本發(fā)明涉及取水設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種便攜式的太陽能空氣取水器。
背景技術(shù)：
：水資源是人類生活和一切生產(chǎn)活動(dòng)的基礎(chǔ)，然而淡水資源缺乏是一個(gè)世界性的問題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約12億人喝不到干凈的飲用水。我國的人均淡水資源少，尤其是在高山、戈壁、荒漠等地方淡水資源更加匱乏，應(yīng)考慮發(fā)展一種能夠就地保障的供水技術(shù)。特別是當(dāng)今扶貧政策驅(qū)動(dòng)下，國家對(duì)保障群眾的安全飲水提出了要求，在傳統(tǒng)的供水方式不能滿足其基本用水需求的情況下，如何另辟新徑獲得淡水資源成為目前研究的熱點(diǎn)問題。科研人員經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)可以通過從大氣中汲取水分獲得淡水資源，即為空氣取水技術(shù)。自然界中水以汽態(tài)、液態(tài)、固態(tài)三種狀態(tài)并存，在太陽輻射、地球引力和氣溫作用下，大氣層成為水循環(huán)的中轉(zhuǎn)站，其三態(tài)不斷轉(zhuǎn)化?？諝庵凶畲蠛坑煽諝鉁囟群痛髿鈮毫Q定，當(dāng)空氣溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣就會(huì)液化形成小水滴。據(jù)估計(jì)空氣中的水量達(dá)14000m3，是地表江河總水量的10倍之多，在大氣環(huán)流的作用下，空氣中的含濕量基本保持不變。即使在干燥的沙漠地區(qū)，當(dāng)白天氣溫為35℃，相對(duì)濕度為20%時(shí)，其含水量也超過10g/m3，這為空氣取水可行性提供了理論依據(jù)。根據(jù)自然界中水的三種狀態(tài)變化，空氣取水過程采用的方法、取水技術(shù)一般有機(jī)械壓縮法、冷凍結(jié)露法、吸附解析法、半導(dǎo)體制冷法、聚霧取水法等。機(jī)械壓縮法是通過機(jī)械力壓縮濕空氣獲得空氣中的水蒸氣。壓縮濕空氣時(shí)，水蒸氣的分壓力迅速提高，在二者復(fù)合作用下，使得環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于露點(diǎn)溫度，濕空氣中的水蒸氣結(jié)露冷凝。但是該系統(tǒng)耗能太高，成本太大，推廣使用價(jià)值不高。冷凍結(jié)露法是將空氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下，析出水分，獲得液態(tài)水。吸附解析法是利用固體吸附劑吸附濕空氣中的水分，加熱吸附劑時(shí)水分脫附實(shí)現(xiàn)水蒸氣富集，然后對(duì)高含濕量的濕空氣降溫獲取液態(tài)水。吸收法與吸附法原理相同，只是液體吸收劑代替固體吸附劑，但液體吸收劑易腐蝕設(shè)備、加熱時(shí)易揮發(fā)等缺點(diǎn)制約了其發(fā)展。半導(dǎo)體制冷法主要利用了通電半導(dǎo)體的珀?duì)柼?yīng)，由P型半導(dǎo)體元件和N型半導(dǎo)體元件連接形成熱電偶，通電情況下實(shí)現(xiàn)冷端制冷的效果，當(dāng)濕空氣通過冷面時(shí)降溫有水珠析出。半導(dǎo)體制冷技術(shù)具有質(zhì)量輕、無污染、方便等優(yōu)點(diǎn)。聚霧取水法就是把空氣中的小水滴捕獲分離出的方法。該法通常采用巨幅尼龍屏障作為集霧罩，首先將霧氣中的小液滴攔截，使之聚合變大，變大的水珠便會(huì)順著尼龍繩流到集水器中。該法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料易得，成本低，但受限于氣候條件，只適用于霧多缺水的地方。通過比較上述5種方法，并了解到現(xiàn)今太陽能光伏發(fā)電和半導(dǎo)體制冷片件性能與效率提升，而成本在下降，基于此選取半導(dǎo)體制冷法研制一種便攜式的太陽能空氣取水器，以解決自然環(huán)境異常惡劣，交通十分不便，導(dǎo)致水補(bǔ)給非常困難的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了實(shí)現(xiàn)太陽能空氣取水器的便攜，并更廣泛用于孤立的環(huán)境和安全飲水等領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種便攜式的太陽能空氣取水器。