CN203160323U - 便携式可持续使用空气冷凝淡水装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开的便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，包括装置外壳，装置外壳内设置有盛有冷却液的冷却液外壳，冷却液内设置有制冷片，装置外壳底部连接有集水箱，风机通过冷凝管与冷却液外壳相连接，风机上还连接有锂蓄电池；还包括单片机，单片机上分别连接有风机、开关、键盘和显示模块、第一温度传感器及湿度传感器。本实用新型采用基于新型半导体元件的空气冷凝取水装置来在户外收集可饮用淡水，解决了现有设备功耗大，设备沉重，移动不方便的问题。采用新型半导体元件热电制冷原理、太阳能充电模块以及单片机自动控制技术，解决了设备庞大不宜携带的问题，且采用该设备可以随时随地在移动中收集水源，不需固定。

Description

便携式可持续使用空气冷凝淡水装置
技术领域
本实用新型属于取水、集水及配水的装置领域，具体涉及一种便携式可持续使用空气冷凝淡水装置。
背景技术
在户外探险、应急抢险当中，我们经常遇到淡水资源短缺的状况。尤其是可饮用淡水的短缺更是严重威胁到野外作业者的生命安全。户外作业人员在遇到紧急情况时若可以保证其正常的饮用水的供给，对救援的成功以及自救实施具有重要意义。
而现有的获取淡水装置，如空气冷凝器，大多是利用空调压缩机的原理，运用压缩机、冷凝管、叶轮风扇等。此种原理背景下，必然导致我们使用这类产品的不便。功耗大，设备沉重，成为在紧急情况下制约获取可饮用淡水的瓶颈。
热电制冷是热电效应，主要是伯尔帖效应在制冷技术方面的应用。实用的热电制冷装置是由热电效应比较显著、热电制冷效率比较高的半导体热电偶构成的。半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子，有负温差电势。P型材料电子不足，有正温差电势；当电子从P型穿过结点至N型时，其能量增加，并且增加的能量相当于结点所消耗的能量，这一点可以在温差降低看出。
将上述冷却技术应用于冷凝管的制备时，就可以达到让空气中水蒸汽冷凝的目的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种便携式可持续使用空气冷凝取水装置，解决了现有冷凝取水装置不能实现小功率连续取水，设备沉重，应用范围小，运行条件苛刻和效率低的问题。
本实用新型所采用的技术方案是，便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，包括装置外壳，装置外壳内设置有盛有冷却液的冷却液外壳，冷却液内设置有制冷片，装置外壳底部连接有集水箱，风机通过冷凝管与冷却液外壳相连接，风机上还连接有锂蓄电池；还包括单片机，单片机上分别连接有风机、开关、键盘和显示模块、第一温度传感器及湿度传感器。
本实用新型的特点还在于，
其中的锂蓄电池还通过开关与太阳能电池板相连接。
其中的风机内设置有过滤网。
其中的冷却液外壳上设置有第二温度传感器，制冷片上设置有第三温度传感器。
其中的集水箱的两侧外壁上设置有电容模块。
本实用新型便携式可持续使用空气冷凝取水装置的有益效果是：
(1)控制端用单片机来实现对：集水箱水量，当地空气湿度，当地空气温度，冷凝管温度的显示及该冷凝取水装置的自动运行；
(2)分别采用双片电容，湿度传感器，温度传感器来实现对冷凝取水装置的自动运行；
(3)在立方体水箱两侧面装两块金属板，作为电容两极，当水箱中水量增加时电容会有变化，该电容值经单片机处理后成为水箱水量数值显示在电子屏幕上，同时在电子屏幕上还有当地空气湿度值，当地空气温度值，冷凝管温度值；
(4)采用金属铜材料制成双层冷凝管的螺旋形内管，以增加传热冷凝效率，外壁用隔热塑料做成，以便防止冷凝液与外界环境做热交换；
(5)经由风扇抽取热空气后送入冷凝管进行冷凝；
(6)可以通过调节单片机使得该装置只在达到某一人为设定温差后才开始运作，以达到节能高效的目的；
(7)由TEC1-12706半导体冷凝片作为对冷却液的降温装置，其额定工作值为12V6A，尺寸为40mm×40mm×3.8mm；
(8)供电电源为12V锂电池；
(9)外加太阳能电池板对电池进行充电；
(10)单片机端采用Keil编写控制和分析程序，可实现装置自动控制(自动充断电，水满提示，集水速度等)。
附图说明
图1是本实用新型便携式可持续使用空气冷凝淡水装置的结构示意图。
