[發明專利]一種便攜式的太陽能空氣取水器

在審

• 申請號: 201710168854.4
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106869243A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 伍宗富
• 申請（專利權）人: 湖南文理學院
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28;H02J7/35
• 代理公司: 長沙市標致專利代理事務所(普通合伙)43218
• 代理人: 徐邵華

技術領域

本發明涉及取水設備技術領域，具體涉及一種便攜式的太陽能空氣取水器。

背景技術

水資源是人類生活和一切生產活動的基礎，然而淡水資源缺乏是一個世界性的問題，據統計，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，應考慮發展一種能夠就地保障的供水技術。特別是當今扶貧政策驅動下，國家對保障群眾的安全飲水提出了要求，在傳統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問題?？蒲腥藛T經研究發現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。

自然界中水以汽態、液態、固態三種狀態并存，在太陽輻射、地球引力和氣溫作用下，大氣層成為水循環的中轉站，其三態不斷轉化?？諝庵凶畲蠛坑煽諝鉁囟群痛髿鈮毫Q定，當空氣溫度低于露點溫度時，空氣中的水蒸氣就會液化形成小水滴。據估計空氣中的水量達14000m³，是地表江河總水量的10倍之多，在大氣環流的作用下，空氣中的含濕量基本保持不變。即使在干燥的沙漠地區，當白天氣溫為35℃，相對濕度為20%時，其含水量也超過10 g/m³，這為空氣取水可行性提供了理論依據。

根據自然界中水的三種狀態變化，空氣取水過程采用的方法、取水技術一般有機械壓縮法、冷凍結露法、吸附解析法、半導體制冷法、聚霧取水法等。

機械壓縮法是通過機械力壓縮濕空氣獲得空氣中的水蒸氣。壓縮濕空氣時，水蒸氣的分壓力迅速提高，在二者復合作用下，使得環境溫度遠低于露點溫度，濕空氣中的水蒸氣結露冷凝。但是該系統耗能太高，成本太大，推廣使用價值不高。

冷凍結露法是將空氣溫度降到露點溫度以下，析出水分，獲得液態水。

吸附解析法是利用固體吸附劑吸附濕空氣中的水分，加熱吸附劑時水分脫附實現水蒸氣富集，然后對高含濕量的濕空氣降溫獲取液態水。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備、加熱時易揮發等缺點制約了其發展。

半導體制冷法主要利用了通電半導體的珀爾帖效應，由 P型半導體元件和 N 型半導體元件連接形成熱電偶，通電情況下實現冷端制冷的效果，當濕空氣通過冷面時降溫有水珠析出。半導體制冷技術具有質量輕、無污染、方便等優點。

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，變大的水珠便會順著尼龍繩流到集水器中。該法結構簡單，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，并了解到現今太陽能光伏發電和半導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，以解決自然環境異常惡劣，交通十分不便，導致水補給非常困難的問題。

發明內容

為了實現太陽能空氣取水器的便攜，并更廣泛用于孤立的環境和安全飲水等領域，本發明提供一種便攜式的太陽能空氣取水器。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

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，箱體內部安裝有程控電源，所述太陽能供電系統的輸出端與程控電源連接，程控電源將太陽能供電系統提供的電能轉換為半導體制冷片的工作電源，程控電源與半導體制冷片連接，其為半導體制冷片提供工作電源；所述半導體制冷片包括冷端和熱端，半導體制冷片的熱端設置有散熱機構，半導體制冷片的冷端與結霜器接觸，結霜器的前端安裝有吸風扇，箱體上開設有從箱體外通向吸風扇的進氣通道，結霜器的下方安裝有集水器，集水器與箱體上的出水口聯通，所述出水口上設置有放水閥門。

進一步地，本發明所述太陽能供電系統包括太陽能電池板、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。

進一步地，在進氣通道上安裝有過濾網。

進一步地，本發明所述半導體制冷片采用二層以上半導體制冷片。

進一步地，本發明所述散熱機構包括散熱翅片以及散熱風扇，在半導體制冷片的熱端緊貼安裝有一根以上的散熱翅片，在散熱翅片的一側安裝有散熱風扇，散熱風扇與程控電源連接，其工作電源由太陽能供電系統通過程控電源提供。

進一步地，本發明還包括凈水器，所述集水器與出水口之間設置有凈水器。