CN109024768A - 空气冷凝制水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空气冷凝制水装置，本装置垂直轴风力机连接轴流风机，空气管道位于轴流风机下方，半导体制冷散热器设于空气管道外壁，冷凝水管道连通空气管道并位于地表下方，蓄水池设于地表下方且顶面开设冷凝水与冷凝空气进口以及冷凝空气出口、底面开设冷凝水出口，冷凝水管道出口连接冷凝水与冷凝空气进口，空气余压利用管道进口连接冷凝空气出口、出口位于半导体制冷散热器底面，冷凝水排出管道一端连接冷凝水出口、另一端伸出地表，光伏板架设于半导体制冷散热器一侧并经太阳能控制器连接蓄电池，以提供半导体制冷散热器工作电源。本装置无需额外动力能源驱动，利用自然风和光驱动实现制水，应用于任何淡水缺乏地区，满足基本用水需求。

Description

空气冷凝制水装置

技术领域

本发明涉及一种空气冷凝制水装置。

背景技术

中国拥有广阔的国土，丰富的自然资源，但仍有水资源分配不均的情况，这种情况在局部地区更为明显。淡水是人类生存与生活必不可缺的资源，因此如何有效的用尽量少的人力物力获取淡水一直是人们研究的课题。在近年来，已经有许多在沙漠或其他干燥地区收集淡水的技术被提出，有些技术是利用金属有机架构的细沙状多孔材料从空气中吸附水蒸气，有些技术则依靠压缩机和制冷剂来吸取空气中的水分。但上述制水装置都有成本高、装置结构复杂等缺点，同时还对空气中的湿度和温度有较高的要求，且需一定的动力能源驱动制水装置，因而在无动力能源的场所则无法适用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种空气冷凝制水装置，本装置克服传统制水技术的缺陷，无需额外动力能源驱动，利用自然风和光驱动实现制水，应用于任何淡水缺乏地区，从而满足基本的用水需求。

为解决上述技术问题，本发明空气冷凝制水装置包括垂直轴风力机、轴流风机、空气管道、半导体制冷散热器、冷凝水管道、蓄水池、空气余压利用管道、冷凝水排出管道、光伏板、蓄电池和太阳能控制器，所述垂直轴风力机的旋转轴连接所述轴流风机，所述空气管道垂直设于所述轴流风机且轴流风机伸入空气管道入口，所述半导体制冷散热器设于所述空气管道外壁，所述冷凝水管道连通所述空气管道并且冷凝水管道位于地表下方，所述蓄水池设于地表下方并且顶面分别开设冷凝水与冷凝空气进口以及冷凝空气出口、底面开设冷凝水出口，所述冷凝水管道出口连接所述冷凝水与冷凝空气进口，所述空气余压利用管道进口连接所述冷凝空气出口、出口位于所述半导体制冷散热器底面，所述冷凝水排出管道一端连接所述冷凝水出口、另一端伸出地表，所述光伏板架设于所述半导体制冷散热器一侧并且经所述太阳能控制器连接所述蓄电池，所述太阳能控制器的电源输出端连接所述半导体制冷散热器。

进一步，本装置还包括空气滤网，所述空气滤网水平设于所述空气管道内。

进一步，本装置还包括板翅式散热片，所述板翅式散热片分别设于所述半导体制冷散热器侧壁、位于地表下方的冷凝水管道外壁和蓄水池底部外壁。

进一步，所述垂直轴风力机包括固定轴、轴套、旋转轴、旋转支架和翼片，所述轴套连接所述固定轴并且绕固定轴旋转，所述旋转轴连接所述轴套，所述旋转支架设于所述轴套，所述翼片间隔均布设于所述旋转支架外圈。

