数字信号并传递给中央处理单元，中央处理单元通过D/A转换电路控制点击驱动电路驱动水泵25运行，将储水罐6中的水输送到出水口。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：包括基座（3），基座（3）顶部设置有支撑柱（4），支撑柱（4）上设置有转向轴风机，基座（3）底部连接有连接管（2），连接管（2）末端连接有集水器（1），集水器（1）设置在地表以下的土层中，基座（3）设置在地面；集水器（1）包括回转腔（8），回转腔（8）底部连接有储水罐（6），储水罐（6）底部通过排水管（7）与基座（3）相连；排水管（7）上设置有水泵（25）；基座（3）上设有出水口（27），出水口（27）与排水管（7）相连，出水口（27）上设置有电磁阀（26）；基座（3）内设置有控制柜（18），控制柜（18）内设置有控制电路，水泵（25）与控制电路电连接；基座（3）上设置有第二温度传感器（33），储水罐（6）内设置有水深度传感器（30），回转腔（8）或储水罐（6）的侧壁上设置有第一温度传感器（29）；水深度传感器（30）、第一温度传感器（29）和第二温度传感器（33）通过电缆与控制电路信号相连；控制电路包括中央处理单元、触控显示屏，触控显示屏与中央处理单元信号相连。

2.如权利要求1所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述支撑柱（4）顶部与转向轴风机相连，转向轴风机包括固定轴（20），固定轴（20）上通过轴承活动连接有转轴（23），转轴（23）上设置有风机外壳（28），风机外壳（28）内设置有发电机；风机外壳（28）内活动连接有风机轴，发电机的转轴与风机轴动力相连，风机轴穿过风机外壳（18）的一端连接有若干风页（24），风机轴顶部设置有导流罩（19），风机外壳（28）上与导流罩（19）相对的另一侧设置有尾杆（21），尾杆（21）与风机轴同轴心设置；尾杆（21）末端设置有尾翼（22）。

3.如权利要求2所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述控制电路包括A/D转换电路，信号调理电路，电开关的输出端与信号调理电路的输入端电连接，信号调理电路的输出端与A/D转换电路输入端信号相连，A/D转换电路输出端与中央处理单元信号相连；控制电路包括D/A转换电路和电机驱动电路，中央处理单元的信号输出端与D/A转换电路的信号输入端信号相连，D/A转换电路的输出端与电机驱动电路信号相连，电机驱动电路输出端与水泵（25）电连接；水深度传感器（30）、第一温度传感器（29）和第二温度传感器（33）通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接；控制电路包括电磁阀驱动电路，电磁阀驱动电路的输出端与电磁阀（26）电连接，电磁阀驱动电路的输入端与D/A转换电路信号相连。

4.如权利要求3所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述基座（3）旁设置有鼓风机（15），鼓风机（15）的输入端与进风口（16）相连，基座（3）上设置有出风口（17）；连接管（2）内设置有进风通道（13）、出风管（14），进风通道（13）与鼓风机（15）的输出端相连；电机驱动电路输出端与鼓风机（15）电连接；进风通道（13）上设置有风速传感器（31）和湿度传感器（32）；风速传感器（31）和湿度传感器（32）通过电缆与信号调理电路的输入端信号连接。

5.如权利要求4所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述回转腔（8）与连接管（2）相连，回转腔（8）的侧壁上斜向上设置有若干吸热管（10），回转腔（8）内设置有分叉接头（11），分叉接头（11）上连接有若干进风管（12），进风管（12）伸进吸热管（10）顶部，分叉接头（11）的输入端与进风通道（13）相连，回转腔（8）内通过出风管（14）与出风口（17）相连。

6.如权利要求5所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述吸热管（10）外壁上设置有若干散热片（9），吸热管（10）内壁顶部设置有若干引导片（101），吸热管（10）内引导片（101）竖直向下的管壁上开有集水孔（102），集水孔（102）通过微导管（103）与储水罐（6）相连。

7.如权利要求6所述的一种用于干旱地区的风能制水控制系统，其特征在于：所述控制电路包括电源管理电路、蓄电池，电源管理电路的电能输入端与发电机电连接，电源管理电路输出端分别与电机驱动电路和蓄电池的电能输入端电力相连，电源管理电路的信号输入端与D/A转换电路的输出端信号相连。