CN1362559A - 计算机控制的空气取水装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算机控制的空气取水装置,包括一空气对撞器、一电加热管、一主机、一蓄水箱,一控制箱,还可以包括蓄电池和太阳能电板。本计算机控制的空气取水装置在气温－25℃－65℃,湿度15℃－100℃的环境下,通过冷热空气交换,均能独立完成取水功能;采用冷热交换取水原理,使在一定温度、湿度的空气中获得最大的取水量;由计算机程序控制,全自动操作;充分利用太阳能。

Description

计算机控制的空气取水装置
技术领域
本发明涉及一种计算机控制的空气取水装置。
背景技术
目前，国内外在淡水开发思路方面，主要集中在海水淡化、深井取水及建造调水工程(如引黄工程、南水北调工程)。海水淡化的成本很高，利用现有技术，又不能达到满意的淡化效果；深井取水，带来的后果更为严重，地下水的过度开采，引起地下水位的急剧下降导致土地沙化和城市地面沉降；而调水工程耗资巨大，但又不能保证不产生对生态环境和地球结构的负面影响，甚至产生意想不到的人为灾难。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算机控制的空气取水装置。
本发明的目的是这样实现的，一种计算机控制的空气取水装置，包括一空气对撞器、一电加热管、一主机、一蓄水箱，一控制箱，所述的空气对撞器，为一封闭箱体，其设有对撞器进风口和对撞器出风口；在对撞器进风口内依次往里设有振动式网筛、风扇和湿度控制仪；在空气对撞器箱体内从一侧壁到另一侧壁设有两个或两个以上的平行的对撞器冷凝板；所述的电加热管，为一封闭箱体，其设有加热管进风口和加热管出风口，其内还设有温度控制仪；所述的主机，为一保温式箱体，其设有主机进风口、网罩拔风口和一个或一个以上的冷凝水出口，所述的网罩拔风口上还设有空气流量仪；主机内还设有制冷机；主机箱体的一侧壁到另一侧壁设有两个或两个以上的平行的主机冷凝板，所述的主机冷凝板，为一中空箱体结构，它的温度控制在0℃-5℃之间，其内有冷凝管，冷凝管内装有制冷剂，在冷凝管外和主机冷凝板内壁之间充有恒温液，在主机冷凝板外部的正反面均装有液压式刮水器；所述的蓄水箱，包括聚水管、自动放水口、存水器、液体控制仪和水位指示仪，所述的聚水管位于存水器的顶上，与主机的冷凝水出口相连，聚水管和存水管之间设有自动放水口，液位控制仪装设于存水器壁上，水位指示仪置于存水器外；所述的控制箱，内有计算机与空气对撞器中的湿度控制仪和风扇、电加热管中的温度控制仪、主机的冷凝板、液压式刮水器、制冷机、空气流量仪、液位控制仪等相连。
作为本发明的进一步改进，所述的空气对撞器可以采用绞柱式压缩空气对撞，在对撞器进风口连接管道A，管道A由两侧伸入对撞室，分别又分成数个管道B伸入两个对撞器冷凝板之间的对撞空间内，管道B截面逐渐变小，管道内壁有旋转螺纹状内丝。
作为本发明的进一步改进，所述的冷凝管呈波浪式弯曲。
作为本发明的进一步改进，本发明的计算机控制的空气取水装置还包括蓄电池。
作为本发明的进一步改进，本发明的计算机控制的空气取水装置还可以包括一个太阳能电板。
作为本发明的进一步改进，还可以在蓄水箱上还装设有纯水处理器和给水龙头。
本发明的装置利用空气中的湿度，通过计算机控制产生的冷热效应而导致空气中水分子在流动中碰到冷或热后，在镀膜的金属冷凝板上凝结，经过一定时间的积累，使冷凝板上的水分子积累成水珠，再通过液压式刮水器的机械功能，将冷凝水聚收集至蓄水箱，从而完成取水功能。
该计算机控制的空气取水装置的工作原理如下：
一.在空气对撞器中，湿空气中的水分子扩大加重
通过风扇将外界有一定温度T1的湿空气从对撞器进风口鼓入空气对撞器中，湿空气在流经振动式网筛时，去除杂质。湿空气在空气对撞器中，通过对撞、压缩，摩擦、碰撞对撞器冷凝板，使湿空气中的水分子体积在碰撞摩擦中不断扩大加重，水分子加重后的湿空气(温度T2)从对撞器出风口流入电加热管。
效果更好的是采用绞柱式压缩空气对撞，鼓入的空气在对撞前的流动过程中，所流经数根管道末段截面逐渐变小，管道内壁有旋转螺纹状内丝，使喷出的空气作旋转高速运动，从而增大空气对撞、摩擦时的接触面，使水分子扩大效果明显。
