CN105714878A - 一种太阳能半导体制冷式集水器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能半导体制冷式集水器，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水装置，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与集水装置连接；所述集水装置包括散热器、热管、半导体制冷组件、圆筒状的集水箱和储水箱；所述储水箱的入水口与集水箱的出水口连接；所述集水箱内设有圆环状的冷风风道，所述冷风风道内设有隔板，所述集水箱的上端设有与冷风风道相通的进风口和出风口，且所述进风口和出风口分别位于隔板的两边，所述进风口设有鼓风风扇；所述半导体制冷组件的一端插入冷风风道，所述半导体制冷组件的另一端通过热管与散热器连接。本发明结构简单、安装方便、环境要求低且集水效率高。
Description
技术领域
本发明涉及集水器，具体来说是一种太阳能半导体制冷式集水器。
背景技术
众所周知，水是人类生命活动所必不可少的宝贵资源。目前，全球有不少严重缺水的国家和地区，存在严重的供水不足问题；此外，社会的高速发展也使得巨大的水资源遭受严重的污染而无法供人类使用，越来越严重的水资源短缺问题已成为全世界所关注的焦点，采用制冷集水从空气中取水是解决相关地区水资源匮乏的有效方法之一。
目前，现有的从空气中收集水资源的装置对环境条件也较为苛刻，例如只能用于夜间使用、电源需要外部提供和空气湿度应较大等，在很大程度上限制了集水器的广泛应用。因此如何设计一种无需外接能源且能源源不断能够提供清洁水源的集水器已成为当前的一个重要的研究方向。
发明内容
本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、安装方便、环境要求低、集水效率高的太阳能半导体制冷式集水器。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种太阳能半导体制冷式集水器，包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水装置，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与集水装置连接；所述集水装置包括散热器、热管、半导体制冷组件、圆筒状的集水箱和储水箱；所述储水箱的入水口与集水箱的出水口连接；所述集水箱内设有圆环状的冷风风道，所述冷风风道内设有隔板，所述集水箱的上端设有与冷风风道相通的进风口和出风口，且所述进风口和出风口分别位于隔板的两边，所述进风口设有鼓风风扇；所述半导体制冷组件的一端插入冷风风道，所述半导体制冷组件的另一端通过热管与散热器连接。
优选的，所述半导体制冷组件包括导热板和至少一组制冷单元，所述制冷单元的热端与导热板连接，所述制冷单元的冷端插入冷风风道；所述导热板通过热管与散热器连接。
优选的，所述制冷单元包括半导体制冷片、导冷板和导冷翅片，所述半导体制冷片的热端与导热板连接，所述半导体制冷片的冷端通过导冷板与导冷翅片连接，且所述导冷板和导冷翅片均插入冷风风道。
优选的，所述制冷单元的数量为2组，而所述导热板呈长方体，2组所述制冷单元的热端分别与导热板的两端连接。
优选的，所述导冷翅片的底面设有亲水涂层，所述导冷翅片的顶面及侧面均设有疏水涂层；所述导冷板的底面设有亲水涂层，所述导冷板的顶面及侧面均设有疏水涂层。
优选的，所述集水箱的出水口位于集水箱的下端，且所述集水箱的出水口和储水箱的入水口之间设有滤水板。
优选的，所述储水箱的出水口设有水龙头。
优选的，所述散热器包括散热翅片和散热风扇，所述散热翅片的一端通过热管与半导体制冷组件的另一端连接，所述散热风扇安装于散热翅片的一侧。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
1、本太阳能半导体制冷式集水器主要由太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水装置构成，其利用太阳能为集水装置提供能量，而集水装置中的半导体制冷片分别为散热器和导冷翅片提供热量和冷量，实现能量自给，不需要外接能源，且太阳能为清洁能源，不产生污染，达到了节能环保的效果。
