[發明專利]一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法

在審

• 申請號: 201711478634.8
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108331080A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 楊開虎;陳科西;彭玉梅;張強;陳婷婷;汪銳;邱戀;章太永
• 申請（專利權）人: 成都中環資工程設計研究院有限公司
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

本發明公開了一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法，采用半導體制冷片冷凝制水，其步驟包括：步驟A：空氣預冷；步驟B：冷卻制水；步驟C：冷凝；D：過濾收集。本發明公開的一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法采用冷凝后的不冷凝氣體對空氣進行預冷，使半導體制冷片接觸的空氣穩定在一定的范圍之內，使半導體制冷片冷凝制水更加穩定，高效；避免了空氣溫度變化快，使半導體制冷片的熱端升溫較快，冷端達不到空氣露點，造成制水緩慢或者無法制水的問題。

技術領域

本發明屬于半導體制水技術領域，具體涉及一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法。

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。

在自然界中，空氣中的水分子有三種形態：液態、固態、氣態，它們在地心引力、太陽能輻射能、大氣流等自然現象的作用下，不斷地相互轉換。因此，從某種意義上來說，空氣中的水可以說是“取之不盡、用之不竭”的。大氣是水資源轉換的重要酶解，空氣中含有大量的水分子，在海洋性氣候地區沒立方米空氣中含水120g，在內陸型氣候地區二爺含有40g，即使在嚴重缺水的沙漠的確，其相對濕度也是其他地區的20%~90%。

空氣中最大含水量由空氣溫度和大氣壓力決定，標準大氣壓下，1m3空氣在不同溫度和相對濕度情況時其水蒸氣含量不同。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，這為空氣制水的可行性提供了理論依據。目前，常用的空氣制水方法有機械壓縮法、冷凍結露法、吸附解析法、半導體制冷法、聚霧取水法等。其中半導體制冷法主要利用了通電半導體帕爾貼效應，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，當濕空氣通過冷端時降溫有水珠析出，實現空氣制水。半導體制冷法由于污染小、質量輕、便于維護等優點，是近年來在國際上發展較為迅速的一種空氣制水技術。

但是半導體制冷法空氣制水其制水效率較低，且由于其原理采用熱電偶原理，熱端散熱效果對制水效率影響較大。目前半導體制冷法空氣制水通常采用散熱裝置進行對熱端進行散熱，其散熱效果受到外部環境影響較大，不能形成穩定的散熱效果，使其制水效果不穩定。

發明內容

本發明針對現有技術提供了一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法，該方法采用冷凝后的不冷凝氣體對空氣進行預冷，使半導體制冷片接觸的空氣穩定在一定的范圍之內，使半導體制冷片冷凝制水更加穩定，高效；避免了空氣溫度變化快，使半導體制冷片的熱端升溫較快，冷端達不到空氣露點，造成制水緩慢或者無法制水的問題。

本發明提供的一種基于帕爾貼效應的空氣制水方法，通過以下技術方案實現，所述方法包括以下步驟：

步驟A：空氣預冷：進風風機把待制水的空氣吸入預冷管，冷卻至高于空氣露點溫度10~25℃，得到預冷空氣；

步驟B：冷卻制水：步驟A得到的預冷空氣經過半導體制冷片的冷端，空氣中的水被冷卻凝結成細小的水霧顆粒和凝結在半導體制冷片的冷端上的水滴；

步驟C：冷凝：水霧顆粒隨著冷卻后的空氣進入冷凝室并在冷凝室凝結成水滴，不凝結的氣體則穿過冷凝室進入預冷室，預冷室內設置預冷管，對進風風機吸入的空氣進行預冷；經過預冷室的不凝結氣體通過冷氣管道吹入半導體制冷片的熱端的散熱裝置；

步驟D：過濾、收集：步驟C中冷凝室凝結成的水滴順流向下，經過消毒濾膜收集至凝結水收集裝置；步驟B中冷端上的水滴，經過冷端下方設置的收集管道，并經過消毒濾膜收集至凝結水收集裝置。

所述預冷管螺旋設置在預冷室內，使其預冷效果更好，預冷管的進口處和出口處均設置有溫度監測裝置，用于監測空氣的預冷情況，并根據預冷管進口處的溫度，提高或者降低流速，使預冷后的空氣穩定在一定的范圍之內，避免空氣變化對空氣制水效率的影響，使制水效率下降，能耗增大。此外，也可以根據預冷管的進口處和出口處的溫度加大或減小半導體制水片的電流，使半導體制水片的制水效率穩定在一定的范圍之內。