空气对撞器中的湿度控制仪自动测试从对撞器进风口进来的空气的湿度，将湿度数据传输到控制箱计算机，计算机根据湿度数据自动调整风扇转速(调整进风量)及后面主机中液压式刮水器的刮水频率。
二.在电加热管中，湿空气加热至适当的温度T4
从空气对撞器出来的湿空气通过加热管进风口流入电加热管，此时，电加热管中的温度控制仪判断湿空气温度T2，若T2大于等于设定的临界温度T3(根据不同环境由控制箱的计算机自动调整)，如白天或夏日，则不启动电加热管，通过加热管出风口，热湿空气直接进入主机；若T2小于设定的临界温度T3，例如夜里或冬日，则计算机控制启动电加热管，将湿空气的温度从T2加热至适当的温度T4(由计算机根据环境自动调整)，加热后的热湿空气流入主机。
三.在主机里热湿空气通过冷热交换产生冷凝水
从电加热管出来的热湿空气通过主机进风口流入主机，热湿空气在主机箱的主机冷凝板间流动时，碰撞、摩擦主机冷凝板，产生冷热效应，使热湿空气的水分子进一步加重后，迫使水分子不能随空气流动而停留在主机冷凝板上，通过环流型主机冷凝板收集，通过一定时间的积累，主机冷凝板上形成冷凝水珠，主机冷凝板的温度T5由计算机自动调整(范围：0℃-+5℃)，主机冷凝板上的冷凝水通过液压式刮水器不停的上下运行刮入保温式箱体底部的冷凝水出口，液压式刮水器的刮水频率根据外界空气的湿度、温度及取水装置中空气流量自动调整。冷凝水通过聚水管流入蓄水箱，余下的干空气通过网罩拔风口排出主机外(网罩防止外界杂质进入主机)。
四.在蓄水箱中，完成冷凝水的收集、存储和净化
主机中的冷凝水从出水口流入蓄水箱聚水管，聚水管中水量到达一定数量时，自动放水口开启，水流入存水器中，存水器中的水量到达一定容积后，液位控制仪通过计算机控制取水装置暂停取水，通过蓄水箱的外置水位指示仪可以看出存水体积，从而完成整个取水过程。
可以在存水器中加装纯水处理器将水加工成纯净水，也可以在存水器上直接加装一个出水龙头便于取水。
本取水机的工作能源可以接入一般的电源，也可以由蓄电池供电，还可以利用太阳能供电，通过太阳能光伏电板将太阳能转化为电能，太阳能电板的万向节功能、跟踪聚焦功能由计算机控制，收集的电能储存到蓄电池中，太阳能不足的阴天或晚上，蓄电池中积聚的电能供取水机正常工作。取水机的风扇、电加热管、制冷机、液压式刮水器、控制箱等部件的工作用电均可来源于蓄电池，蓄电池的充、放电过程由计算机自动控制，各用电部件的工作、关闭与计算机自动控制供电、断电相关联。
本计算机控制的空气取水装置的效果：
(1)在气温-25℃-65℃，湿度15℃-100℃的环境下，通过冷热空气交换，均能独立完成取水功能。
(2)在空气对撞器中，采用绞柱式压缩空气对撞，有效控制空气的摩擦对撞，使空气中的水分子体积在碰撞摩擦中扩大，使水分子扩大加重后进入主机箱，加快取水速度。
(3)采用冷热交换取水原理，热湿空气的温度T2(或T3)和主机冷凝板的温度T5的最佳温度搭配组合，使在一定温度、湿度的空气中获得最大的取水量。
(4)整个取水功能的实施由计算机程序控制，全自动操作，提高精确度和取水效率。主要自动调节控制部分为：A、调控太阳能电板的万向节功能、跟踪聚焦功能；B、调控蓄电池充、放电过程；C、调控空气对撞器内的空气湿度；D、调控对撞器风扇转速；E、调控电加热管内的空气温度；F、调控制冷机的开启和关闭、主机冷凝板温度；G、调控液压式刮水器刮水频率；H、根据液位控制仪传来的蓄水箱水位信息控制计算机控制的空气取水装置的启动和关闭。
(5)利用太阳能，环保节能。整个取水过程无污染，同时充分利用太阳能，尤其能适应电力缺乏地区。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为计算机控制的空气取水装置工作原理图；
图2为计算机控制的空气取水装置结构示意图；
图3为图1和图2的空气对撞器1的结构示意图；
图4为图1和图2主机冷凝板34的构造示意图；
图5为图1液压式刮水器35示意图。
1-空气对撞器                11-对撞器进风口