进一步，所述冷凝水排出管道为U形管。

进一步，所述空气余压利用管道出口对准所述半导体制冷散热器侧壁的板翅式散热片根部。

由于本发明空气冷凝制水装置采用了上述技术方案，即本装置的垂直轴风力机的旋转轴连接轴流风机，空气管道垂直设于轴流风机下方并伸入轴流风机，半导体制冷散热器设于空气管道外壁，冷凝水管道连通空气管道并且冷凝水管道位于地表下方，蓄水池设于地表下方并且顶面开设冷凝水与冷凝空气进口以及冷凝空气出口、底面开设冷凝水出口，冷凝水管道出口连接冷凝水与冷凝空气进口，空气余压利用管道进口连接冷凝空气出口、其出口位于半导体制冷散热器底面，冷凝水排出管道一端连接冷凝水出口、另一端伸出地表，光伏板架设于半导体制冷散热器一侧并且经太阳能控制器连接蓄电池，太阳能控制器提供半导体制冷散热器工作电源。本装置克服传统制水技术的缺陷，无需额外动力能源驱动，利用自然风和光驱动实现制水，应用于任何淡水缺乏地区，从而满足基本的用水需求。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明空气冷凝制水装置结构示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本发明空气冷凝制水装置包括垂直轴风力机1、轴流风机2、空气管道3、半导体制冷散热器4、冷凝水管道5、蓄水池6、空气余压利用管道7、冷凝水排出管道8、光伏板9、蓄电池91和太阳能控制器92，所述垂直轴风力机1的旋转轴连接所述轴流风机2，所述空气管道3垂直设于所述轴流风机2下方并且轴流风机2伸入空气管道3入口，所述半导体制冷散热器4设于所述空气管道3外壁，所述冷凝水管道5连通所述空气管道3并且冷凝水管道5位于地表10下方，所述蓄水池6设于地表10下方并且顶面分别开设冷凝水与冷凝空气进口61以及冷凝空气出口62、底面开设冷凝水出口63，所述冷凝水管道5出口连接所述冷凝水与冷凝空气进口61，所述空气余压利用管道7进口连接所述冷凝空气出口62、出口位于所述半导体制冷散热器4底面，所述冷凝水排出管道8一端连接所述冷凝水出口63、另一端伸出地表10，所述光伏板9架设于所述半导体制冷散热器4一侧并且经所述太阳能控制器92连接所述蓄电池91，所述太阳能控制器92的电源输出端连接所述半导体制冷散热器4。

优选的，本装置还包括空气滤网31，所述空气滤网31水平设于所述空气管道3内。空气滤网为一种灰尘过滤网，具有过滤细小灰尘的功能，过滤速度快并且不会吸收空气中水分，空气滤网需要定时更换，以确保水质。

优选的，本装置还包括板翅式散热片41，所述板翅式散热片41分别设于所述半导体制冷散热器4侧壁、位于地表下方的冷凝水管道5外壁和蓄水池6底部外壁。板翅式散热片增加半导体制冷散热器、冷凝水管道以及蓄水池与外界换热面积，强化换热效果，提高冷凝效率。

优选的，所述垂直轴风力机1包括固定轴11、轴套12、旋转轴13、旋转支架14和翼片15，所述轴套12连接所述固定轴11并且绕固定轴11旋转，所述旋转轴13连接所述轴套12，所述旋转支架14设于所述轴套12，所述翼片15间隔均布设于所述旋转支架14外圈。