2、本太阳能半导体制冷式集水器中的太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，这利用了调压模块将太阳能发电板转化的不稳定电压转换为稳定的电压输出，从而满足蓄电池的需求。
3、本太阳能半导体制冷式集水器中，在太阳光强烈时，太阳能发电板输出功率高于集水器功率，蓄电池能够存储多余的由太阳能转化的电能；在太阳光较弱时，太阳能发电板输出功率低于集水装置功率，蓄电池能够作为供电电源，保证集水装置的正常工作。
4、本太阳能半导体制冷式集水器中的集水箱内设有圆环状冷风风道，故被鼓风风扇吹入空气流动平缓，提高了集水装置的集水效率。
5、本太阳能半导体制冷式集水器中位于集水箱的进风口和出风口之间通过隔板隔开，这避免已经过导冷板和导冷翅片的空气与被鼓风风扇输送入的新空气混合，以进一步保证集水装置的集水效率。
6、本太阳能半导体制冷式集水器中的圆环状的冷风风道包裹导冷板和导冷翅片，外界空气通过鼓风风扇从进风口缓缓输送进入冷风风道中再经过出风口而流出外界，能够使得外界新鲜空气缓缓不断送入，确保风道中空气的水蒸汽含量没有太大变化，从而确保集水器的集水效率。
7、本太阳能半导体制冷式集水器中的半导体制冷片的热端通过散热翅片与散热风扇的协同作用而及时散热，半导体制冷片的冷端及时供冷而用于凝结空气中的水蒸汽，工作条件温和，从而有效提高半导体制冷片的制冷效率以及工作寿命。
8、本太阳能半导体制冷式集水器应用太阳能清洁供电、半导体制冷、水蒸汽的低温冷凝原理，通过鼓风风扇将外界空气输送到圆环状的冷风风道中，在半导体制冷组件的冷端作用下，空气中的水蒸汽冷凝成为液态水凝结于导冷板和导冷翅片上，进而滴落入储水箱中，是一种可以由太阳能供电，快速利用空气收集液态水的有效装置，这不需要外接额外的电源进行供能，且减少了环境污染。
9、本太阳能半导体制冷式集水器中导冷板和导冷翅片除底面外(即顶面和侧面)涂覆有超疏水涂层，而它们的底面涂覆有亲水涂层，可有效防止导冷板和导冷翅片上形成水膜，进而使导冷板和导冷翅片上的凝结水聚集成水珠落下，有效提高表面凝结水的凝结效率。
附图说明
图1是本发明一种太阳能半导体制冷式集水器的整体结构示意图。
图2是本发明集水装置的结构示意图。
图3是本发明散热器和半导体制冷组件连接一起的结构示意图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1至图3所示，本太阳能半导体制冷式集水器，包括太阳能发电板1、调压模块2、蓄电池3和集水装置4，所述太阳能发电板1通过调压模块2与蓄电池3连接，所述蓄电池3与集水装置4连接；所述集水装置4包括散热器401、热管402、半导体制冷组件403、圆筒状的集水箱404和储水箱405；所述储水箱405的入水口与集水箱404的出水口连接；所述集水箱404内设有圆环状的冷风风道，所述冷风风道内设有隔板5，所述集水箱401的上端设有与冷风风道相通的进风口6和出风口7，且所述进风口6和出风口7分别位于隔板5的两边，所述进风口6设有鼓风风扇8；所述半导体制冷组件403的一端插入冷风风道，所述半导体制冷组件403的另一端通过热管402与散热器401连接。具体地，本实施例中的调压模块2为DC-DC调压模块，此DC-DC调压模块可从市场直接购买，此DC-DC调压模块使在各种阳光强度下输入蓄电池两端的电压均为固定值，防止电压过高损坏蓄电池。如图1所示，散热器和半导体制冷组件中的半导体制冷片均与蓄电池的连接。
所述半导体制冷组件403包括导热板406和至少一组制冷单元407，所述制冷单元407的热端与导热板406连接，所述制冷单元407的冷端插入冷风风道；所述导热板406通过热管402与散热器401连接。本实施例中，所述制冷单元407的数量为2组，而所述导热板406呈长方体，2组所述制冷单元407的热端分别与导热板406的两端连接。制冷单元407具有2组，且此2组的制冷单元407相对于导热板406对称安装，这保证制冷效率，从而可保证输送入冷风风道中的水蒸汽的冷凝液效率，提高了集水效率。
所述制冷单元407包括半导体制冷片408、导冷板409和导冷翅片410，所述半导体制冷片408的热端与导热板406连接，所述半导体制冷片408的冷端通过导冷板409与导冷翅片410连接，且所述导冷板409和导冷翅片410均插入冷风风道。此结构简单、安装方便且工作可靠。
