[发明专利]一种新型的自动化太阳能空气取水装置

权利要求书

1. 一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于包括空气取水装置、控制单元和电力单元；

空气取水装置包括冷凝器、储液罐、换热器、热电堆、泵、散热片，第一路空气管道贯穿换热器后与冷凝器相连接，冷凝器设置在储液罐内，并与储液罐内顶部相连接，储液罐中部输出的不凝气管道贯穿换热器后与泵的输入端相连接，储液罐底部输出端与淡水管道相连接；第二路空气管道与泵的输入端相连接，泵的输出端与冷却风管道的一端相连接，冷却风管道的另一端开口朝向散热片，散热片与热电堆的散热端相连接，热电堆的吸热端与储液罐内冷凝器相连接；

控制单元包括液位开关LS1、温度传感器TS1、第一电磁阀V1、第二电磁阀V2、第一控制点CC1、第二控制点CC2和第三控制点CC3；第一电磁阀V1设置在淡水管道内，即与储液罐底部输出端相连接的管道内；第二电磁阀V2设置在第二空气管道内，即与泵输入端相连接的管道内；液位开关LS1设置在储液罐腔体内，且位于储液罐中下位置的内壁上；温度传感器TS1设置冷凝器内；第一控制点CC1、第二控制点CC2和第三控制点CC3分别与热电堆、泵、第二电磁阀V2相连接；

电力单元包括光伏组件与电力输送线两部分，光伏组件的输出端通过电力输送线分别与泵和热电堆相连接，为其供电。

2.如权利要求1所述的一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于所述的储液罐通过内壁上的环形隔板分为上下两个部分，上部分用于放置冷凝器，下部分为集液腔，用于收集水滴；环形隔板为两端开放的圆台，其下底面与储液罐内壁固定，上底面悬空。

3.如权利要求1所述的一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于所述的空气取水装置工作过程如下：第一路空气管道通过换热器预热后遇到冷凝器，若气体降低到露点，水分子在冷凝器的网状结构凝结成水滴后坠落，并被收集到储液罐底部的集液腔内；第一路空气管道中的不凝气通过不凝气管道从储液罐内排出，并经过换热器与第一路空气管道中的空气换热，收集冷量；最终不凝气和第二路空气管道在泵的作用下均用于散热片的冷却风；同时，热电堆作为一种热泵，能够吸收低品位热源的热量并释放到热端，热电堆工作后致使冷凝器的热量被吸走，达到给冷凝器制冷的作用。

4.如权利要求1所述的一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于所述的控制单元控制过程如下：温度传感器TS1检测到冷凝器的温度后，在线反馈给第一控制点CC1、第二控制点CC2和第三控制点CC3，通过第一控制点CC1、第二控制点CC2和第三控制点CC3分别在线调节热电堆的驱动电流、泵的转速和第二电磁阀V2的开合；液位开关LS1用于监测储液罐储液腔是否水位已满，若满则打开第一电磁阀V1，让淡水排出。

5.如权利要求1所述的一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于所述的光伏组件在太阳光照射下产生直流电，直流电被调制后，通过电力输送线输送到热电堆、泵以及控制系统的用电部件上。

6.如权利要求1所述的一种新型的自动化太阳能空气取水装置，其特征在于所述的装置启动后，读取外部手动操作指令，按照指令决定是否进入工作状态，若开始工作，分两类控制：一类用于决定是否排水，若排水，则启动排水程序；反之，进入不排水程序，该程序是用液位开关的信号开合电磁阀，即第二电磁阀V2；另一类用于控制空气取水过程，分为两个循环，一个是冷凝器温度低于露点温度的情况下，进行正常的冷凝-冷却工作循环；另一个是当冷凝器的温度高于空气露点的时候，则冷凝器不在工作区间内，此时，第一控制点CC1、第二控制点CC2和第三控制点CC3分别给出各自的控制信号，第一控制点CC1给出控制命令终止给热电堆供电，第三控制点CC3给出控制命令打开第二电磁阀V2，允许第二路空气管道通入空气，第二控制点CC2加快泵的转速，强力给散热片制冷，使得热电堆两端的温差快速地缩小到一个较小的范围内，这个工作循环通常很快，能在规定时间内结束，然后，控制系统进入下一个工作循环，第三控制点CC3给出命令关闭第二电磁阀V2，第二路空气管道通入的空气不再作为冷却风，第二控制点CC2给出命令降低泵的转速，让第二路空气管道中通入的空气充分地通过冷凝器，并通过换热器回收冷量，第一控制点CC1给出控制命令使得热电堆工作在最佳操作点上；若冷凝器温度再次高于露点温度，则控制系统切换到前一个工作循环，给散热片降温，此外，储液罐储液腔液位被检测已满状态后，液位开关LS1触发第一电磁阀V1打开，让淡水排出，反之亦然。