一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置的制作方法

1.本实用新型涉及空气取水装置技术领域，特别是一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置。


背景技术：

2.沙漠对人类的生存的环境产生不断的侵蚀。虽然通过绿化可以防风固沙，有效的防止荒漠土壤流失，但是沙漠地区降雨量少，蒸发量大，气候干旱，植物难以生长，导致沙漠治理难以取得成效。沙漠空气的湿度是3％以上，很多沙漠地区空气湿度超过15％，每立方米空气含水量4.5克以上。沙漠太阳能空气取水灌溉装置(以下简称本装置)通过吸附和结露冷凝原理可以把沙漠干旱的空气中包含的微量水分提取出来，通过水管滴灌到绿化植物的根部，提高绿植根部土壤的湿度，可提高植物成活率。
3.因此设计一种可以有效的在沙漠对空气中含有的水分进行收集，用来滴灌沙漠中的绿植是一项可行且有重大意义的项目。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置，充分利用沙漠空气中的水资源，结合含水空气遇冷结露的原理，实现从空气中抽取水分，适合大面积在沙漠中布设，取水滴灌绿植，广泛推广。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置，其特征在于：包括发电装置、空气压缩导流装置、冷凝装置、灌溉装置、控制装置五大部分。整体设计成杆状，顶部(或侧部)安装太阳能电池板，中部是立杆，下部埋入沙土中，利用沙漠地上和地下温差，辅助半导体制冷，实现较好的冷凝效果，减少了运动部件，降低了运行中维护成本。
6.进一步地，所述发电装置主要由太阳能电池板和蓄电池组成，太阳能电池板一组或多组安装，可以充分利用沙漠中最丰富太阳能资源。可增加辅助风力发电机，提高发电效率。
7.进一步地，所述发电装置太阳能电池板在白天充足的阳光照射下源源不断的给涡轮风机和冷凝装置提供电能，剩余部分储存在蓄电池中，可实现全天不间断工作。
8.进一步地，所述空气压缩导流装置由空气滤芯、涡轮风机、导风管三部分组成。
9.进一步地，所述空气滤芯起到进气防尘的作用，增加装置的可靠性。涡轮风机通过电力驱动，增加空气压力，压缩空气升温后高于环境温度，在通过导流管下行的过程中释放部分热能。
10.进一步地，所述冷凝装置由储水罐(由内、外桶构成)、冷凝鳍片、半导体制冷模块、散热鳍片四部分组成。
11.进一步地，所述储水罐和冷凝鳍片采用导热好的金属铝，冷凝鳍片采用多片均匀分布在储水罐内桶上部，径向向心排列，冷凝鳍片表面沿垂直方向蚀刻凹槽，涂敷亲水材
料，增加凝水效果。
12.进一步地，所述半导体制冷模块冷端贴在储水罐内桶上，热端贴在储水罐外桶上，外桶外部分布多片散热鳍片。散热鳍片与外部土壤接触，利用地面下的低温实现有效散热。
13.进一步地，所述灌溉装置由水泵和水管组成，灌溉水管通向多株绿植的根部土壤，实现滴水灌溉。
14.进一步地，所述控制装置由温度传感器、水位传感器、控制板三部分组成。
15.进一步地，所述温度传感器安装在冷凝鳍上，采集温度信息送入控制板的单片机中处理，通过pid算法，输出制冷模块和涡轮风机两路pwm信号，精确控制进风量和制冷量，保持冷凝鳍片的温度保持在0℃以下。
16.进一步地，所述水位传感器安装在储水罐内，感知储水量，通过单片机控制灌溉水泵的工作状态。
17.进一步地，所述控制板集成无线模块，可以通过手机或电脑app调整pid 参数，保证本装置适应不同的环境。
18.本发明与现有技术相比，取水率高，结构简单、易于安装，运动部件少，运行中维护成本低，利用pid算法控制系统，集成无线模块，可以直接通过外围设备根据实际应用情况进行相应控制。
附图说明
19.图1是本实用新型实施例一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置示意图。