所述导冷翅片410的底面设有亲水涂层，所述导冷翅片410的顶面及侧面均设有疏水涂层；所述导冷板409的底面设有亲水涂层，所述导冷板409的顶面及侧面均设有疏水涂层。导冷板409和导冷翅片410除底面外(即顶面和侧面)涂覆有超疏水涂层，而它们的底面涂覆有亲水涂层，可有效防止导冷板409和导冷翅片410上形成水膜，进而使导冷板409和导冷翅片410上的凝结水聚集成水珠落下，有效提高表面凝结水的凝结效率。为进一步提高凝结效率，导冷翅片410弯曲呈三角齿状。
所述集水箱404的出水口位于集水箱404的下端，且所述集水箱404的出水口和储水箱405的入水口之间设有滤水板9。这保护收集的水的洁净度。
所述储水箱405的出水口设有水龙头10。这个有效控制储水箱的排水。
所述散热器401包括散热翅片411和散热风扇412，所述散热翅片411的一端通过热管402与半导体制冷组件403的另一端连接，所述散热风扇412安装于散热翅片411的一侧。此结构简单，安装方便，且保证散热效率。
在实际工作中，经太阳光的照射，使太阳能发电板1转化而来的电能经调压模块2稳定储存在蓄电池3中，由蓄电池3将电能供给集水装置4，保证集水装置4正常工作。在集水装置4中，鼓风风扇8正常工作使外界空气缓缓不断输送入圆环状的冷风风道中，同时在半导体制冷片408冷端的作用下，空气中的水蒸汽冷凝成为液态水凝结于导冷板409和导冷翅片410，凝结成液态的水经过滤水板9而滴落进入储水箱405中储存，故可有效地将空气中的水蒸汽冷凝收集，实现从空气中收集液态水。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：包括太阳能发电板、调压模块、蓄电池和集水装置，所述太阳能发电板通过调压模块与蓄电池连接，所述蓄电池与集水装置连接；所述集水装置包括散热器、热管、半导体制冷组件、圆筒状的集水箱和储水箱；所述储水箱的入水口与集水箱的出水口连接；所述集水箱内设有圆环状的冷风风道，所述冷风风道内设有隔板，所述集水箱的上端设有与冷风风道相通的进风口和出风口，且所述进风口和出风口分别位于隔板的两边，所述进风口设有鼓风风扇；所述半导体制冷组件的一端插入冷风风道，所述半导体制冷组件的另一端通过热管与散热器连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述半导体制冷组件包括导热板和至少一组制冷单元，所述制冷单元的热端与导热板连接，所述制冷单元的冷端插入冷风风道；所述导热板通过热管与散热器连接。
3.根据权利要求2所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述制冷单元包括半导体制冷片、导冷板和导冷翅片，所述半导体制冷片的热端与导热板连接，所述半导体制冷片的冷端通过导冷板与导冷翅片连接，且所述导冷板和导冷翅片均插入冷风风道。
4.根据权利要求2所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述制冷单元的数量为2组，而所述导热板呈长方体，2组所述制冷单元的热端分别与导热板的两端连接。
5.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述导冷翅片的底面设有亲水涂层，所述导冷翅片的顶面及侧面均设有疏水涂层；所述导冷板的底面设有亲水涂层，所述导冷板的顶面及侧面均设有疏水涂层。
6.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述集水箱的出水口位于集水箱的下端，且所述集水箱的出水口和储水箱的入水口之间设有滤水板。
7.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述储水箱的出水口设有水龙头。
8.根据权利要求1所述的太阳能半导体制冷式集水器，其特征在于：所述散热器包括散热翅片和散热风扇，所述散热翅片的一端通过热管与半导体制冷组件的另一端连接，所述散热风扇安装于散热翅片的一侧。
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