图中，1.太阳能电池板，2.开关，3.锂蓄电池，4.湿度传感器，5.第一温度传感器，6.单片机，7.键盘和显示模块，8.第二温度传感器，9.冷却液，10.风机，11.制冷片，12.冷凝管，13.集水箱，14.装置外壳，15.电容模块，16.第三温度传感器，17.过滤网，18.冷却液外壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型便携式可持续使用空气冷凝淡水装置的结构如图1所示，包括装置外壳14，装置外壳14内设置有盛有冷却液9的冷却液外壳18，冷却液9内设置有制冷片11，冷却液外壳18上还设置有第二温度传感器8，制冷片11上设置有第三温度传感器16，装置外壳14底部连接有集水箱13，集水箱13的两侧外壁上设置有电容模块15。风机10通过冷凝管12与冷却液外壳18相连接，由冷凝管12末端引出管道流向集水箱13。风机10内设置有过滤网17，风机10上还连接有锂蓄电池3。锂蓄电池3还通过开关2与太阳能电池板1相连接。本实用新型便携式可持续使用空气冷凝淡水装置的结构，还包括单片机6，单片机6上分别连接有风机10、开关2、键盘和显示模块7、第一温度传感器5及湿度传感器4。
太阳能电池板1，用于在野外无交流电源时充电使用。
控制太阳能充电的开关2，用于自动控制充电的断开与进行。
锂蓄电池3，向制冷片11及单片机6、显示屏、传感器、风机10提供直流电源。
湿度传感器4，提供该地区大气环境中的湿度数值。
第一温度传感器5，提供该地区大气环境中的温度数值。
单片机6，用于接收湿度传感器4、第一温度传感器5、第二温度传感器8以及电容模块15的数据，并且将数值显示在显示屏上；另外，单片机6还用于控制自动充断电，集水箱13集满后的断电，控制风机10的风速以控制集水速度；检测第三温度传感器16的温度来实时监控是否过载进行过载保护。
键盘和显示模块7，包括4个按键和一个LCD显示器，其中按键用来控制风机风速、调节温差、充电模式、自动模式；LCD显示器用来显示各个测试参数和仪器工作状态。
第二温度传感器8，用于测量冷却液温度。
冷却液9，选择比热容较小温度变化明显的煤油。
风机10，用于将外部空气抽入冷凝管12内。
制冷片11，用于对冷却液9进行降温。
冷凝管12，铜质螺旋管，螺旋形冷凝管用于对外部热气体的冷凝。
集水箱13，用于收集冷凝淡水。
装置外壳14，用于保护整体装置。
电容模块15，用于测量集水箱13的集水量。
第三温度传感器16，用于测量制冷片11热端温度，实现过载保护。
过滤网17，对所抽入外部气体进行灰尘过滤。
冷却液外壳18，用于盛装冷却液。
本实用新型便携式可持续使用空气冷凝淡水装置的工作过程：仪器通电后，各控制模块和显示器自动复位，风机10处于关闭状态，控制太阳能充电的开关2处于关闭状态。按键设置冷却液9的温度，单片机6内自动控制程序启动，等待5分钟后，冷却液9即可达到设置温度。启动风机10，打开对应开关。外部空气经由过滤网17吹向三螺旋铜质冷凝管与冷却液9进行热交换冷凝。在冷凝管12底部开有管道，可以将冷凝水收集。制冷片11热端的温度控制器实现过载断电保护。集水箱13两侧装有双片电容，当水位上升时，水位的变化引起电容的变化，因此，测量电容即可知道水量。而中控单片机6也同样可以控制太阳能电池板1对锂蓄电池3进行充电，以满足野外要求。
本实用新型便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，在户外收集可饮用淡水，解决了现有设备功耗大，设备沉重，移动不方便的问题。采用新型半导体元件热电制冷原理、太阳能充电模块以及单片机自动控制技术，解决了设备庞大不宜携带的问题，且采用该设备可以随时随地在移动中收集水源，不需固定。

Claims (5)

1.便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，其特征在于，包括装置外壳(14)，装置外壳(14)内设置有盛有冷却液(9)的冷却液外壳(18)，冷却液(9)内设置有制冷片(11)，装置外壳(14)底部连接有集水箱(13)，风机(10)通过冷凝管(12)与冷却液外壳(18)相连接，风机(10)上还连接有锂蓄电池(3)；还包括单片机(6)，单片机(6)上分别连接有风机(10)、开关(2)、键盘和显示模块(7)、第一温度传感器(5)及湿度传感器(4)。
2.根据权利要求1所述的便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，其特征在于，所述的锂蓄电池(3)还通过开关(2)与太阳能电池板(1)相连接。
3.根据权利要求1所述的便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，其特征在于，所述的风机(10)内设置有过滤网(17)。
4.根据权利要求1所述的便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，其特征在于，所述的冷却液外壳(18)上设置有第二温度传感器(8)，所述的制冷片(11)上设置有第三温度传感器(16)。
5.根据权利要求1所述的便携式可持续使用空气冷凝淡水装置，其特征在于，所述的集水箱(13)的两侧外壁上设置有电容模块(15)。
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