20.图2是本实用新型实施例一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置太阳能电池板 (辅助风力发电机)的组合示意图。
21.图中标号说明：
22.101
‑
太阳能电池板；102
‑
蓄电池；103
‑
风力发电机；201
‑
空气滤芯；202
‑
涡轮风机；203
‑
立杆(导风管)；204
‑
出风口；301
‑
冷凝鳍片；302
‑
半导体制冷模块；303
‑
散热鳍片；401
‑
储水罐；402
‑
水泵；403
‑
灌溉水管；501
‑
控制板。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.如图1所示，本实施例一种沙漠太阳能空气取水灌溉装置，包括发电装置、空气压缩导流装置、冷凝装置、灌溉装置、控制装置五大部分组成，整体设计成杆状，顶部安装101
‑
太阳能电池板，中部是立杆，下部埋入沙中，利用沙漠地上和地下温差，辅助半导体制冷，根据含水空气遇冷结露的原理，实现从空气中抽取水分。
25.发电装置由101
‑
太阳能电池板和102
‑
蓄电池组成，太阳能电池板在白天充足的阳光照射下源源不断的给202
‑
涡轮风机和冷凝装置提供电能，剩余部分储存在102
‑
蓄电池中，可实现全天不间断工作。
26.如图2所示，发电装置太阳能电池板可安装一组或多组，可增加103
‑
辅助风力发电
机，增加发电效率。
27.在发电装置下设置空气压缩导流装置，装置由201
‑
空气滤芯、202
‑
涡轮风机、203
‑
导风管等部分组成，201
‑
空气滤芯起到进气防尘的作用，增加装置的可靠性。202
‑
涡轮风机通过电力驱动，增加空气流通量，提高取水效率，压缩空气与环境产生温差，在通过203
‑
导风管下行的过程中释放部分热能。
28.在冷凝装置的部分，设置301
‑
冷凝鳍片、302
‑
半导体制冷模块、303
‑
散热鳍片、304
‑
储水罐(储水罐由内、外桶构成)四个不同的组成部分。301
‑
冷凝鳍片和304
‑
储水罐采用导热好的金属铝，301
‑
冷凝鳍片采用多片均匀分布在储水罐内桶上部，径向向心排列，中心正对203
‑
导风管的末端出风口。301
‑
冷凝鳍片表面沿垂直方向蚀刻凹槽，涂敷亲水材料，增加凝水效果。302
‑
半导体制冷模块冷端贴在304
‑
储水罐内桶上，热端贴在外桶上，桶外部分布多片303
‑
散热鳍片。303
‑
散热鳍片与外部土壤接触，利用地面下的低温实现有效散热。302
‑ꢀ
半导体制冷模块利用半导体材料的peltier效应，在电流作用下冷端和热端可产生50℃以上的温差，同时砂壤地下2米以下深度温度低于地面15℃，以上温差实现热量传导，把301
‑
冷凝鳍片的温度降低到0℃以下，203
‑
导风管吹入的空气接触到301
‑
冷凝鳍片后，所含水气部分通过吸附和结露凝结后沿301
‑
冷凝鳍片流到下面304
‑
储水罐。
29.针对绿植的灌溉，装置设置了401
‑
水泵和402
‑
水管，由于制水量的限制， 402
‑
灌溉水管采用较细的软管，通向多株绿植的根部土壤，实现滴水灌溉。
30.在装置中设置控制装置，具体由温度传感器、水位传感器、501
‑
控制板三部分组成。温度传感器安装在301
‑
冷凝鳍片上，采集温度信息送入控制板的单片机中处理，通过pid算法，输出所述302
‑
制冷模块和202
‑
涡轮风机两路pwm 信号，精确控制进风量和制冷量，保持301
‑
冷凝鳍片的温度保持在0℃以下。水位传感器安装在304
‑
储水罐内，感知储水量，通过单片机控制401
‑
水泵的工作状态。控制板集成无线模块，可以通过手机或电脑app调整参数，保证本装置适应不同的环境。
31.以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。