CN110439062A - 半导体冷机混合多级冷却空气制水机及空气制水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体冷机混合多级冷却空气制水机及空气制水方法，半导体冷机混合多级冷却空气制水机包括水平设置的下封板、设置在下封板上方的上封板、预冷机构以及制水机构，预冷机构和所述制水机构并列设置在上封板与下封板之间；制水机构为翅片式蒸发器；每组预冷机构包括底板、顶板以及竖直设置在顶板与底板之间多个平行的散冷翅片，在顶板与上封板之间以及底板与下封板之间均设置多个半导体制冷片；相邻的散冷翅片之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道，预冷风道的出风侧与冷却风道的进风侧相对。本发明的空气制水机结构简单巧妙，能够快速将空气中的水蒸气冷凝成液态水，在提高制水率的同时降低了能量损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种空气制水技术，尤其是涉及一种半导体冷机混合多级冷却空气制水机及空气制水方法。
背景技术
水是人类生存不可或缺的生命元素，人类对水资源的需求量以惊人的速度扩大，同时不断有干净的水源被污染，缺水已直接威胁到人类的生存和发展。现在市面上出现了空气制水机，但是，现有的空气制水机的制冷系统的很大一部分的制冷量浪费在了空气降温的过程而并没有冷凝出液态水，进而降低了空气制水机的制水率，并且其热能损耗较大。。
发明内容
本发明的目的之一就是提供一种半导体冷机混合多级冷却空气制水机，以解决现有的空气制水机存在的制水率低和热能损耗大的问题。
本发明的目的之二就是提供一种空气制水方法，以解决现有的空气制水方法中存在的制水率低和热能损耗大的问题。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种半导体冷机混合多级冷却空气制水机，包括水平设置的下封板、设置在所述下封板上方的上封板、预冷机构以及制水机构，所述预冷机构和所述制水机构并列设置在所述上封板与所述下封板之间；所述制水机构为翅片式蒸发器，所述翅片式蒸发器的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道；
每组所述预冷机构包括水平设置的底板、相对设置于所述底板上方的顶板以及竖直设置在所述顶板与所述底板之间多个平行的散冷翅片，在所述顶板与所述上封板之间以及所述底板与所述下封板之间均设置多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端均朝向散冷翅片；相邻的所述散冷翅片之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道，所述预冷风道的出风侧与所述冷却风道的进风侧相对，且预冷风道与所述冷却风道平行设置。
所述预冷机构的数量为一组或多组。
所述预冷机构的数量为多组时，所述预冷机构按空气在其内的流动方向顺次排布。
所述底板、所述顶板均与所述散冷翅片的材质相同。
在本发明中，潮湿空气经由半导体制冷片冷端连接的散冷翅片接触降温，在预冷机构的出气侧可达到露点温度或接近露点温度。初步冷却后的潮湿空气进入蒸发器再次被冷却降温进行冷凝，潮湿空气中的水蒸气便可冷凝成液态的水。本发明的空气制水机结构简单巧妙，能够快速将空气中的水蒸气冷凝成液态水，在提高制水率的同时降低了能量损耗。
本发明的目的之二是这样实现的：
一种空气制水方法，包括以下步骤：
步骤a、制作预冷机构：预冷机构包括顶板、底板和设置在所述顶板与所述底板之间多个平行的散冷翅片，所述顶板和所述底板水平设置，所述散冷翅片竖直设置，相邻的所述散冷翅片之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道；
步骤b、准备翅片式蒸发器作为制水机构，并制作上封板和下封板，所述翅片式蒸发器的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道，所述上封板和所述下封板均为矩形板状结构，将所述预冷机构和所述并列安装在所述上封板与所述下封板之间的空间内,所述预冷机构的所述预冷风道的出风侧与所述翅片式蒸发器的所述冷却风道的进风侧相对设置；
