CN215977493U - 一种热管冷凝式空气取水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热管冷凝式空气取水装置，太阳能电池板与蓄电池为整个装置供电，引风机位于进风管进风口下端，第一电磁阀位于进风管进风口下端，第二电池阀位于排风管出口左侧，进风管口设有空气复合滤网，进风管内空气与出风管内空气连接热管换热器，预冷却的空气进入冷凝室，进风管外端进风口下面设有空气温湿度检测器与PLC控制器，PLC控制器直接控制装置启停，冷凝室右端设有出风管道，出风管道与冷凝室相接处设有凝水网，冷凝室下端设有引流集水器，采集的水经过第一引流管连接水净化系统，净化过的水经过第二引流管流进蓄水箱。本装置工作效率高，绿色环保，避免了淡水运输的困难，具有很高的经济效益。

Description

一种热管冷凝式空气取水装置

技术领域

本实用新型涉及空气取水系统技术领域，具体涉及一种热管冷凝式空气取水装置。

背景技术

水资源短缺已成为经济社会发展和人民生活的主要掣肘之一。我国淡水资源人均量少、淡水资源污染严重、分布极不平衡，西北地区缺乏匮乏的现象尤为严重。地球上的水资源绝大部分以蒸发的形式进入到空气中，空气中含有的水分约为地表淡水资源的10倍，从空气中获取水不受地域制约。到目前为止，对空气中水资源的利用率基本为零，空气可以作为获取淡水的重要水库，空气取水器可以有效的缓解淡水水资源匮乏问题。

现有技术主要以吸附法、冷凝结露法为主。其中吸附法受限于吸附剂的性能，需要一昼夜作为取水周期，不能在白天单独取水、寿命较短、取水效率较低。冷凝结露法主要以压缩机制冷和半导体制冷为主，其中压缩机制冷能耗较大，且设备笨重。现有空气取水装置大多具有大多能耗较高，取水效率较低等问题。本实用新型使用半导体制冷板、热管等器件并结合毛细凝结的原理，能极大的提高制冷系数以及取水效率。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型提供一种热管冷凝式空气取水装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种热管冷凝式空气取水装置，包括太阳能电池板、蓄电池、热管回热器、半导体制冷板、空气温湿度检测器、PLC控制器、蓄水箱、空气复合滤网、净水装置、第一电磁阀、第二电磁阀、冷凝室、热管散热器、热管冷凝器、第一引流管、第二引流管、水净化系统、水龙头、凝水网、铜板。

太阳能电池板白天工作为蓄电池蓄电，蓄电池为所有用电设备供电，引风机位于进风管进风口下端35 cm处，第一电磁阀位于进风管进风口下端15cm处，第二电池阀位于排风管出口左侧5cm处，进风管与大气环境接触口设有由前置滤网层、HEPA高效过滤网构成的空气复合滤网，进风管内空气与排风管内空气连接热管回热器，其热管回热器以及进排风管道外壁采用绝热材料，预冷却的空气进入由热管散热器、半导体制冷板与热管冷凝器构成的冷凝室，进风管外端距进风口40cm处设有空气温湿度检测器与PLC控制器，空气温湿度检测温湿度并传递信息给PLC控制器，PLC控制器直接控制第一、第二电磁阀、引风机、半导体制冷板开关，冷凝室右端设有排风管道，排风管道与冷凝室相接处设有凝水网，冷凝室下端设有引流壁，采集的水流经第一引流管进入装有活性炭的水净化系统进行水净化处理，净化过的水经过第二引流管流进蓄水箱并通过水龙头进而实现空气取水过程。

上述的回热器采用热管回热器，且回热器外壁采用绝热材料。

上述的热管均采用翅片，且热管均采取15°放置方式。

上述的净水装置采用活性炭加高性能净水材料。

上述的排风管与冷凝室相接处采用凝水网，且采用铜网。

上述的冷凝室由热管散热器、半导体制冷板与热管冷凝器构成。

上述的空气复合滤网由前置滤网层、HEPA高效过滤网构成。

上述的进排风管道设有空气温湿度检测器以及PLC控制器，装置的启停取决于大气环境以及设定空气温湿度。

本实用新型的有益效果是：该热管冷凝式空气装置采用热管回热器将排风冷量交换给进风且回热器外部以及进排风管道采用绝热材料放置可以减少不必要能量损失。采用由热管散热器、半导体制冷板与热管冷凝器构成的冷凝室可以更大程度的快速降温使空气的温度达到露点，结露效率较高。设置温湿度控制开关来控制空气的进出以及整个装置启动停止，提高气体水的冷凝效率。本装置工作效率高，制造简单，成本低廉。同时可以将空气中的水蒸汽冷凝后集中、收集、净化并储存起来，具有很好的经济效益。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为本实用新型示意图。