优选的，所述冷凝水排出管道8为U形管。

优选的，所述空气余压利用管道7出口对准所述半导体制冷散热器4侧壁的板翅式散热片41根部。

本装置中，垂直轴风力机利用风吹动翼片，在任何风向下均能稳定旋转，轴流风机与垂直轴风力机同轴连接，垂直轴风力机旋转带动轴流风机旋转，在轴流风机两侧产生压差使空气沿空气管道流入冷凝水管道，空气经空气滤网进行过滤，空气管道外壁设置半导体制冷散热器对空气进行预冷，光伏板发电经太阳能控制器提供半导体制冷散热器的电能，为空气预冷提供冷源，半导体制冷散热器外侧的板翅式散热片增加换热面积，提高半导体制冷散热器与空气的换热效率；预冷后空气进入冷凝水管道，尤其是地表下的低温冷凝水管道冷凝生成冷凝水，冷凝水沿冷凝水管道流入蓄水池，冷凝水管道和蓄水池周围布置有板翅式散热片，提高换热效率和冷凝效率；冷凝后空气经蓄水池从空气余压利用管道流出，并吹扫半导体制冷散热器表面的板翅式散热片根部，进行强迫对流换热，加快散热片散热，蓄水池底部连接U型的冷凝水排出管道，供地面取水用。

本装置中光伏板将光能转化为电能并由太阳能控制器处理储存至蓄电池内，同时为半导体制冷散热器供能；太阳能控制器对整个光电转换过程以及供能过程进行控制保证系统运行安全；半导体制冷散热器利用材料的热电效应与空气进行换热，对空气进行预冷；半导体制冷散热器中半导体片端贴于散热器壁面，板翅式散热片布置在半导体制冷散热器外侧，加快半导体制冷散热器散热。

本装置可以有效解决沙漠炎热地区淡水资源紧缺的问题，同时本装置无需额外动力能源，仅依靠沙漠充足的风能和太阳能就可以制取淡水，对温度与湿度无特殊要求，简单实用，可操作性强，具有很强的实际价值，具有推广意义。

本装置利用风、光组合供能，无需额外能源，成本低廉，对环境要求低，可操作性好，可应用于任何淡水缺乏的地区，从而满足当地基本的用水需求，达到节能减排的效果，具有较强的实际推广意义。

Claims (6)

1.一种空气冷凝制水装置，其特征在于：本装置包括垂直轴风力机、轴流风机、空气管道、半导体制冷散热器、冷凝水管道、蓄水池、空气余压利用管道、冷凝水排出管道、光伏板、蓄电池和太阳能控制器，所述垂直轴风力机的旋转轴连接所述轴流风机，所述空气管道垂直设于所述轴流风机且轴流风机伸入空气管道入口，所述半导体制冷散热器设于所述空气管道外壁，所述冷凝水管道连通所述空气管道且冷凝水管道位于地表下方，所述蓄水池设于地表下方并且顶面分别开设冷凝水与冷凝空气进口以及冷凝空气出口、底面开设冷凝水出口，所述冷凝水管道出口连接所述冷凝水与冷凝空气进口，所述空气余压利用管道进口连接所述冷凝空气出口、出口位于所述半导体制冷散热器底面，所述冷凝水排出管道一端连接所述冷凝水出口、另一端伸出地表，所述光伏板架设于所述半导体制冷散热器一侧并且经所述太阳能控制器连接所述蓄电池，所述太阳能控制器的电源输出端连接所述半导体制冷散热器。

2.根据权利要求1所述的空气冷凝制水装置，其特征在于：本装置还包括空气滤网，所述空气滤网水平设于所述空气管道内。

3.根据权利要求1或2所述的空气冷凝制水装置，其特征在于：本装置还包括板翅式散热片，所述板翅式散热片分别设于所述半导体制冷散热器侧壁、位于地表下方的冷凝水管道外壁和蓄水池底部外壁。

4.根据权利要求3所述的空气冷凝制水装置，其特征在于：所述垂直轴风力机包括固定轴、轴套、旋转轴、旋转支架和翼片，所述轴套连接所述固定轴并且绕固定轴旋转，所述旋转轴连接所述轴套，所述旋转支架设于所述轴套，所述翼片间隔均布设于所述旋转支架外圈。

5.根据权利要求3所述的空气冷凝制水装置，其特征在于：所述冷凝水排出管道为U形管。

6.根据权利要求3所述的空气冷凝制水装置，其特征在于：所述空气余压利用管道出口对准所述半导体制冷散热器侧壁上板翅式散热片根部。