[發明專利]利用風能和太陽能實現從空氣中獲取水的裝置

在審

• 申請號: 201810317235.1
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108331083A
• 公開（公告）日: 2018-07-27
• 發明（設計）人: 楊林;吳亞君;楊小迪;王敬國;蒙盛;鄒林兵;胡再國
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: E03B3/28
• 分類號: E03B3/28;F03D9/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

利用風能和太陽能實現從空氣中獲取水的裝置涉及空氣中水蒸氣液化，風能發電機和太陽能發電板進行發電；小型渦輪將外界空氣汲入地下結構，地下結構包含制冷半導體和銅絲螺旋體，制冷半導體圍成一個空腔，空腔內側為制冷半導體的熱端、空腔外側為制冷半導體的冷端，低溫銅絲螺旋體依附在制冷半導體的外側表面，空氣中的水蒸汽則液化為液態水儲存在裝置的液化空腔的底部，當液態水達到一定高度時則通過透水孔幕滴入液化空腔底部下方的蓄水池中；空氣通過制冷半導體圍成的空腔內側的熱端以后，熱空氣由隔熱導氣管進入底部的蓄水池中的“S”形散熱管中向液態水進行熱量傳遞，最后氣體從排氣孔排出。有益效果是：無人操作情況下不間斷地取水。

技術領域

本發明是一種利用太陽能和風能供電的從空氣中將水蒸氣部分液化，從而實現供水的自動節水灌溉裝置。

技術背景

水是萬物之源，無論對于人類還是植被，水都不可或缺。然而中國長期面臨著時空不均、資源性缺水等現狀。尤其在某些干旱地區和沿海地區，淡水資源的總量讓人擔憂。各項的治水工程如南水北調、海水淡化等都需要耗費大量財力，且因交通運輸成本、技術限制等原因，這些方法對很多偏遠地區的缺水地方尚不實用。又比如，我國眾多科研團隊以及企業都致力于沙漠化治理之中，但沙漠缺水的條件使得植物難以扎根，一系列工程都進行得十分困難，且耗資巨大。近及農業灌溉、園林綠化來講，當前許多植物生長的區域無澆灌設施，部分有地下埋管澆水系統也因無人管理經常處于癱瘓狀態，城市綠化灌溉可持續性差。另外，即使是產業化的農場大面積，鋪設大面積水電管網進行管理，由于缺少科學化的水電，灌溉水的利用率很低，并且一旦系統某部位出現故障，則檢查以及維護就顯得十分繁雜。還如快速公路隔欄綠化區灌溉手段有限，植物生長同樣面臨著一些問題。

因此，無論是對于植被還是人類本身來說，找到一種高效率的生產淡水的方法迫在眉睫。本裝置“利用風能和太陽能實現從空氣中獲取水的裝置”則能姣好地解決上述問題。加之本裝置為獨立系統，維護和管理十分方便、結構簡單造價低廉更是該系統的亮點之一。因此，本裝置的產生顯得極為迫切。

發明內容

利用風能和太陽能供電、制冷半導體和銅絲熱傳導作用導致銅絲與制冷半導體的溫度比較接近，使空氣中水蒸氣液化實現自動化的從空氣中獲取水。

本發明實現發明目的的技術方案是：利用風能和太陽能實現從空氣中獲取水的裝置，其特征是：風能發電機和太陽能發電板進行發電蓄能，風能發電機和太陽能發電板是裝置的電源，能對小型渦輪、制冷半導體、風扇供電；小型渦輪將外界空氣汲入地下結構，地下結構包含制冷半導體和銅絲螺旋體，制冷半導體圍成一個空腔，空腔的底部有一個進氣孔，空腔的頂部連通中心管道，中心管道的外側為空氣汲入地下結構的進氣通道，中心管道管壁外側包裹絕熱材料成為隔熱導氣管；通電后，空腔內側為制冷半導體的熱端、空腔外側為制冷半導體的冷端，低溫銅絲螺旋體依附在制冷半導體的外側表面，通電后的制冷半導體表面以及銅絲螺旋體都是低溫狀態，空氣通過時，空氣中的水蒸汽則液化為液態水暫時儲存在裝置的液化空腔的底部，當液態水達到一定高度時，則通過透水孔幕滴入液化空腔底部下方的蓄水池中；在液化空腔底部和蓄水池頂部之間裝有隔熱板，透水孔幕為隔熱板的通孔，通孔的邊緣略微向上凸出，即向液化空腔一側凸出，使液化空腔的底部殘留一定厚度的水分；空氣通過制冷半導體圍成的空腔內側的熱端以后，熱空氣由隔熱導氣管進入底部的蓄水池中的“S”形散熱管中向液態水進行熱量傳遞，即對底部蓄水池的水進行加熱，最后氣體從排氣孔排出。當蓄水池中的水到一定量時，啟動泵機將蓄水池的液態水抽出到外界的蓄水池儲蓄起來以備他用，如灌溉、生活用水等，并可與自動灌溉體系等結合應用。

裝置的電源能夠接入蓄電池，蓄電池對小型渦輪、制冷半導體、風扇供電。

制冷半導體圍成的空腔內設置風扇促進空氣從液化空腔流動到底部蓄水池散熱，帶走制冷半導體產生的熱量，并提供動力使空氣從排氣孔排出。