图2为热管回热器示意图。

图3为回热器铜板示意图。

图4为冷凝室示意图。

图中：1.PLC控制器,2.空气温湿度检测器，3.第一电磁阀，4.空气复合滤网，5.引风机，6.进风管，7.第二电磁阀，8.热管冷凝端，9.翅片，10.热管回热器,11.排风管，12.冷凝室，13.凝水网，14.水净化系统，15.水龙头，16.蓄水箱，17.第二引流管，18.第一引流管，19.固定铜板,20.半导体制冷板，21.热管冷凝器，22.热管散热器，23.热管蒸发端，24.回热器铜板，25.蓄电池,26.太阳能电池板，27.热管，28.小孔，29.引流壁。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本实用新型的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1所示，本实施例提供的一种热管冷凝式空气取水装置包括PLC控制器1、空气温湿度检测器2、第一电磁阀3、空气复合滤网4、引风机5、进风管6、第二电磁阀7、热管冷凝端8、翅片9、热管回热器10、排风管11、冷凝室12、凝水网13、水净化系统14、水龙头15、蓄水箱16、第二引流管17、第一引流管18、固定铜板19、半导体制冷板20、热管冷凝器21、热管散热器22、热管蒸发端23、回热器铜板24、蓄电池25、太阳能电池板26。

太阳能电池板26白天工作将光能转化为电能并储存在蓄电池25，蓄电池25为引风机5、半导体制冷板20等用电器件供电，引风机5位于进风管6进风口下端35 cm处，第一电磁阀位3于进风管6进风口下端15cm处，第二电池阀7位于排风管11出口左侧5cm处，进风管6与大气环境接触口设有由前置滤网层、HEPA高效过滤网构成的空气复合滤网4除去空气中污染物、颗粒物，减少热管回热器10表面附着物, 降低脏污对传热效率及半导体制冷板20制冷性能的影响，进风管6内空气与排风管11内空气通过热管回热器10进行热量交换，对进风进行预冷却，其热管回热器10以及进风管道6、排风管11外壁采用绝热材料防止热量不必要的能量损失；经过预冷却的空气进入由热管散热器22、半导体制冷板20与热管冷凝器21构成的冷凝室12，进风管6外端距进风口40cm处设有空气温湿度检测器2与PLC控制器1，空气温湿度检测器2检测温湿度并传递信息给PLC控制器1，PLC控制器1直接控制第一电磁阀3、第二电磁阀7、引风机5、半导体制冷板20开关，冷凝室12右端设有排风管11，排风管11与冷凝室12相接处设有凝水网13防止水分被空气冲刷带走，进行再次水分凝结提高取水量；排风管11与进风管6连接热管回热器10。冷凝室12下端设有引流壁29，采集的水流经第一引流管18进入装有活性炭的水净化系统14进行水净化处理，净化过的水经过第二引流管17流进蓄水箱16并通过水龙头15进而实现空气取水过程。

具体地，空气温湿度检测2器中预设的温度值为10°C，相对湿度为65%，当大气环境中的温湿度达到上述预设值时，空气温湿度检测器2传递信息给PLC控制器1，PLC控制器1直接控制第一电磁阀3、第二电磁阀7打开，引风机5启动，半导体制冷板20运行，将空气经由进风管6进入热管回热器10进行预冷却，进一步进入冷凝室12进行冷凝结露，当大气环境中的温湿度未达到上述预设值时，空气温湿度检测器2传递信息给PLC控制器1，PLC控制器1直接控制第一电磁阀3、第二电磁阀7关闭，引风机5关闭，半导体制冷板20关闭，该装置停止工作。

实施例2

如图2所示，热管回热器10示意图，图3所示，回热器铜板示意图，回热器铜板24有若干小孔28用于固定热管27，每个小孔28直径不小于热管27的直径，热管27采取15°放置方式, 使热管回热器10有利于工质回流, 还便于清灰。采用焊接形式, 法兰边开螺栓孔。通过进风管6进入热管回热器10的空气温度高于由排风管11进入热管回热器10的空气，热管蒸发端23管芯内的工作液体受热蒸发，并带走热量，蒸汽从中心通道流向热管27的热管冷凝端8，凝结成液体，同时放出潜热，在毛细力的作用以及倾斜15°热管的重力作用下，液体回流到热管蒸发端23。从而将大量的热量从热管蒸发端23传到热管冷凝端8，实现对热管蒸发端23一侧的空气预冷却。上述热管27均采用带有翅片9的热管27，增加换热面积增加取水效率。

