CN109577422A - 一种冷凝制水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种冷凝制水装置，包括半导体制冷片，散热器、隔热箱体和集水器；半导体制冷片的热面上安装有第一散热器；半导体制冷片的冷面上安装有第二散热器；所述第二散热器与冷凝器联通；冷凝器下方为集水器；半导体制冷片的冷面、第二散热器和冷凝器设置于隔热箱体内；所述第二散热器为液冷散热器，液冷散热器通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器与空气进行热交换，使空气中的水份冷凝析出。半导体制冷片通电后，让制热面基本保持环境温度，可使制冷面低于环境温度，使冷凝器与空气充分接触，低于室温10℃左右，空气中的水蒸气在冷凝器上凝结成水珠，并汇集到集水器中。本发明装置构造简单、具有制水效率高、能耗低、适用范围广、使用方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及制水技术领域，特别涉及通过半导体制冷片冷凝空气来制取淡水的装置。
背景技术
在日常应用中，如夏天，当家中长期无人，盆栽植物经常因缺水而死亡。长期的野外活动中，缺乏安全卫生的饮用水。
地球上的空气包含有巨大的淡水资源，从空气中获取淡水资源，在内陆地区，相对于海水中制取淡水更加可行且易实施。目前，从空气中获取淡水的技术手段多种多样，除常用的压缩式制冷机、吸收式制冷机以及蒸汽喷射式制冷机，半导体制冷片的使用也越来越广泛。半导体制冷片，也称为热电制冷片，其优点是没有滑动部件，适于应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。但是，半导体制冷片因受自身体积的限制，它的热效应面和冷效应面比较接近，在工作时容易产生相互之间的热交换，从而影响制冷效率，此外，半导体制冷片的冷效应面的制冷效率还取决于热效应面的散热效率。故热效应面的热传导速度、散热效果越好，冷效应面的制冷效果就越好。
采用半导体制冷片的制水量、制水效率受多种因素限制，容易造成制水效果不佳、效率低的问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提行一种高效率、低功耗的制水装置。
本发明的技术方案为：一种冷凝制水装置，包括半导体制冷片，散热器、隔热箱体和集水器、；半导体制冷片的热面上安装有第一散热器；半导体制冷片的冷面上安装有第二散热器；所述第二散热器与冷凝器联通；冷凝器下方为集水器；半导体制冷片的冷面、第二散热器和冷凝器设置于隔热箱体内；所述第二散热器为液冷散热器，液冷散热器通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器与空气进行热交换，使空气中的水份冷凝析出。
所述液冷散热器和冷凝器之间设置有水泵，通过水泵使冷却液在液冷式热交换器和冷凝器之间循环。
所述冷凝器设置有冷凝管，空气通过浸泡于冷凝管中的螺旋管与冷凝器的冷却液进行热交换。
所述冷凝器设置有螺旋管，冷却液通过螺旋管与空气进行热交换。
所述与冷凝器进行热交换的空气通过气泵输入。
所述第一散热器上设置有散热风扇。
所述液冷式热交换器内包括至少两个依次连通的U型槽腔。
所述半导体制冷片采用TEC1-127系列制冷片，施加的电压为5V。
本发明可用于家中无人值守时盆栽植物的自动滴灌，解决家人外出盆栽植物无人浇灌的难题；也可适用于野外制取安全卫生的饮用水。
本发明装置的优点有：
1、利用制冷片原理，通过对制热面强散热，使制热面基本保持环境温度，从而让制冷面具有高制冷效率，将产生的冷量传导给冷凝器，让流过冷凝器的空气低于环境温度10℃以上，将空气中的水蒸气凝结。
2、设计了由导热体、散热器、散热风扇组成的强散热装置，提高了散热效率，使制冷片的制热面基本保持环境温度。为提高制冷片的制冷效率提供了支撑。
3、制冷片采用TEC1-127系列，不采用厂家推荐的+12V供电，而是采用5V电压，提高了制冷片的制冷效率。
4、采用由水泵、液冷散热器、冷凝管、储液器、水管、冷却液、气泵、气管、螺旋管、隔热箱体组成的冷凝器，提高了制水效率。
5、采用有多个U型槽腔的液冷散热器，有利于冷却液与冷却头的热交换。
6、采用冷却液浸泡螺旋管的冷凝管，有利于冷却液与空气的热交换。
7、利用水泵驱动冷却液在冷凝器的液体管道中循环，有利于热交换。