12-振动式网筛               13-风扇
14-对撞器冷凝板             15-湿度控制仪
16-对撞器出风口             2-电加热管
21-加热管进风口             22-温度控制仪
23-加热管出风口             3-主机
31-主机进风口               32-保温式箱体
33-制冷机                   34-主机冷凝板
341-冷凝管                  342-恒温液
35-液压式刮水器             351-金属刮片
36-空气流量仪               37-网罩拔风口
38-冷凝水出口               4-蓄水箱
41-聚水管                   42-自动放水口
43-存水器                   44-液位控制仪
45-水位指示仪               46-纯水处理器
47-给水龙头                 5-控制箱
6-太阳能电板                61-蓄电池
A-管道A                     B-管道B
具体实施方式
下面结合附图1-5，具体描述本发明的实施例。
参见图1和图2，启动计算机控制的空气取水装置的控制箱5的开关，计算机控制的空气取水装置开始自动工作，蓄电池61开始充、放电。在太阳能充足的条件下，通过太阳能光伏电板6将太阳能转化为电能，太阳能电板6的万向节功能、跟踪聚焦功能由计算机控制，收集的电能储存到蓄电池61中，太阳能不足的阴天或晚上，蓄电池61中积聚的电能供取水机正常工作。
参见图3，风扇13转动，外界湿空气(温度T1)从对撞器进风口11鼓入空气对撞器1中，湿空气在流经振动式网筛12时，去除杂质。此时，空气对撞器中1的湿度控制仪15自动测试空气的湿度，将湿度数据传输到控制箱5的计算机，计算机根据湿度数据自动调整风扇13转速(调整进风量)及液压式刮水器35的刮水频率。湿空气在空气对撞器1中，通过对撞、压缩、摩擦、碰撞对撞器冷凝板14，使湿空气中的水分子体积在碰撞摩擦中不断扩大加重，水分子加重后的湿空气(温度T2)从对撞器出风口16流入电加热管2。
参见图2，从空气对撞器1出来的湿空气通过加热管进风口21流入电加热管2，此时，电加热管2中的温度控制仪22判断湿空气温度T2，若T2大于等于设定的临界温度T3(根据不同环境由控制箱5的计算机自动调整)，则不启动电加热管2，热湿空气通过加热管出风口23直接进入主机3；若T2小于设定的临界温度T3，则计算机控制启动电加热管2，将湿空气的温度从T2加热至适当的温度T4(由计算机根据环境自动调整)，加热后的热湿空气流入主机3。
参见图4、图5，主机制冷机33启动，将主机冷凝板34调至适当的温度T5(由计算机自动调整，范围：0℃-+5℃)。从电加热管2出来的热湿空气通过主机进风口31流入主机3，热湿空气在主机箱内的主机冷凝板34间流动时，碰撞、摩擦主机冷凝板，产生冷热效应，使热湿空气的水分子进一步加重后，迫使水分子不能随空气流动而停留在主机冷凝板34上，随时间的积累，主机冷凝板34上形成冷凝水珠，主机冷凝板34上的冷凝水通过液压式刮水器35不停的上下运行刮入保温式箱体32底部的冷凝水出口38，液压式刮水器35的刮水频率由计算机5根据外界空气的湿度、温度及取水装置中空气流量自动调整。冷凝水通过聚水管41流入蓄水箱4，余下的干空气通过网罩拔风口37排出主机3外，空气流量仪36将干空气的流量数据传递给计算机，来调整相关部件的工作状态。
参见图2，主机3中的冷凝水从冷凝水出口38流入蓄水箱聚水管41，聚水管中41水量到达一定数量时，自动放水口42开启，水流入存水器43中，存水器43中的水量到达一定容积后，液位控制仪44将液位信息传递到计算机，通过计算机控制切断蓄电池61的供电，使取水装置暂停取水。通过蓄水箱4的外置水位指示仪45可以看出存水体积，提供用户可用水量信息。存水器43中水通过纯水处理器46加工成纯净水，打开给水龙头47，即可取得纯水。
