[實用新型]一種利用自然能源的大氣凝結水收集裝置

有效

• 申請號: 201320628479.4
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN203475515U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 阿拉木薩;牛存洋;劉亞
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

技術領域

本實用新型涉及一種大氣凝結水收集裝置，具體地說是一種利用太陽能和風能轉化為的電能，通過半導體制冷技術凝結收集大氣中汽態水分的收集裝置。

背景技術

大氣環境中保存有數量巨大的汽態水，如何收集這種汽態水體是很多干旱缺水地區的急需技術。收集大氣中凝結水的主要原理是降低載體溫度，使其低于環境的露點溫度，這樣就會在載體表面形成凝結水。以往很多研究者試圖通過各種技術進行大氣水分的收集，如利用網狀吸濕性物質結構收集海邊霧氣中的水分；利用制冷方式降低載體表面溫度，達到露點后凝結收集大氣水分；利用風力渦輪機動力制冷，通過降低溫度而凝結大氣中的水分等。上述方法在一定條件下可以獲得大氣中的水分，但其大氣水分凝結過程均需要較多的外來能源的支持，而且在能源供給基礎條件不完善的區域很難加以利用，同時也需要較高的運行成本。

在降低物體溫度的方法中，較為高效的是采用壓縮機制冷劑方法，如冰箱等，其需要較高的能量輸入，但也具備較高的制冷效率，可以形成零度以下的降溫效果。另外，也可以利用半導體制冷方式，半導體致冷亦稱電子致冷也叫溫差致冷，是由半導體所組成的一種冷卻裝置，于1960年左右才出現，其理論基礎為帕爾帖效應。該理論得到實踐應用后，使得半導體致冷材料的優值系數達到相當水平，開發了現在的半導體致冷器件。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種利用自然能源、可在不同露點溫度環境中凝結并收集大氣中汽態水分的收集裝置。

本實用新型為實現上述目的所采用的技術方案是：一種利用自然能源的大氣凝結水收集裝置，包括：順序連接的供電模塊、用于收集大氣中水分的制冷模塊和用于收集制冷模塊得到的凝結水的收集模塊；所述供電模塊用于將自然能源轉換為電能并提供電流輸出至制冷模塊，包括太陽能電池組、風力發電組和蓄電池組，太陽能電池組、風力發電組均與蓄電池組連接，蓄電池組與制冷模塊連接。

所述制冷模塊包括冷凝板、散熱板和半導體制冷片；所述冷凝板與散熱板并行設置，之間貼有半導體制冷片，半導體制冷片與蓄電池組連接。

所述冷凝板和散熱板均為銅板，一面垂直設有多個平行的銅片，另一面用于粘貼半導體制冷片。

所述蓄電池組與半導體制冷片之間設有溫度控制器。

所述半導體制冷片為多個，并聯連接。

本實用新型具有以下有益效果及優點：

1.本實用新型采用太陽能和風力提供電力，其來源為自然能源，無需外來能源，不會產生環境危害；本實用新型可以在沒有供電系統和動力系統供給能源的條件下運行，方便野外應用。

2.本實用新型采用半導體制冷片，具有制冷快、無污染、運行安靜等特征，是一種優質環保的制冷方式。

3.本實用新型設有電流控制開關，可以有效的調整制冷片的功率，以保證冷凝器表面溫度低于環境露點溫度，可以獲得持續的凝結水收集。

4.本實用新型的供電模塊采用了太陽能和風能發電的組合模式，有效增加了供電模塊的穩定性，克服了陰雨天氣或無風天氣對本裝置供電的影響。

5.本實用新型的應用為在野外收集大氣凝結水提供了便利，可以為野外生存、動植物供水提供了可能。

附圖說明

圖1為本實用新型的大氣凝結水收集裝置流程結構示意圖；

圖2為冷凝器結構示意圖；

圖3為制冷模塊正面圖；

圖4為收集模塊的結構示意圖；

圖5為大氣凝結水收集裝置結構組合示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

本實用新型以太陽能和風能為電力來源，利用半導體制冷片的降溫功能，降低冷凝器表面溫度，使其溫度低于環境露點溫度，通過水汽凝結作用將大氣中的汽態水分凝結于凝結器表面，并利用收集裝置收集所獲得的液態水凝結水。

如圖1所示，本裝置主要由以下幾個模塊構成：

供電模塊：采用太陽能電池板和小型風力發電組構成，并配套蓄電池組，提供穩定的直流電源供給，并在電池輸出線路上安裝電流控制開關，可以適當調節輸出電流以調節制冷量。電流控制開關可采用電阻降壓限流（TZ4L-14C奧托尼克斯電流輸出溫度控制器），通過對溫度控制器內的電阻值的調節控制輸出電流。