8、利用气泵驱空气在冷凝管的螺旋管中流动，加大了空气冷却量，有利于制水效率的提高。
9、利用低导热率的隔热材料的隔热箱体，将整个制冷部件进行热密封，提高了冷量利用率。
10、本发明装置可以使用220V交流电，也可以使用太阳能蓄电池，也可以直接使用电池；不需要铺设水管等其他措施，就能从空气中获取水，具有能耗低、绿色环保、使用简单方便等特点。
附图说明
图1是本发明的组成及装配关系图。
图2是本发明的一种具体实施例示意图。
图中：A1电源；A2+12V电压；A3 +5V电压；A4水泵；A5 储液器；A6 水管；A7 冷凝管；A8 气泵；A9 集水器；A10 出水管；A11 隔热体；A12半导体制冷片；A13导热体；A14 第一散热片；A15 散热风扇；A16 液冷头；A17 冷却液;A18 空气;A19 螺旋管;A20 散热翅片；A21散热硅脂；A22 U型槽腔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
见图1，本发明的一种冷凝制水装置，包括半导体制冷片，散热器、隔热箱体和集水器、；半导体制冷片的热面上安装有第一散热器；半导体制冷片的冷面上安装有第二散热器；所述第二散热器与冷凝器联通；冷凝器下方为集水器；半导体制冷片的冷面、第二散热器和冷凝器设置于隔热箱体内；所述第二散热器为液冷散热器，液冷散热器通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器与空气进行热交换，使空气中的水份冷凝析出。
所述液冷散热器和冷凝器之间设置有水泵，通过水泵使冷却液在液冷式热交换器和冷凝器之间循环。
所述冷凝器设置有冷凝管A7，空气通过浸泡于冷凝管中的螺旋管与冷凝器的冷却液进行热交换。
实施例2
见图2，本发明的一种冷凝制水装置，包括半导体制冷片，散热器、隔热箱体和集水器、；半导体制冷片的热面上安装有第一散热器；半导体制冷片的冷面上安装有第二散热器；所述第二散热器与冷凝器联通；冷凝器下方为集水器；半导体制冷片的冷面、第二散热器和冷凝器设置于隔热箱体内；所述第二散热器为液冷散热器，液冷散热器通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器与空气进行热交换，使空气中的水份冷凝析出。
所述冷凝器设置有螺旋管，冷却液通过螺旋管与空气进行热交换。
实施例3
本发明的一种冷凝制水装置的 电源A1输出+5V(A3)和+12V(A2)，+5V为半导体制冷片供电，+12V为散热风扇(A15)、水泵A5、气泵A8供电。电源A1的输入可以为电池，也可以是220V交流电，也可以是风能或太阳能等电能。
半导体制冷片A12分为两面，一面制热，一面制冷。半导体制冷片A12的制热面和制冷面都涂抹均匀导热硅脂。电源A1输出+5V(A3)为半导体制冷片A12。
导热体A13与半导体制冷片A12的制热面充分接触，导热体A13将半导体制冷片A12的制热面产生的热导给第一散热片A14。
第一散热片A14将热散发到空气中。
散热风扇A15由电源A1输出的+12VA2驱动，吸走散热片上的热量。
液冷散热器A16与半导体制冷片A12制冷面接触，将半导体制冷片A12制冷面产生的冷量被水冷头内的冷却液A17充分吸收。
储液器A5储存冷凝管A7流过的冷凝液A17，供水泵A4抽吸。
水泵A4由电源A1的+12V(A2)供电，从储液器A5抽吸冷凝液A17，并将冷凝液A17注入液冷散热器。
冷凝管A7将从液冷散热器经过热交换后流出的冷却液浸泡螺旋管A19，与泡螺旋管A19里的空气A18进行热交换，将螺旋管A19里的空气A18冷却，并将空气A18里的水蒸气凝结形成水滴，并通过出水管A10流入集水器A9中。
实施例4
本发明的一种冷凝制水装置，冷凝管A7也可以如图2所示，将从液冷散热器经过热交换后流出的冷却液通过螺旋管A19，冷却螺旋管A19,冷却的螺旋管A19与冷凝管A7里的空气A18进行热交换，将泡螺旋管A19里的空气A18冷却，并将空气A18里的水蒸气凝结形成水滴，并通过出水管A10流入集水器A9中。
实施例5
本发明的一种冷凝制水装置，气泵A8由电源A1的+12V(A2)供电，抽吸空气A18，并将空气A17注入螺旋管A19里。
本发明的一种冷凝制水装置，隔热箱体A11将水泵A4、液冷散热器A16、水管A17、冷凝管A7、储液器A5进行隔热包裹密封。
实施例6
本发明的一种冷凝制水装置，电源A1输出+5V(A3)和+12V(A2)，+5V为半导体制冷片供电，+12V为散热风扇(A15)、水泵A5、气泵A8供电。
