CN110747941A - 一种便携式太阳能驱动空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式太阳能驱动空气取水装置，包括太阳能供电系统、微型制冷系统、送风系统、储水系统、壳体组件和控制器，所述太阳能供电系统包括通过电缆连接的柔性太阳能薄膜电池和锂电池组，所述微型制冷系统包括通过管道连通的微型压缩机、冷凝器和蒸发器，所述储水系统位于蒸发器下方，所述锂电池组、微型制冷系统、送风系统、储水系统和控制器均设置在壳体内，所述柔性太阳能薄膜电池设置在壳体外部，所述控制器对柔性太阳能薄膜电池、锂电池组及微型制冷系统供电进行管理匹配。本发明的便携式太阳能驱动空气取水装置，结构简单、高效率、无污染、经济性好、可靠性高、环境适应性强、通用性强且便于携带。

Description

一种便携式太阳能驱动空气取水装置

技术领域

本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体地，涉及一种便携式太阳能驱动空气取水装置。

背景技术

水是生命所必须的物质。在野外极端环境，如沙漠地区，以及在特殊场合，如水源受到污染等条件下，如何获得水资源是一项非常有研究意义的方向。空气中含有数量可观的水分，从空气中获取水分可以作为重要的水源渠道。

现有取水装置多依赖于传统的电力为驱动力，装置体积、重量较大，其使用受到非常大的限制。

太阳能是绿色情节能源，在地面可随处取用，使用太阳能作为供电来源是野外条件下的一项重要电力来源。

经过对现有技术的检索，公开号为CN107905297A的发明专利提供了一种智能空气取水装置，包括：电动机，联轴器，空气压缩机，收缩扩张集水器，水位传感器，电磁阀，抽水泵和控制器，所述收缩扩张集水器为颈部细长底部宽大的收缩扩张结构；所述电动机通过所述联轴器与所述空气压缩机驱动连接，所述空气压缩机与所述收缩扩张集水器相连，空气压缩机压缩后的空气充入收缩扩张集水器中，所述水位传感器设置在所述收缩扩张集水器中，用于测量收缩扩张集水器中的水位高度，所述水位传感器，电磁阀和抽水泵与所述控制器信号连接。该取水装置所用设备体积、重量较大，其使用受到非常大的限制。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种便携式太阳能驱动空气取水装置。

根据本发明提供的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，包括太阳能供电系统、微型制冷系统、送风系统、储水系统、壳体组件和控制器，所述太阳能供电系统包括通过电缆连接的柔性太阳能薄膜电池和锂电池组，所述微型制冷系统包括通过管道连通的微型压缩机、冷凝器和蒸发器，所述储水系统位于蒸发器下方，所述锂电池组、微型制冷系统、送风系统、储水系统和控制器均设置在壳体内，所述柔性太阳能薄膜电池设置在壳体外部，所述控制器对柔性太阳能薄膜电池、锂电池组及微型制冷系统供电进行管理匹配。其中，控制器中的制冷管理模块对微型制冷系统供电进行管理匹配，控制器中的电源管理模块对太阳能薄膜电池、锂电池组供电进行管理匹配，本发明采用柔性太阳能薄膜电池利用光电效应产生电能作为驱动力。

进一步地，所述送风系统包括进风口、风机和出风口，所述进风口设置在靠近蒸发器的壳体侧壁上，所述风机位于进风口和蒸发器之间，所述出风口设置在靠近冷凝器的壳体侧壁上。所述的风机将空气从进风口吸入取水装置内部，使含湿空气流经蒸发器，空气流经蒸发器后水分凝结析出、温度下降，冷空气沿取水装置内部流动经过冷凝器时可对其进行有效降温，提高能源利用效率，最终空气从出风口排出。

进一步地，所述进风口为蜂窝式结构，过滤空气，避免空气中的杂质进入取水器内部。

进一步地，所述储水系统包括收集器、储水器、出水口和开关，所述收集器设置在蒸发器下方，所述出水口和开关设置在储水器上，所述储水器上方为收集器，收集器、储水器、出水口焊接在一起，通过开关控制出水量。

进一步地，所述收集器为漏斗型式，采用不锈钢钣金成型，起到收集水源的作用，利用重力，蒸发器表面凝结的水滴汇聚到收集器，流入储水器，需要时可通过开关控制出水口，将淡水取出。

