[发明专利]利用风能和太阳能实现从空气中获取水的装置

说明书

利用风能和太阳能实现从空气中获取水的装置涉及空气中水蒸气液化，风能发电机和太阳能发电板进行发电；小型涡轮将外界空气汲入地下结构，地下结构包含制冷半导体和铜丝螺旋体，制冷半导体围成一个空腔，空腔内侧为制冷半导体的热端、空腔外侧为制冷半导体的冷端，低温铜丝螺旋体依附在制冷半导体的外侧表面，空气中的水蒸汽则液化为液态水储存在装置的液化空腔的底部，当液态水达到一定高度时则通过透水孔幕滴入液化空腔底部下方的蓄水池中；空气通过制冷半导体围成的空腔内侧的热端以后，热空气由隔热导气管进入底部的蓄水池中的“S”形散热管中向液态水进行热量传递，最后气体从排气孔排出。有益效果是：无人操作情况下不间断地取水。

技术领域

本发明是一种利用太阳能和风能供电的从空气中将水蒸气部分液化，从而实现供水的自动节水灌溉装置。

技术背景

水是万物之源，无论对于人类还是植被，水都不可或缺。然而中国长期面临着时空不均、资源性缺水等现状。尤其在某些干旱地区和沿海地区，淡水资源的总量让人担忧。各项的治水工程如南水北调、海水淡化等都需要耗费大量财力，且因交通运输成本、技术限制等原因，这些方法对很多偏远地区的缺水地方尚不实用。又比如，我国众多科研团队以及企业都致力于沙漠化治理之中，但沙漠缺水的条件使得植物难以扎根，一系列工程都进行得十分困难，且耗资巨大。近及农业灌溉、园林绿化来讲，当前许多植物生长的区域无浇灌设施，部分有地下埋管浇水系统也因无人管理经常处于瘫痪状态，城市绿化灌溉可持续性差。另外，即使是产业化的农场大面积，铺设大面积水电管网进行管理，由于缺少科学化的水电，灌溉水的利用率很低，并且一旦系统某部位出现故障，则检查以及维护就显得十分繁杂。还如快速公路隔栏绿化区灌溉手段有限，植物生长同样面临着一些问题。

因此，无论是对于植被还是人类本身来说，找到一种高效率的生产淡水的方法迫在眉睫。本装置“利用风能和太阳能实现从空气中获取水的装置”则能姣好地解决上述问题。加之本装置为独立系统，维护和管理十分方便、结构简单造价低廉更是该系统的亮点之一。因此，本装置的产生显得极为迫切。

发明内容

利用风能和太阳能供电、制冷半导体和铜丝热传导作用导致铜丝与制冷半导体的温度比较接近，使空气中水蒸气液化实现自动化的从空气中获取水。

本发明实现发明目的的技术方案是：利用风能和太阳能实现从空气中获取水的装置，其特征是：风能发电机和太阳能发电板进行发电蓄能，风能发电机和太阳能发电板是装置的电源，能对小型涡轮、制冷半导体、风扇供电；小型涡轮将外界空气汲入地下结构，地下结构包含制冷半导体和铜丝螺旋体，制冷半导体围成一个空腔，空腔的底部有一个进气孔，空腔的顶部连通中心管道，中心管道的外侧为空气汲入地下结构的进气通道，中心管道管壁外侧包裹绝热材料成为隔热导气管；通电后，空腔内侧为制冷半导体的热端、空腔外侧为制冷半导体的冷端，低温铜丝螺旋体依附在制冷半导体的外侧表面，通电后的制冷半导体表面以及铜丝螺旋体都是低温状态，空气通过时，空气中的水蒸汽则液化为液态水暂时储存在装置的液化空腔的底部，当液态水达到一定高度时，则通过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顶部之间装有隔热板，透水孔幕为隔热板的通孔，通孔的边缘略微向上凸出，即向液化空腔一侧凸出，使液化空腔的底部残留一定厚度的水分；空气通过制冷半导体围成的空腔内侧的热端以后，热空气由隔热导气管进入底部的蓄水池中的“S”形散热管中向液态水进行热量传递，即对底部蓄水池的水进行加热，最后气体从排气孔排出。当蓄水池中的水到一定量时，启动泵机将蓄水池的液态水抽出到外界的蓄水池储蓄起来以备他用，如灌溉、生活用水等，并可与自动灌溉体系等结合应用。

装置的电源能够接入蓄电池，蓄电池对小型涡轮、制冷半导体、风扇供电。

制冷半导体围成的空腔内设置风扇促进空气从液化空腔流动到底部蓄水池散热，带走制冷半导体产生的热量，并提供动力使空气从排气孔排出。