半导体制冷片A12分为两面，一面制热，一面制冷。半导体制冷片A12的制热面和制冷面都涂抹均匀导热硅脂A21。电源A1输出+5V(A3)为半导体制冷片半导体制冷片A12。
导热体A13与半导体制冷片A12的制热面充分接触，导热体A13将半导体制冷片A12的制热面产生的热导给散热片A14。导热体A13与半导体制冷片A12的制热面接触面涂抹均匀导热硅脂A21，有利于热的传导。导热体A13与散热片A14接触面涂抹均匀导热硅脂A21，有利于热的传导。
散热片A14将热散发到空气中。散热片A14与导热体A13接触面涂抹均匀导热硅脂A21，有利于热传导。散热片A14设计有散热翅片A20，加大与空气接触面积，提高了散热面积，并安装散热风扇A15，散热风扇A15吸走散热片A14散热翅片A20周围的空气，加速散热翅片A20周围的空气流动量，有利于散热。
散热风扇A15由电源A1输出的+12VA2驱动，吸走散热片上的热量。
液冷散热器A16与半导体制冷片A12制冷面接触，将半导体制冷片A12制冷面产生的冷量被液冷散热器内的冷却液A17充分吸收。液冷散热器A16内部设计成多个U型槽腔A22，U型槽腔A17内流动冷却液A17，液冷散热器A16材料为热良导体，能充分将将半导体制冷片A12制冷面产生的冷量传导到U型槽腔A22，U型槽腔A22增加了冷却液A17与液冷散热器A16接触面积，提高了热交换效率。
储液器A5储存冷凝管A7流过的冷却液A17，供水泵A4抽吸。
水泵A4由电源A1的+12V(A2)供电，从储液器A5抽吸冷凝液A17，并将冷凝液A17注入液冷散热器。
冷凝管A7将从液冷散热器经过热交换后流出的冷却液浸泡螺旋管A19，与泡螺旋管A19里的空气A18进行热交换，将泡螺旋管A19里的空气A18冷却，并将空气A18里的水蒸气凝结形成水滴，并通过出水管A10流入集水器A9中。
冷凝管A7也可以如图2所示，将从液冷散热器经过热交换后流出的冷却液通过螺旋管A19，冷却螺旋管A19,冷却的螺旋管A19与冷凝管A7里的空气A18进行热交换，将泡螺旋管A19里的空气A18冷却，并将空气A18里的水蒸气凝结形成水滴，并通过出水管A10流入集水器A9中。
气泵A8由电源A1的+12V(A2)供电，抽吸空气A18，并将空气A17注入螺旋管A19里。
隔热箱体A11将水泵A4、液冷散热器A16、水管A17、冷凝管A7、储液器A5进行隔热包裹密封，减少冷量的散发，提高装置制水效率。
Claims (8)
1.一种冷凝制水装置，其特征在于，包括半导体制冷片，散热器、隔热箱体和集水器、；半导体制冷片的热面上安装有第一散热器；半导体制冷片的冷面上安装有第二散热器；所述第二散热器与冷凝器联通；冷凝器下方为集水器；半导体制冷片的冷面、第二散热器和冷凝器设置于隔热箱体内；所述第二散热器为液冷散热器，液冷散热器通过管道与冷凝器连通，所述冷凝器与空气进行热交换，使空气中的水份冷凝析出。
2.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述液冷散热器和冷凝器之间设置有水泵，通过水泵使冷却液在液冷式热交换器和冷凝器之间循环。
3.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述冷凝器设置有冷凝管，空气通过浸泡于冷凝管中的螺旋管与冷凝器的冷却液进行热交换。
4.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述冷凝器设置有螺旋管，冷却液通过螺旋管与空气进行热交换。
5.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述与冷凝器进行热交换的空气通过气泵输入。
6.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述第一散热器上设置有散热风扇。
7.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述液冷式热交换器内包括至少两个依次连通的U型槽腔。
8.根据权利要求1所述一种冷凝制水装置，其特征在于，所述半导体制冷片采用TEC1-127系列制冷片，施加的电压为5V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190405 |