进一步地，所述壳体组件包括主壳体、前盖板、隔板、第一后盖板和第二后盖板，所述主壳体的前侧下部设置前盖板，所述主壳体的后侧设有第一后盖板和第二后盖板，所述主壳体内设置隔板，所述隔板上固定冷凝器。所述壳体组件为铝合金材质，各组件钣金加工，主壳体与隔板通过铆接/焊接成一体，前盖板、后盖板与主壳体之间通过铰链连接。

进一步地，所述主壳体的外侧设置柔性太阳能薄膜电池存放架。所述柔性太阳能薄膜电池存放架与主壳体之间通过铆接/焊接成一体，用于存放折叠收纳后的太阳能薄膜电池。

进一步地，所述蒸发器为铜管铝翅片式换热器，负责将工质蒸发制冷，获取低温表面；所述冷凝器为铜管铝翅片式换热器，负责将被压缩工质冷凝成高压液体。

进一步地，所述管路为铜管，通过焊接进行连接，供制冷工质循环流动。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明的便携式太阳能驱动空气取水装置，结构简单、高效率、无污染、经济性好、可靠性高、环境适应性强、通用性强且便于携带。

2、本发明的便携式太阳能驱动空气取水装置，由柔性太阳能薄膜电池产生电力，提供给风机和压缩机等部件，并通过锂电池组将多余的电能存储起来，微型制冷系统在蒸发器中产生低温，使蒸发器表面温度降低，空气由风机送入蒸发器中，遇温度较低的凝水器表面后，其中含有的水分会逐渐在凝水器表面凝结成液滴，并逐渐扩大后滴落，由储水器收集。从蒸发器中出来的温度较低的空气可通入冷凝器中充分利用，以节约能源。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明便携式太阳能驱动空气取水装置的后侧结构示意图；

图2为本发明便携式太阳能驱动空气取水装置的后侧结构示意图(除去后盖板和柔性太阳能薄膜电池)

图3为本发明便携式太阳能驱动空气取水装置的前侧结构示意图；

图4为本发明壳体组件的结构示意图；

图5为本发明储水系统的结构示意图；

图6为本发明微型制冷系统的结构示意图；

图7为本发明冷凝器的结构示意图；

图8为本发明蒸发器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

一种便携式太阳能驱动空气取水装置，包括太阳能供电系统、微型制冷系统、送风系统、储水系统、壳体组件和控制器。太阳能供电系统包括通过电缆4连接的柔性太阳能薄膜电池1和锂电池组2。通过柔性太阳能薄膜电池实现太阳能转化为电能，通过电缆4将电能传输到控制器3，控制器3将一部分电能传输到微型制冷系统和风机，使其正常运转；控制器3将多余的电能存储到锂电池组2，以备太阳能不足时取水器能正常工作。通过控制器(电源管理模块)来对太阳能薄膜电池、锂电池组供电进行管理匹配。锂电池组、微型制冷系统、送风系统、储水系统和控制器均设置在壳体内，柔性太阳能薄膜电池设置在壳体外部，控制器对柔性太阳能薄膜电池、锂电池组及微型制冷系统供电进行管理匹配。

微型制冷系统包括通过管道连通的微型压缩机5、冷凝器6和蒸发器7。采用微型压缩机5将工质压缩，蒸发器负责将工质蒸发制冷，获取低温表面。蒸发器为铜管铝翅片式换热器，负责将工质蒸发制冷，获取低温表面；冷凝器为铜管铝翅片式换热器，负责将被压缩工质冷凝成高压液体。管路为铜管，通过焊接进行连接，供制冷工质循环流动。微型制冷系统，通过微型压缩机5压缩工质使其压力升高，被压缩工质在冷凝器6中冷凝成压力较高的液体，流经管路毛细段22后成为压力较低的液体，送入蒸发器7吸热蒸发成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机，同时，蒸发器7表面可以维持较低的温度。

送风系统包括进风口9、风机10和出风口11，进风口9设置在靠近蒸发器的壳体侧壁上，风机10位于进风口和蒸发器之间，出风口11设置在靠近冷凝器的壳体侧壁上。进风口为蜂窝式结构，过滤空气，避免空气中的杂质进入取水器内部。风机将外部空气从进风口9吸入取水装置内部，在风机10的驱动下，使含湿空气流经蒸发器，空气流经蒸发器后，其中的水分在蒸发器7温度较低的表面凝结析出，空气经过蒸发器7后温度降低，冷空气沿取水装置内部通道流动，经过冷凝器时可对其进行有效降温，提高能源利用效率，最终空气从出风口排向外部。