具体地，回热器铜板24厚度为3mm,蒸发段长度为100mm, 翅片9长度为4mm, 冷凝段长度为100mm, 翅片9长度为4mm, 绝热段长度为2mm, 热管27总长为202mm。横向、纵向管分别间距12mm。

实际尺寸可以根据进口质量流速、分别确定热管加热段、冷凝段长度、热管27数量以及进口界面尺寸选取。

实施例3

如图4所示，冷凝室12示意图，其中热管散热器22、热管冷凝器21本质并无区别，仅为使用目的差异而命名。热管冷凝器21和热管散热器22内的热管、热管冷凝器21的固定铜板21与实施例2热管回热器10内热管27、回热器铜板21尺寸构造近似，可根据具体情况进行尺寸替换。

半导体制冷板20制冷侧为热管冷凝器21，散热侧为热管散热器22。热管冷凝器21内热管冷凝端8直接与半导体制冷板20制冷侧接触，热管蒸发端23朝下15°放置方式，有利于工质回流。热管散热器33内热管蒸发端23直接与半导体制冷板20散热侧接触，热管冷凝端8朝上15°放置方式热管冷凝端8全部在冷凝室12外部与大气环境直接接触，以大气环境为冷源半导体制冷板20散热段为热源进行热量传递。上述热管均采用带有翅片9的热管27，增加换热面积增加取水效率。冷凝室12壁留孔恰好通过热管，采用焊接形式, 法兰边开螺栓孔。半导体制冷板20制冷，热管冷凝器21使冷凝室12迅速降温，空气冷凝结露。半导体制冷板20产热，热管散热器22将热量排除冷凝室12。

以上所述仅为本发明的的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，太阳能电池板（26）白天工作为蓄电池（25）蓄电，蓄电池（25）为所有用电设备供电，引风机（5）、第一电磁阀（3）均位于进风管（6）进风口下端，第二电池阀（7）位于排风管（11）出口左侧，进风管（6）与大气环境接触口设有由前置滤网层、HEPA高效过滤网构成的空气复合滤网（4），进风管（6）内空气与排风管（11）内空气连接热管回热器（10），其热管回热器（10）以及进风管（6）、排风管（11）外壁采用绝热材料，预冷却的空气进入由热管散热器（22）、半导体制冷板（20）与热管冷凝器（21）构成的冷凝室（12），进风管（6）外端进风口下侧设有空气温湿度检测器（2）与PLC控制器（1），空气温湿度检测器（2）检测温湿度并传递信息给PLC控制器（1），PLC控制器（1）直接控制所有用电设备开关，冷凝室（12）右端设有排风管（11），排风管（11）与冷凝室（12）相接处设有凝水网（13），冷凝室（12）下端设有引流壁（29），采集的水流经第一引流管（18）进入装有活性炭的水净化系统（14）进行水净化处理，净化过的水经过第二引流管（17）流进蓄水箱（16）并通过水龙头（15）进而实现空气取水过程。

2.根据权利要求1所述的一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，所述的空气复合滤网（4）由前置滤网层、HEPA高效过滤网构成。

3.根据权利要求1所述的一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，上述的热管（27）均采用翅片（9），且热管均采取15°放置方式。

4.根据权利要求1所述的一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，上述的排风管（11）与冷凝室（12）相接处采用凝水网（13），且采用铜质网。

5.根据权利要求1所述的一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，上述的回热器采用热管回热器（10），且热管回热器（10）内部隔板为铜板，外壁采用绝热材料。

6.根据权利要求1所述的一种热管冷凝式空气取水装置，其特征在于，上述的冷凝室（12）由热管散热器（22）、半导体制冷板（20）与热管冷凝器（21）构成，热管冷凝器（21）内热管冷凝端（8）直接与半导体制冷板（20）制冷侧接触，热管（27）蒸发端朝下15°放置方式，热管散热器（22）内热管蒸发端（23）直接与半导体制冷板（20）散热侧接触，热管冷凝端（8）朝上15°放置方式，热管冷凝端（8）全部在冷凝室（12）外部与大气环境直接接触，上述热管（27）均采用带有翅片（9）的热管（27），增加换热面积增加取水效率，冷凝室（12）壁留孔恰好通过热管（27）。

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