步骤c、在所述上封板与所述预冷机构的所述顶板之间固定设置有多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端通过硅脂与所述顶板固定连接；
步骤d、在所述下封板与所述预冷机构的所述底板之间固定设置有多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端通过硅脂与所述底板固定连接；
步骤e、待半导体制冷片安装完成后，将潮湿空气输送至预冷机构，潮湿空气在所述预冷机构的所述预冷风道内流动，所述半导体制冷片的冷端使与其连接的所述散冷翅片的温度降低，预冷风道内的潮湿空气在温差的作用下向所述散冷翅片放出热量以进行初步冷却，潮湿空气流动至所述预冷风道的出封侧温度降至露点温度或接近露点温度；
步骤f、初步冷却后的潮湿空气进入制水机构的冷却风道内与所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体发生热交换，所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体气化吸热，所述冷却风道内的潮湿空气向所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体放热为其提供热量，最终冷却风道内的潮湿空气中的水蒸气冷却凝结成液态的水。
在步骤b中，预冷机构为一组或并列设置的多组。
在本发明中，潮湿空气经由半导体制冷片冷端连接的散冷翅片接触降温，在预冷机构的出气侧可达到露点温度或接近露点温度。到达露点温度或接近露点温度的水蒸气进入蒸发器极易被快速冷却降温并冷凝成液态水，其中降低了制冷所述的能量损耗，并大大提高了制水率，缩短了制水事件潮湿空气中的水蒸气便可冷凝成液态的水。本发明的空气制水机结构简单巧妙，能够快速将空气中的水蒸气冷凝成液态水，在提高制水率的同时降低了能量损耗，值得在同行业进行广泛推广使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的主视图；
图3是本发明的局部结构示意图。
图中：1、上封板；2、下封板；3、翅片式蒸发器；4、冷却风道；5、底板；6、顶板；7、散冷翅片；8、半导体制冷片；9、预冷风道；10、蒸发器回液管；11、蒸发器进液管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的阐述，下述实施例仅作为说明，并不以任何方式限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1～图3所示，本发明的半导体冷机混合多级冷却空气制水机，包括水平设置的下封板2、设置在下封板2上方的上封板1、至少一组预冷机构以及制水机构，预冷机构和制水机构并列设置在上封板1与下封板2之间。上封板1和下封板2均为矩形板状结构。
每组预冷机构包括水平设置的底板5、相对设置于底板5上方的顶板6以及竖直设置在顶板6与底板5之间多个平行的散冷翅片7，顶板6与底板5均为条状板，顶板6与底板5均水平设置，顶板6、底板5和散冷翅片7一体成型设置，或散冷翅片7顶端与顶板6之间以及散冷翅片7底端与底板5之间均通过连接件固定连接。在顶板6与上封板1之间以及底板5与下封板2之间均设置多个半导体制冷片8。底板5、顶板6均与散冷翅片7的材质相同。半导体制冷片8的冷端均朝向散冷翅片7，即顶板6与上封板1之间的半导体制冷片8的底端为该半导体制冷片8的冷端，同样的，底板5与下封板2之间的半导体制冷片8的顶端为该半导体制冷片8的冷端。在本实施例中，位于顶板6与上封板1之间的半导体制冷片8的底端通过硅脂与顶板6的顶端固定连接。位于底板5与下封板2的半导体制冷片8的顶端通过硅脂与底板5固定连接。相邻的散冷翅片7之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道9。