储水系统包括收集器12、储水器13、出水口14和开关15，收集器12设置在蒸发器7下方，出水口14和开关15分别设置在储水器13的底部和侧边，储水器13上方为收集器12。收集器为漏斗型式，采用不锈钢钣金成型，起到收集水源的作用。蒸发器表面凝结的水滴，在重力作用下，汇聚到收集器，流入储水器，需要时可通过开关控制出水口，将淡水取出。

壳体组件包括主壳体16、前盖板17、隔板18、第一后盖板19和第二后盖板20，主壳体16的前侧下部设置前盖板17，主壳体16的后侧设有第一后盖板19和第二后盖板20，主壳体16内设置隔板18，横隔板18上固定冷凝器6，竖隔板18将出水口14和开关15与其余部分隔离开。主壳体16起到支撑作用，隔板18用于隔离各部分，保证空气流动的有效性，强化取水效率；前盖板、第一后盖板和第二后盖板起到保护作用，同时可拆卸结构方便使用中的维护、保养；壳体组件为铝合金材质，各组件钣金加工，主壳体与隔板通过铆接/焊接成一体，前盖板、后盖板与主壳体之间通过铰链连接。

主壳体16的外侧设置柔性太阳能薄膜电池存放架21。柔性太阳能薄膜电池存放架与主壳体之间通过铆接/焊接成一体，在太阳能薄膜电池非工作期间，太阳能薄膜电池可折叠起来放入柔性太阳能电池存放架21，利于装置的携带，同时保护太阳能薄膜电池不受损。

本发明的原理为：

首先，太阳能薄膜电池1通过光电效应产生电能，电能通过电缆4传输到控制器3，控制器3将电能提供给微型压缩机5、风机10使用，同时控制器3将多余的电能存储到锂电池组2中；其次，微型压缩机5压缩工质使其压力升高，风机10带动空气流经冷凝器6，带走工质放出的热量，被压缩工质在冷凝器6中冷凝成压力较高的液体，流经管路8毛细段22后成为压力较低的液体，送入蒸发器7吸热蒸发成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机；然后，通过风机10将外部空气通过进风口9引入取水器内部，在风机10的驱动下，空气流经蒸发器7，空气中的水分遇到蒸发器7温度较低的表面，凝结成水；最终蒸发器7表面凝结的水滴在重力作用下向下流动，水滴流入收集器12最终汇集到储水器13，需要时可在开关15控制下从出水口14取水。这样完成了太阳能驱动空气取水过程。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，包括太阳能供电系统、微型制冷系统、送风系统、储水系统、壳体组件和控制器，所述太阳能供电系统包括通过电缆连接的柔性太阳能薄膜电池和锂电池组，所述微型制冷系统包括通过管道连通的微型压缩机、冷凝器和蒸发器，所述储水系统位于蒸发器下方，所述锂电池组、微型制冷系统、送风系统、储水系统和控制器均设置在壳体内，所述柔性太阳能薄膜电池设置在壳体外部，所述控制器对柔性太阳能薄膜电池、锂电池组及微型制冷系统供电进行管理匹配。

2.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述送风系统包括进风口、风机和出风口，所述进风口设置在靠近蒸发器的壳体侧壁上，所述风机位于进风口和蒸发器之间，所述出风口设置在靠近冷凝器的壳体侧壁上。

3.根据权利要求2所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述进风口为蜂窝式结构，过滤空气。

4.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述储水系统包括收集器、储水器、出水口和开关，所述收集器设置在蒸发器下方，所述出水口和开关设置在储水器上，所述储水器上方为收集器，所述收集器、储水器、出水口焊接在一起，通过开关控制出水量。

5.根据权利要求4所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述收集器为漏斗型式，采用不锈钢钣金成型。

6.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述壳体组件包括主壳体、前盖板、隔板、第一后盖板和第二后盖板，所述主壳体的前侧下部设置前盖板，所述主壳体的后侧设有第一后盖板和第二后盖板，所述主壳体内设置隔板，所述隔板上固定冷凝器。

7.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述主壳体的外侧设置柔性太阳能薄膜电池存放架。

8.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，其特征在于，所述蒸发器为铜管铝翅片式换热器，负责将工质蒸发制冷，获取低温表面；所述冷凝器为铜管铝翅片式换热器，负责将被压缩工质冷凝成高压液体。

9.根据权利要求1所述的一种便携式太阳能驱动空气取水装置，其特征在于，所述管路为铜管，通过焊接进行连接，供制冷工质循环流动。

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