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種便攜式的太陽能空氣取水器，包括底座以及箱體，所述箱體固定在底座上，所述箱體的頂部安裝有太陽能供電系統(tǒng)，箱體內(nèi)部安裝有程控電源，所述太陽能供電系統(tǒng)的輸出端與程控電源連接，程控電源將太陽能供電系統(tǒng)提供的電能轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體制冷片的工作電源，程控電源與半導(dǎo)體制冷片連接，其為半導(dǎo)體制冷片提供工作電源；所述半導(dǎo)體制冷片包括冷端和熱端，半導(dǎo)體制冷片的熱端設(shè)置有散熱機(jī)構(gòu)，半導(dǎo)體制冷片的冷端與結(jié)霜器接觸，結(jié)霜器的前端安裝有吸風(fēng)扇，箱體上開設(shè)有從箱體外通向吸風(fēng)扇的進(jìn)氣通道，結(jié)霜器的下方安裝有集水器，集水器與箱體上的出水口聯(lián)通，所述出水口上設(shè)置有放水閥門。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、控制器以及蓄電池，所述太陽能電池板采用折疊式太陽能電池板或者薄膜式太陽能電池板。進(jìn)一步地，在進(jìn)氣通道上安裝有過濾網(wǎng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述半導(dǎo)體制冷片采用二層以上半導(dǎo)體制冷片。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述散熱機(jī)構(gòu)包括散熱翅片以及散熱風(fēng)扇，在半導(dǎo)體制冷片的熱端緊貼安裝有一根以上的散熱翅片，在散熱翅片的一側(cè)安裝有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇與程控電源連接，其工作電源由太陽能供電系統(tǒng)通過程控電源提供。進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括凈水器，所述集水器與出水口之間設(shè)置有凈水器。進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括化霜器，結(jié)霜器的側(cè)邊設(shè)置有配套的化霜器?；髋c程控電源連接，其工作電源由太陽能供電系統(tǒng)通過程控電源提供?；髋c結(jié)霜器配套，通過溫度調(diào)節(jié)將結(jié)霜器上的凝霜化成水。結(jié)霜器工作采用溫差回退法，溫差回退法就是可設(shè)置凝霜溫度和回退溫度的方法。當(dāng)半導(dǎo)體制冷器的溫度達(dá)到設(shè)置凝霜溫度時(shí)，電源停止給半導(dǎo)體制冷器供電。在環(huán)境溫度的作用下，化霜器開始化霜，當(dāng)半導(dǎo)體制冷器溫度達(dá)到凝霜溫度加上回退溫度時(shí)，電源重新啟動(dòng)給半導(dǎo)體制冷器供電，周而復(fù)始，從而達(dá)到自動(dòng)控制結(jié)霜和化霜的目的。進(jìn)一步地，為了便于攜帶、搬運(yùn)，本發(fā)明所述底座下安裝有萬向滑動(dòng)輪。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供一種便攜式的太陽能空氣取水器，以解決自然環(huán)境異常惡劣，交通十分不便，水補(bǔ)給非常困難的問題。采用以太陽能為主要能源，利用半導(dǎo)體制冷，在空氣中用溫差回退法冷卻空氣中的冷凝水。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)空氣和水分的分離，能夠較好的解決缺水的問題，便于推廣使用。附圖說明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1、太陽能供電系統(tǒng)；2、程控電源；3、半導(dǎo)體制冷片；4、結(jié)霜器；5、吸風(fēng)扇；6、過濾網(wǎng)；7、集水器；8、化霜器；9、凈水器；10、底座；11、放水閥門；12、萬向滑動(dòng)輪。具體實(shí)施方式以下結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。為了實(shí)現(xiàn)太陽能空氣取水器的便攜，使系統(tǒng)更廣泛用于孤立的環(huán)境和安全飲水等領(lǐng)域，本發(fā)明提供一種便攜式的太陽能空氣取水器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。本發(fā)明主要是通過半導(dǎo)體制冷片的Peltier效應(yīng)，通過太陽能供電系統(tǒng)提供的電能來制冷，使通過結(jié)霜器的水蒸氣遇冷凝結(jié)成水。本發(fā)明主要包括太陽能供電系統(tǒng)1、程控電源2、半導(dǎo)體制冷片3、吸風(fēng)扇5、結(jié)霜器4、化霜器8、集水器7和凈水器9。如圖1所示，本實(shí)施例提供一種便攜式的太陽能空氣取水器，包括底座10以及箱體，底座10下安裝有萬向滑動(dòng)輪12，便于整個(gè)取水器的移動(dòng)。