如图1～图3所示，制水机构为翅片式蒸发器3，翅片式蒸发器3的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道4。在翅片式蒸发器3的上部设置蒸发器回液管10，在翅片式蒸发器3的下部设置蒸发器进液管11，蒸发器回液管10与蒸发器进液管11位于翅片式蒸发器3的水平方向的同侧。翅片式蒸发器3包括连通设置在蒸发器回液管10与蒸发器进液管11之间的用于容纳冷凝液体流动的蛇形基管以及设置在基管外侧的翅片，翅片式蒸发器3的翅片与散冷翅片7平行。预冷风道9的出风侧与冷却风道4的进风侧相对，且预冷风道9与冷却风道4平行设置，即预冷机构位于制水机构的进风侧。预冷机构的左端、右端、顶端、底端均封闭。预冷机构左侧边沿位于翅片式蒸发器3左侧边沿的右侧，预冷机构右侧边沿位于翅片式蒸发器3右侧边沿的左侧，即，预冷机构与制水机构的截面沿左右方向并非完全重合，而是设置为部分交错的结构，这样一方面经由预冷机构的空气能够完全进入到制水机构，降低空气损耗，另一方面可以增大位于预冷机构与制水机构之间的空气与制水机构的接触面积，便于进一步冷却，更进一步增加了制水率。预冷机构的数量为一组或多组，制水机构的数量为一组或多组。每组预冷机构中的散冷翅片设置为一层或沿空气流动的方向设置为多层，即每组预冷机构中的散冷翅片设置为一层或沿预冷机构前后两侧的方向设置为多层，在本实施例中，每组预冷机构中的散冷翅片设置为一层。在本实施例中，预冷机构的数量为一组，制水机构的数量为一组。预冷机构的数量为多组时，预冷机构按空气在其内的流动方向顺次排布，即多组预冷机构由前到后顺次排列，预冷机构设置在制水机构的前侧，即预冷机构设置在制水机构的进风侧。预冷机构的出风侧与制水机构的进风侧贴合设置，或预冷机构的出风侧与制水机构的进风侧之间设置一间隔，在本实施例中预冷机构的出风侧与制水机构的进风侧之间设置一间隔。
传统的空气制水机由冷机连接的蒸发器直接制冷，利用风机加速蒸发器内的空气流通以对进入其内的空气冷凝制水，由于空气冷却需要一个过程从而导致蒸发器前段与空气接触的部分不能完全的发挥效用对空气进行冷凝，因此大功率的制冷系统很大一部分的制冷量浪费在了空气降温的过程而并没有冷凝出液态水。而本实施例恰恰弥补了此种不足，增加了包括半导体制冷片8的预冷机构，通过该预冷机构对空气进行初步冷却，使空气的温度降至接近露点温度或露点温度后再导入蒸发器冷却，可以直接发挥制水机构最大的制水效果，从而提高出水速度与制水效率（即制水率），减少了初始出水时间，同时减少了能耗。其中半导体制冷片8的温度随露点温度及时调整制冷量，能够让空气冷却到合适温度。
实施例二：
如图1～图3所示，本发明的空气制水方法包括以下步骤：
步骤a、制作预冷机构：预冷机构包括顶板6、底板5和设置在顶板6与底板5之间多个平行的散冷翅片7，顶板6和底板5水平设置，散冷翅片7竖直设置，相邻的散冷翅片7之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道9。
步骤b、准备翅片式蒸发器3作为制水机构，并制作上封板1和下封板2，翅片式蒸发器3的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道4，上封板1和下封板2均为矩形板状结构，将预冷机构和并列安装在上封板1与下封板2之间的空间内,预冷机构的预冷风道9的出风侧与翅片式蒸发器3的冷却风道4的进风侧相对设置。其中，预冷机构为一组或并列设置的多组。
步骤c、在上封板1与预冷机构的顶板6之间固定设置有多个半导体制冷片8，半导体制冷片8的冷端通过硅脂与顶板6固定连接。
步骤d、在下封板2与预冷机构的底板5之间固定设置有多个半导体制冷片8，半导体制冷片8的冷端通过硅脂与底板5固定连接；在本实施例中，制水机构的结构、预冷机构的结构以及制水机构的结构与预冷机构间的连接结构均与实施例一对应的结构相同。
步骤e、待半导体制冷片8安装完成后，将潮湿空气输送至预冷机构，潮湿空气在预冷机构的预冷风道9内流动，半导体制冷片8的冷端使与其连接的散冷翅片7的温度降低，预冷风道9内的潮湿空气在温差的作用下向散冷翅片7放出热量以进行初步冷却，潮湿空气流动至预冷风道9的出风侧温度降至露点温度或接近露点温度。