计算机控制的空气取水装置的风扇、电加热管、制冷机、液压式刮水器、控制箱等部件的工作用电均来源于蓄电池，蓄电池的充、放电过程由计算机自动控制，整个取水功能的实施由计算机程序控制，全自动操作。计算机对气温、空气湿度、空气流量、充电、放电、启动、完毕等动作的不同差别，分别对制冷、加热、刮水等功能进行自动调整。
该装置还可以设有一个太阳能电板与蓄电池相连，在白天阳光充足的时候收集光能，转化成电能后蓄入蓄电池。
将该取水装置置于不同温度、不同湿度组合的空气中进行取水试验，重复以上步骤。
附表1为该取水装置在16种不同温度、湿度的组合的空气中工作的实施结果数据。
附表1    计算机控制的空气取水装置取水量表
试验组号 温度T1(℃)   湿度(℃) 取水量(升/小时)
    1     60     100     7.50
    2     60     70     5.25
    3     60     40     4.50
    4     60     15     1.13
    5     30     100     10.41
    6     30     70     7.29
    7     30     40     4.16
    8     30     15     1.56
    9     5     100     8.96
    10     5     70     6.27
    11     5     40     3.58
    12     5     15     1.34
    13     -25     100     6.88
    14     -25     70     4.81
    15     -25     40     2.75
    16     -25     15     1.03

Claims (6)

1.一种计算机控制的空气取水装置，包括一空气对撞器、一电加热管、一主机、一蓄水箱，一控制箱，其特征在于，
所述的空气对撞器，为一封闭箱体，其设有对撞器进风口和对撞器出风口；在对撞器进风口内依次往里设有振动式网筛、风扇和湿度控制仪；在空气对撞器箱体内从一侧壁到另一侧壁设有两个或两个以上的平行的对撞器冷凝板；
所述的电加热管，为一封闭箱体，其设有加热管进风口和加热管出风口，其内还设有温度控制仪；
所述的主机，为一保温式箱体，其设有主机进风口、网罩拔风口和一个或一个以上的冷凝水出口，所述的网罩拔风口上还设有空气流量仪；主机内还设有制冷机；主机箱体的一侧壁到另一侧壁设有两个或两个以上的平行的主机冷凝板，所述的主机冷凝板，为一中空箱体结构，它的温度控制在0℃-5℃之间，其内有冷凝管，冷凝管内装有制冷剂，在冷凝管外和主机冷凝板内壁之间充有恒温液，在主机冷凝板外部的正反面均装有液压式刮水器；
所述的蓄水箱，包括聚水管、自动放水口、存水器、液体控制仪和水位指示仪，所述的聚水管位于存水器的顶上，与主机的冷凝水出口相连，聚水管和存水管之间设有自动放水口，液位控制仪装设于存水器壁上，水位指示仪置于存水器外；
所述的控制箱，内有计算机与空气对撞器中的湿度控制仪和风扇、电加热管中的温度控制仪、主机的冷凝板、液压式刮水器、制冷机、空气流量仪、液位控制仪等相连。
2、如权利要求1所述的计算机控制的空气取水装置，其特征在于，所述的空气对撞器的对撞器进风口连接管道A，管道A由两侧伸入对撞室，分别又分成数个管道B伸入两个对撞器冷凝板之间的对撞空间内，管道B截面逐渐变小，管道内壁有旋转螺纹状内丝。
3、如权利要求1或2所述的计算机控制的空气取水装置，其特征在于，所述的冷凝管呈波浪式弯曲。
4、如权利要求3所述的计算机控制的空气取水装置，其特征在于，还包括蓄电池。
5、如权利要求4所述的计算机控制的空气取水装置，其特征在于，还包括一个太阳能电板。
6、如权利要求5所述的计算机控制的空气取水装置，其特征在于，所述的蓄水箱上还装设有纯水处理器和给水龙头。
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