箱體固定在底座10上，箱體的頂部安裝有太陽能供電系統(tǒng)1，箱體內(nèi)部安裝有程控電源2、半導(dǎo)體制冷片3、吸風(fēng)扇5、結(jié)霜器4、化霜器8、集水器7以及凈水器9。太陽能供電系統(tǒng)的輸出端與程控電源連接，程控電源將太陽能供電系統(tǒng)提供的電能轉(zhuǎn)換為半導(dǎo)體制冷片、散熱風(fēng)扇等取水器中各用電設(shè)備的工作電源。各用電設(shè)備均與程控電源連接以獲得其工作所需的電源。同時(shí)，可以擴(kuò)展應(yīng)用，程控電源接入市電，將市電適配調(diào)整至半導(dǎo)體制冷片、散熱風(fēng)扇等取水器中各用電設(shè)備使用。太陽能供電系統(tǒng)包括太陽能電池板、控制器以及蓄電池。目前市場(chǎng)上有很多太陽能供電系統(tǒng)，本實(shí)施例為了便攜組合方便，選擇拆裝簡(jiǎn)易、移動(dòng)方便的12V/100W太陽能柔性電池板,太陽能控制器可以控制整個(gè)太陽能供電系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并可以對(duì)12V/100AH蓄電池起到過充電保護(hù)和過放電保護(hù)的作用。半導(dǎo)體制冷片是一個(gè)熱傳遞的工具。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成的熱電偶對(duì)中有電流通過時(shí)，兩端之間就會(huì)產(chǎn)生熱量轉(zhuǎn)移，熱量就會(huì)從一端轉(zhuǎn)移到另一端，從而產(chǎn)生溫差形成冷熱端。但是半導(dǎo)體自身存在電阻，當(dāng)電流經(jīng)過半導(dǎo)體時(shí)就會(huì)產(chǎn)生熱量，從而會(huì)影響熱傳遞。而且兩個(gè)極板之間的熱量也會(huì)通過空氣和半導(dǎo)體材料自身進(jìn)行逆向熱傳遞。當(dāng)冷熱端達(dá)到一定溫差，這兩種熱傳遞的量相等時(shí)，就會(huì)達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，正逆向熱傳遞相互抵消。此時(shí)冷熱端的溫度就不會(huì)繼續(xù)發(fā)生變化。為了達(dá)到更低的溫度，可以采取散熱等方式降低熱端的溫度來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明在半導(dǎo)體制冷片的熱端設(shè)置有散熱機(jī)構(gòu)，半導(dǎo)體制冷片的冷端與結(jié)霜器接觸。所述散熱機(jī)構(gòu)包括散熱翅片以及散熱風(fēng)扇，在半導(dǎo)體制冷片的熱端緊貼安裝有一根以上的鋁制的散熱翅片，在散熱翅片的一側(cè)安裝有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇與程控電源連接，其工作電源由太陽能供電系統(tǒng)通過程控電源提供。散熱翅片以及散熱風(fēng)扇的作用主要是為制冷片的熱端散熱。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達(dá)到40～65度之間，如果通過主動(dòng)散熱的方式來降低熱端溫度，那冷端溫度也會(huì)相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。本發(fā)明的半導(dǎo)體制冷片4采用TEC2-19008制冷片，其型號(hào)說明如下表1所示。表1TEC2-19008制冷片型號(hào)說明TEC219008溫差電制冷組件陶瓷結(jié)構(gòu)式，制冷元器件截面積大于1mm2制冷級(jí)數(shù)電偶對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)電流值結(jié)霜器的前端安裝有吸風(fēng)扇，箱體上開設(shè)有從箱體外通向吸風(fēng)扇的進(jìn)氣通道，在進(jìn)氣通道上安裝有過濾網(wǎng)6，以濾出吸入的空氣中的大顆粒雜質(zhì)、灰塵。結(jié)霜器4的側(cè)邊設(shè)置有配套的化霜器8，化霜器8與結(jié)霜器4配套，通過溫度調(diào)節(jié)將結(jié)霜器上的凝霜化成水。結(jié)霜器4的下方安裝有集水器7，集水器7與箱體上的出水口聯(lián)通，集水器與出水口之間還設(shè)置有凈水器9，保證從出水口出來的水能夠直接飲用。所述出水口上設(shè)置有放水閥門11。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍的情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均應(yīng)落在本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3