步骤f、初步冷却后的潮湿空气进入制水机构的冷却风道4内与翅片式蒸发器3内的低温冷凝液体发生热交换，翅片式蒸发器3内的低温冷凝液体气化吸热，冷却风道4内的潮湿空气向翅片式蒸发器3内的低温冷凝液体放热为其提供热量，最终冷却风道4内的潮湿空气中的水蒸气冷却凝结成液态的水。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种半导体冷机混合多级冷却空气制水机，其特征在于，包括水平设置的下封板、设置在所述下封板上方的上封板、预冷机构以及制水机构，所述预冷机构和所述制水机构并列设置在所述上封板与所述下封板之间；所述制水机构为翅片式蒸发器，所述翅片式蒸发器的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道；
每组所述预冷机构包括水平设置的底板、相对设置于所述底板上方的顶板以及竖直设置在所述顶板与所述底板之间多个平行的散冷翅片，在所述顶板与所述上封板之间以及所述底板与所述下封板之间均设置多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端均朝向散冷翅片；相邻的所述散冷翅片之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道，所述预冷风道的出风侧与所述冷却风道的进风侧相对，且预冷风道与所述冷却风道平行设置。
2.根据权利要求1所述的半导体冷机混合多级冷却空气制水机，其特征在于，所述预冷机构的数量为一组或多组。
3.根据权利要求2所述的半导体冷机混合多级冷却空气制水机，其特征在于，所述预冷机构的数量为多组时，所述预冷机构按空气在其内的流动方向顺次排布。
4.根据权利要求1所述的半导体冷机混合多级冷却空气制水机，其特征在于，所述底板、所述顶板均与所述散冷翅片的材质相同。
5.一种空气制水方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、制作预冷机构：预冷机构包括顶板、底板和设置在所述顶板与所述底板之间多个平行的散冷翅片，所述顶板和所述底板水平设置，所述散冷翅片竖直设置，相邻的所述散冷翅片之间的间隔构成用于容纳空气流通的预冷风道；
步骤b、准备翅片式蒸发器作为制水机构，并制作上封板和下封板，所述翅片式蒸发器的相邻的翅片之间的间隔构成冷却风道，所述上封板和所述下封板均为矩形板状结构，将所述预冷机构和所述并列安装在所述上封板与所述下封板之间的空间内,所述预冷机构的所述预冷风道的出风侧与所述翅片式蒸发器的所述冷却风道的进风侧相对设置；
步骤c、在所述上封板与所述预冷机构的所述顶板之间固定设置有多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端通过硅脂与所述顶板固定连接；
步骤d、在所述下封板与所述预冷机构的所述底板之间固定设置有多个半导体制冷片，所述半导体制冷片的冷端通过硅脂与所述底板固定连接；
步骤e、待半导体制冷片安装完成后，将潮湿空气输送至预冷机构，潮湿空气在所述预冷机构的所述预冷风道内流动，所述半导体制冷片的冷端使与其连接的所述散冷翅片的温度降低，预冷风道内的潮湿空气在温差的作用下向所述散冷翅片放出热量以进行初步冷却，潮湿空气流动至所述预冷风道的出封侧温度降至露点温度或接近露点温度；
步骤f、初步冷却后的潮湿空气进入制水机构的冷却风道内与所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体发生热交换，所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体气化吸热，所述冷却风道内的潮湿空气向所述翅片式蒸发器内的低温冷凝液体放热为其提供热量，最终冷却风道内的潮湿空气中的水蒸气冷却凝结成液态的水。
6.根据权利要求5所述的空气制水方法，，其特征在于，在步骤b中，预冷机构为一组或并列设置的多组。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20191112 |